基于翻转课堂的“园林工程”课程教学探索——以浙江农林大学为例

李 胜 季 睿 叶可陌 赵燕菲 杨 联

(浙江农林大学风景园林与建筑学院，浙江杭州 311300)

翻转课堂起源于美国科罗拉多州，是一种“以学生为中心”的教学理念[1]。学生在课前根据教师提供的学习资料(课件、动画、视频、文献等)进行新知识的学习，然后在课堂上通过教师引导实现“知识的内化”[2]，在整个教学过程中强调知识的获取需要学生主动去体验。翻转课堂在学生的学习自主性、团队协作精神、创新精神、课堂氛围以及知识的内化等方面均比传统课堂更有优势[3-4]。中外学者关于翻转课堂的实践和研究，主要涵盖以下几个方面。其一，传统课堂和翻转课堂的对比研究，结果表明更多学生喜欢翻转课堂的形式，其增加了学生的参与程度，并提升了成绩[5-6]。但翻转课堂存在着教育工作者的前期时间和成本很高、需要引导学生做好前期准备等问题，如Mclaughlin等量化得出教师必须投入大约127%的时间用于课程开发和管理[7]。其二，翻转课堂形式的探索和优化研究[8-10]，如对翻转课堂中知识内化过程要具备流程要素、技术要素和环境要素[10]。其三，基于翻转课堂的不同课程设计，当下在医学、工程、语言学、社会学等诸多学科教学中已被广泛运用，而绝大多数学者认为翻转课堂的教学理念在使用时需要融入不同课程的特点，因地制宜地开展教学是其中的核心[11-14]。

随着风景园林学科的快速发展，多数大学本科专业课程都有深厚的教学资源的积累，有完备的信息化环境支撑基础，且授课教师都具有丰富的教学经验，这为翻转课堂在风景园林专业课程教学中的实施奠定了基础。笔者以浙江农林大学园林专业“园林工程”课程为例，探索将翻转课堂引入专业课程教学的途径，旨在寻求以学生为中心，促进自我指导和积极学习的方法，从而提高“园林工程”课程的教学质量，培养适应新时代的风景园林专业人才。

一、“园林工程”课程教学的现状与存在的问题

浙江农林大学的“园林工程”课程是针对风景园林、园林等本科专业开设的专业必修课程，具有较强的理论性和实践性，对于扩展学生的专业视野、培养学生的专业思维具有重要作用。在教学实践中，“园林工程”课程主要包括竖向设计、给排水、园路铺装、水景工程、假山工程共5个模块内容[15]。通过该课程的学习，学生可以深入理解园林工程理论内容，并结合集约化理念，进行生态化的园林工程的功能营造及造景[16]。在“园林工程”课程的传统教学过程中，笔者发现存在以下问题：

第一，教学内容的更新落后于学科的快速发展。传统的“园林工程”课程包括基础理论、课程实训、课程实习三部分，共64学时。但是随着科技的迅速发展，新的技术、方法、材料不断涌现，类似透光混凝土、3D打印、透水混凝土保护剂早已被使用多年，但在课程教学普遍未涉及或更新不及时。同样具体到园林工程的软件技术方面，以课程实训中的土方计算为例，传统教学还停留在工作量巨大的人工计算层面，而运用不规则三角网法(dermatophyte test medium，简称DTM)和方格网法结合湘源控规等软件辅助计算早已是行业在土方计算上的常规手段。

第二，实验教学内容较为枯燥、琐碎和刻板，依然采用以教师为主的课堂教学方式。单纯通过教师的知识讲授和灌输，无法有效调动学生的学习积极性，导致学生在整体课程中缺乏参与度、知识吸收效果差[17]。同时因为“园林工程”课程知识内容覆盖面广、跨度大、难度高，本身不利于成体系教学，以“口头传教”传统教学和做题为主的考核方式中对于没有实践基础的学生更是难上加难。

第三，实践教学未能体现地域特色，对传统技能的传承不够，对行业新技术、新动态的关注不足。“园林工程”课程实践教学缺乏特色性，没有针对浙江农林大学所处的区位资源、学生所面对的就业市场和当地的园林发展趋势等实际情况，确定培养人才的具体目标；未能在教学中最大限度地继承发扬传统技能的精华，以古为新，结合现代科学技术，为我所用。

第四，理论与实际联系不够，课程之间关联性不足。一方面，整体教学形式单一，导致过多关注施工图设计，在教学过程中没有给学生创造出现场施工或者实地观察的机会，且由于施工工序比较复杂，环环相扣，仅仅依据图片和模型很难让学生深刻理解和融会贯通；另一方面，在实践教学中缺乏与规划设计类课程的联系，缺少色彩和想象空间等内容，显得单调、抽象[18]。

二、基于翻转课堂的“园林工程”课程教学的设计

翻转课堂的优势在于使教师的作用从主导课程学习转换为组织、引导学生自主学习；学生可以在积极的交流、讨论、汇报中，理论结合实践深入理解课程内容，充分运用互联网工具积极主动地进行思考、学习、反馈。笔者针对“园林工程”课程中所面临的问题和挑战，在教学中不断探索，提出了基于翻转课堂的“园林工程”课程教学改革的框架。

(一)完善教学内容

教学内容的调整是教学改革的先行条件。为了适应学科的发展，笔者对原有的基础理论、课程实训、课程实习三部分做了局部调整(见表1)。①在基础理论环节，着重补充了课程案例库的构建，以给排水和水景工程为例，选取国内外优秀案例进行讲解，包括北京团城排水系统、古罗马城邦排水系统、杭州西湖、安藤忠雄设计的水之教堂等，并分类选取优秀案例在课前和课中通过线上+线下的混合教学方式生动形象地传递基础理论知识，并以集约化科学设计为核心，将教学分为竖向设计、给排水、雨水花园、水景工程、园路及铺装、假山工程共6个模块，并对6个模块进行有机组合，突出相互交融思维，针对性地进行理论授课，为后续实训、课程设计奠定理论基础。②在课程实训环节，补充了《竖向设计与雨洪管理习题集》和综合场地施工图设计两部分内容，系统地更新实训环节，从施工图方面强调竖向设计在雨洪管理的作用和效果。③在课程实习环节，一方面构建实习地点案例库，包括传统园林和现代园林两部分，传统园林注重经典的回顾和传承的要点，而现代园林则注重关注以古为新和时代热点两方面。以上海实习案例库为例，构建传统园林和现代公园的案例库，实习前在网络课堂上传案例库内容，敦促学生预习了解各处园林平面空间布局的特点和工程背景，在实习中有侧重点地去现场学习和调研；另一方面，在实习中加入参观优秀园林施工企业的环节，让学生真实地了解园林行业的新技术和新动态。

在原有教学内容的基础上加入雨水花园设计环节，结合当下时代热点问题，通过雨水花园设计的实践让学生深刻地了解到雨洪管理和竖向设计等“园林工程”课程综合设计内容的核心，以此达到理论结合实践、园林设计与园林工程结合的效果，从而增加课程的科学性和生态性。具体教学实施方面：①首先由教师分享雨水花园国内外研究进展，讲解其功能、要求、方法等，让学生对雨水花园有一个基本的认识；②要求学生调查浙江农林大学(东湖校区)的雨洪管理现状，并对现状进行综合分析，6～8人划分为1个小组，同时确定每小组的雨水花园场地基址，场地大小不限；③测定该场地的土壤渗透速率、雨水汇流面积、径流量、设计降雨量等基础数据，并推算该雨水花园的蓄水面积、土层深度、设计水深、种植面积、硬质铺装面积等相关参数；④构思雨水花园的概念方案，要求在满足雨水渗透、滞留、储蓄、净化或排出等功能的同时，满足校园景观的基本要求，在理念、功能、用料等方面具有创新性；⑤设计该雨水花园用到的各类雨洪管理措施的构造图(可用剖面、轴测等方式表达)，要求功能明确、相关计算步骤清晰；⑥最后以小组形式进行汇报，综合预算并选取最佳方案在校园中实地开展。在此过程中，学生通过“园林工程”课程的知识结合自身的设计解决周边生活场地的问题，进一步加强了学生的参与度和知识吸收效果。值得关注的是，该环节贯穿基础理论、课程实训、课程实习环节，并未在原有的基础上增加学时，而是基于课程内容开展的综合实践训练。

表1 “园林工程”课程改革前后教学设计方案的对比

结合以上4个部分的课程内容，笔者使用翻转课堂理念进一步优化了“园林工程”课程的课堂形式和考察方式，通过线上教学平台和构建课程案例库打造课前、课中、课后3个维度的综合教学方式。

(二)创新教学组织形式

为了解决实验教学内容较为枯燥、琐碎和刻板，教师与学生交流不足，课程内容与实践脱节等问题，“园林工程”课程创新性地采用了以下教学组织形式。

1.依托网络教学平台和自媒体平台

“园林工程”课程网络教学平台主要包括3个功能：一是为学生提供学习资料，二是开展课程讨论，三是进行教学评价。通过网络教学平台和微信公众号发布学习资料，包括不同的学习主题，每个主题配置了相应的课件、小视频、实验指导书及相关学习材料。在网络教学平台设置问题讨论区，在每个学习主题下设置1～3个与学习主题相关的热点问题。例如在基础理论给排水的课程中，加入“对圆明园‘防渗膜事件’的思考”的讨论内容，鼓励学生结合已学知识，课后查阅相关资料，开展组内互动、组间互动的讨论。网络教学平台和微信公众号的运用主要集中在课前预习和课后作业、提问、答疑、讨论环节，在课堂上教师根据线上平台的学习情况有针对性地进行答疑，开展有侧重点的引导和教学。这样的课程教学组织形式体现了学生的主体作用，实现了教学方式的翻转，结合多样的考核方式更加科学合理地引导学生主动参与课程理论的学习和实践中来，把实践部分每一个环节生动形象地展示给学生，从而加深学生对风景园林施工等应用型技能的理解。

2.引进助教团和专家团

在课程中打破传统“一师一班”形式，在原有教师组基础上，引入研究生助教团和专家团，形成教师—助教—学生“宝塔形”辅助教学方式。相关行业及工种的专家结合研究方向进行启发式的教学，极大地促进了学生的主观能动性，而研究生助教既可以协助教师完成教学任务，又能帮助学生积极学习，起到积极的辅导作用。助教团和专家团线下辅助教学过程，进一步提高了“园林工程”课程的教学效果，促进课堂积极性与创新性发展，增强了师生之间的沟通，从而使得“园林工程”课程教学与时俱进并更具科学性。

3.创建设计院团队合作模式

在课程实训的综合场地施工图设计环节，顺应着翻转课堂形式，成立了“某某年级甲级景观设计院”，全院编制为院长1名(由主讲教师担任)，院长助理3名(由3名助教担任)，院总工程师每班1名，校对工程师每班4名，项目负责人为全部学生。参照真实方案施工图的要求，让每名学生根据自己的身份定位完成任务。在整个项目过程中，学生要完成包括目录、施工图设计说明、总平面图、竖向设计图、土方计算图、物料总图、园路设计总图、广场铺装大样图、园路铺装大样图、停车场铺装大样图等在内的一整套施工图，促使学生熟练掌握课程理论和实训教学中的竖向设计、雨洪管理、园路铺装等内容的施工图设计，加强了教学内容与实践的联系，也为学生未来从事相关工作打下了坚实的基础。

(三)运用新的教学手段

新的教学手段主要包括以下3个方面：①无人机教学，主要介绍无人机在园林工程的设计阶段、施工阶段和竣工阶段的运用和实操教学，让学生能够独立上手充分运用该技术；②计算机软件教学，主要包括土方计算方面的湘源控规软件的学习，以及结合土方和地形、道路选线、水文分析等实例的ArcView软件学习，充分发挥学生的空间量化和分析功能；③雨水花园实验教学，主要包括土壤渗透率实验和土壤分层实验，这两项实验均通过网络课堂的形式展示过程，让学生根据自己所选雨水花园场地因地制宜开展场地调研和实践。在新手段的运用中，教师主要通过网络课堂视频录制的方式进行教学，结合少部分线下实操(无人机教学)，引导学生自己动手实践，在实践中寻找问题，教师负责答疑和主要问题的总结，强化了学生对行业新技术的认知。翻转课堂中教师的地位和权威性与传统课堂教学中的主导性相比好像是下降了，但实际上这只是教师角色的翻转，教师“隐身”于课程教学的组织中，并以此种形式促使学生开展自主性学习和个性化学习，从而使教师和学生之间形成了新型的师生关系，进一步提高了教学质量。

三、基于翻转课堂的“园林工程”课程教学改革取得的成效

引入翻转课堂后，“园林工程”课程教学改革取得了明显的成效。①教学质量有明显提高，学生的整体成绩总体呈现稳步提升的趋势。②学生的主动参与性和求知欲得到激发，课堂学习讨论氛围极佳，学生能够根据园林工程实践各种问题进行发散性的思考，并提出相应的解决方案。例如，面对当下乡村建设面临特色性和可持续性不足的问题，一部分学生提出了在乡村振兴中使用当地自然材料引导乡村审美从“以新为美”到“以自然为美”的策略；一部分学生认为造价并非越昂贵就越美丽，在园林工程中需要考虑建设成本和后期维护成本。这样，在集思广益的讨论中潜移默化地培养了学生独立思考的能力。③学生对于“园林工程”课程知识体系的掌握有了明显提高，在掌握施工核心要领的同时可以结合设计内容融会贯通。以竖向设计实训为例，面对不同坡地的地形，学生因地制宜安排游憩空间，布置设施，营建园路，顺应山势构建山水格局，不仅整体施工图质量有了飞跃式的进步，设计能力也有了一定程度提升。④学生在雨水花园场地实践中，明显感受到园林工程对场地雨洪管理、游憩观赏、生态服务的正向影响，树立了较好的专业价值观。部分学生表示，通过学习该课程使自己找到了未来发展的方向；还有一些学生把“园林工程”课程的综合作业作为自己作品集的一部分，在求职时得到了用人单位的青睐。

在教育深化改革发展的背景下，“园林工程”课程教学应用翻转课堂的效果显著，切合理论和实践兼具的特点。通过完善教学内容、创新教学组织形式和运用新的教学手段，可有效提高学生的学习兴趣，培养积极思考和解决问题的能力，加强学生对“园林工程”课程知识体系的掌握，为今后的专业化学习和风景园林职业道路奠定坚实的基础。

在应用翻转课堂教学过程中，“园林工程”课程相关教师需着重关注：①要对学生特点、学习能力和既定的教学目标等相关内容进行充分的了解之后，再对其进行合理化应用，因地制宜开展教学，才能充分激发学生的积极性并培养学生的专业性；②有效地监督和引导学生自主通过网络教学平台进行预习、复习、完成作业、讨论，使学生从一个被动接受的“观众”转变为教学活动中积极主动的参与者；③注重学生的反馈，在不断的调整中优化课程内容；④与时俱进，不断更新技术和教学手段，注重构建案例库，最大程度保证教学与实践的联系。以此为出发点，能够进一步发挥“园林工程”作为风景园林专业人才培养的支撑性专业课程的特点和要求，培养出理论和实践兼顾、符合时代要求、务实可靠有独立思维意识的风景园林专业人才。

资助项目：浙江省教育厅2020年度省级线下一流课程“园林工程”，项目编号KC2020194；浙江农林大学2021年教学改革项目“《园林工程》本科课程思政教学研究探索”，项目编号SZJY21005；浙江农林大学2020年教学改革项目“园林工程在线开放课程建设”，项目编号KC2020039。