基于翻轉課堂的“園林工程”課程教學探索
——以浙江農林大學為例

李 勝 季 睿 葉可陌 趙燕菲 楊 聯

(浙江農林大學風景園林與建筑學院，浙江杭州 311300)

翻轉課堂起源于美國科羅拉多州，是一種“以學生為中心”的教學理念[1]。學生在課前根據教師提供的學習資料(課件、動畫、視頻、文獻等)進行新知識的學習，然后在課堂上通過教師引導實現“知識的內化”[2]，在整個教學過程中強調知識的獲取需要學生主動去體驗。翻轉課堂在學生的學習自主性、團隊協作精神、創新精神、課堂氛圍以及知識的內化等方面均比傳統課堂更有優勢[3-4]。中外學者關于翻轉課堂的實踐和研究，主要涵蓋以下幾個方面。其一，傳統課堂和翻轉課堂的對比研究，結果表明更多學生喜歡翻轉課堂的形式，其增加了學生的參與程度，并提升了成績[5-6]。但翻轉課堂存在著教育工作者的前期時間和成本很高、需要引導學生做好前期準備等問題，如Mclaughlin等量化得出教師必須投入大約127%的時間用于課程開發和管理[7]。其二，翻轉課堂形式的探索和優化研究[8-10]，如對翻轉課堂中知識內化過程要具備流程要素、技術要素和環境要素[10]。其三，基于翻轉課堂的不同課程設計，當下在醫學、工程、語言學、社會學等諸多學科教學中已被廣泛運用，而絕大多數學者認為翻轉課堂的教學理念在使用時需要融入不同課程的特點，因地制宜地開展教學是其中的核心[11-14]。

隨著風景園林學科的快速發展，多數大學本科專業課程都有深厚的教學資源的積累，有完備的信息化環境支撐基礎，且授課教師都具有豐富的教學經驗，這為翻轉課堂在風景園林專業課程教學中的實施奠定了基礎。筆者以浙江農林大學園林專業“園林工程”課程為例，探索將翻轉課堂引入專業課程教學的途徑，旨在尋求以學生為中心，促進自我指導和積極學習的方法，從而提高“園林工程”課程的教學質量，培養適應新時代的風景園林專業人才。

一、“園林工程”課程教學的現狀與存在的問題

浙江農林大學的“園林工程”課程是針對風景園林、園林等本科專業開設的專業必修課程，具有較強的理論性和實踐性，對于擴展學生的專業視野、培養學生的專業思維具有重要作用。在教學實踐中，“園林工程”課程主要包括豎向設計、給排水、園路鋪裝、水景工程、假山工程共5個模塊內容[15]。通過該課程的學習，學生可以深入理解園林工程理論內容，并結合集約化理念，進行生態化的園林工程的功能營造及造景[16]。在“園林工程”課程的傳統教學過程中，筆者發現存在以下問題：

第一，教學內容的更新落后于學科的快速發展。傳統的“園林工程”課程包括基礎理論、課程實訓、課程實習三部分，共64學時。但是隨著科技的迅速發展，新的技術、方法、材料不斷涌現，類似透光混凝土、3D打印、透水混凝土保護劑早已被使用多年，但在課程教學普遍未涉及或更新不及時。同樣具體到園林工程的軟件技術方面，以課程實訓中的土方計算為例，傳統教學還停留在工作量巨大的人工計算層面，而運用不規則三角網法(dermatophyte test medium，簡稱DTM)和方格網法結合湘源控規等軟件輔助計算早已是行業在土方計算上的常規手段。

第二，實驗教學內容較為枯燥、瑣碎和刻板，依然采用以教師為主的課堂教學方式。單純通過教師的知識講授和灌輸，無法有效調動學生的學習積極性，導致學生在整體課程中缺乏參與度、知識吸收效果差[17]。同時因為“園林工程”課程知識內容覆蓋面廣、跨度大、難度高，本身不利于成體系教學，以“口頭傳教”傳統教學和做題為主的考核方式中對于沒有實踐基礎的學生更是難上加難。

第三，實踐教學未能體現地域特色，對傳統技能的傳承不夠，對行業新技術、新動態的關注不足?！皥@林工程”課程實踐教學缺乏特色性，沒有針對浙江農林大學所處的區位資源、學生所面對的就業市場和當地的園林發展趨勢等實際情況，確定培養人才的具體目標；未能在教學中最大限度地繼承發揚傳統技能的精華，以古為新，結合現代科學技術，為我所用。

第四，理論與實際聯系不夠，課程之間關聯性不足。一方面，整體教學形式單一，導致過多關注施工圖設計，在教學過程中沒有給學生創造出現場施工或者實地觀察的機會，且由于施工工序比較復雜，環環相扣，僅僅依據圖片和模型很難讓學生深刻理解和融會貫通；另一方面，在實踐教學中缺乏與規劃設計類課程的聯系，缺少色彩和想象空間等內容，顯得單調、抽象[18]。

二、基于翻轉課堂的“園林工程”課程教學的設計

翻轉課堂的優勢在于使教師的作用從主導課程學習轉換為組織、引導學生自主學習；學生可以在積極的交流、討論、匯報中，理論結合實踐深入理解課程內容，充分運用互聯網工具積極主動地進行思考、學習、反饋。筆者針對“園林工程”課程中所面臨的問題和挑戰，在教學中不斷探索，提出了基于翻轉課堂的“園林工程”課程教學改革的框架。

(一)完善教學內容

教學內容的調整是教學改革的先行條件。為了適應學科的發展，筆者對原有的基礎理論、課程實訓、課程實習三部分做了局部調整(見表1)。①在基礎理論環節，著重補充了課程案例庫的構建，以給排水和水景工程為例，選取國內外優秀案例進行講解，包括北京團城排水系統、古羅馬城邦排水系統、杭州西湖、安藤忠雄設計的水之教堂等，并分類選取優秀案例在課前和課中通過線上+線下的混合教學方式生動形象地傳遞基礎理論知識，并以集約化科學設計為核心，將教學分為豎向設計、給排水、雨水花園、水景工程、園路及鋪裝、假山工程共6個模塊，并對6個模塊進行有機組合，突出相互交融思維，針對性地進行理論授課，為后續實訓、課程設計奠定理論基礎。②在課程實訓環節，補充了《豎向設計與雨洪管理習題集》和綜合場地施工圖設計兩部分內容，系統地更新實訓環節，從施工圖方面強調豎向設計在雨洪管理的作用和效果。③在課程實習環節，一方面構建實習地點案例庫，包括傳統園林和現代園林兩部分，傳統園林注重經典的回顧和傳承的要點，而現代園林則注重關注以古為新和時代熱點兩方面。以上海實習案例庫為例，構建傳統園林和現代公園的案例庫，實習前在網絡課堂上傳案例庫內容，敦促學生預習了解各處園林平面空間布局的特點和工程背景，在實習中有側重點地去現場學習和調研；另一方面，在實習中加入參觀優秀園林施工企業的環節，讓學生真實地了解園林行業的新技術和新動態。

在原有教學內容的基礎上加入雨水花園設計環節，結合當下時代熱點問題，通過雨水花園設計的實踐讓學生深刻地了解到雨洪管理和豎向設計等“園林工程”課程綜合設計內容的核心，以此達到理論結合實踐、園林設計與園林工程結合的效果，從而增加課程的科學性和生態性。具體教學實施方面：①首先由教師分享雨水花園國內外研究進展，講解其功能、要求、方法等，讓學生對雨水花園有一個基本的認識；②要求學生調查浙江農林大學(東湖校區)的雨洪管理現狀，并對現狀進行綜合分析，6～8人劃分為1個小組，同時確定每小組的雨水花園場地基址，場地大小不限；③測定該場地的土壤滲透速率、雨水匯流面積、徑流量、設計降雨量等基礎數據，并推算該雨水花園的蓄水面積、土層深度、設計水深、種植面積、硬質鋪裝面積等相關參數；④構思雨水花園的概念方案，要求在滿足雨水滲透、滯留、儲蓄、凈化或排出等功能的同時，滿足校園景觀的基本要求，在理念、功能、用料等方面具有創新性；⑤設計該雨水花園用到的各類雨洪管理措施的構造圖(可用剖面、軸測等方式表達)，要求功能明確、相關計算步驟清晰；⑥最后以小組形式進行匯報，綜合預算并選取最佳方案在校園中實地開展。在此過程中，學生通過“園林工程”課程的知識結合自身的設計解決周邊生活場地的問題，進一步加強了學生的參與度和知識吸收效果。值得關注的是，該環節貫穿基礎理論、課程實訓、課程實習環節，并未在原有的基礎上增加學時，而是基于課程內容開展的綜合實踐訓練。

表1 “園林工程”課程改革前后教學設計方案的對比

結合以上4個部分的課程內容，筆者使用翻轉課堂理念進一步優化了“園林工程”課程的課堂形式和考察方式，通過線上教學平臺和構建課程案例庫打造課前、課中、課后3個維度的綜合教學方式。

(二)創新教學組織形式

為了解決實驗教學內容較為枯燥、瑣碎和刻板，教師與學生交流不足，課程內容與實踐脫節等問題，“園林工程”課程創新性地采用了以下教學組織形式。

1.依托網絡教學平臺和自媒體平臺

“園林工程”課程網絡教學平臺主要包括3個功能：一是為學生提供學習資料，二是開展課程討論，三是進行教學評價。通過網絡教學平臺和微信公眾號發布學習資料，包括不同的學習主題，每個主題配置了相應的課件、小視頻、實驗指導書及相關學習材料。在網絡教學平臺設置問題討論區，在每個學習主題下設置1～3個與學習主題相關的熱點問題。例如在基礎理論給排水的課程中，加入“對圓明園‘防滲膜事件’的思考”的討論內容，鼓勵學生結合已學知識，課后查閱相關資料，開展組內互動、組間互動的討論。網絡教學平臺和微信公眾號的運用主要集中在課前預習和課后作業、提問、答疑、討論環節，在課堂上教師根據線上平臺的學習情況有針對性地進行答疑，開展有側重點的引導和教學。這樣的課程教學組織形式體現了學生的主體作用，實現了教學方式的翻轉，結合多樣的考核方式更加科學合理地引導學生主動參與課程理論的學習和實踐中來，把實踐部分每一個環節生動形象地展示給學生，從而加深學生對風景園林施工等應用型技能的理解。

2.引進助教團和專家團

在課程中打破傳統“一師一班”形式，在原有教師組基礎上，引入研究生助教團和專家團，形成教師—助教—學生“寶塔形”輔助教學方式。相關行業及工種的專家結合研究方向進行啟發式的教學，極大地促進了學生的主觀能動性，而研究生助教既可以協助教師完成教學任務，又能幫助學生積極學習，起到積極的輔導作用。助教團和專家團線下輔助教學過程，進一步提高了“園林工程”課程的教學效果，促進課堂積極性與創新性發展，增強了師生之間的溝通，從而使得“園林工程”課程教學與時俱進并更具科學性。

3.創建設計院團隊合作模式

在課程實訓的綜合場地施工圖設計環節，順應著翻轉課堂形式，成立了“某某年級甲級景觀設計院”，全院編制為院長1名(由主講教師擔任)，院長助理3名(由3名助教擔任)，院總工程師每班1名，校對工程師每班4名，項目負責人為全部學生。參照真實方案施工圖的要求，讓每名學生根據自己的身份定位完成任務。在整個項目過程中，學生要完成包括目錄、施工圖設計說明、總平面圖、豎向設計圖、土方計算圖、物料總圖、園路設計總圖、廣場鋪裝大樣圖、園路鋪裝大樣圖、停車場鋪裝大樣圖等在內的一整套施工圖，促使學生熟練掌握課程理論和實訓教學中的豎向設計、雨洪管理、園路鋪裝等內容的施工圖設計，加強了教學內容與實踐的聯系，也為學生未來從事相關工作打下了堅實的基礎。

(三)運用新的教學手段

新的教學手段主要包括以下3個方面：①無人機教學，主要介紹無人機在園林工程的設計階段、施工階段和竣工階段的運用和實操教學，讓學生能夠獨立上手充分運用該技術；②計算機軟件教學，主要包括土方計算方面的湘源控規軟件的學習，以及結合土方和地形、道路選線、水文分析等實例的ArcView軟件學習，充分發揮學生的空間量化和分析功能；③雨水花園實驗教學，主要包括土壤滲透率實驗和土壤分層實驗，這兩項實驗均通過網絡課堂的形式展示過程，讓學生根據自己所選雨水花園場地因地制宜開展場地調研和實踐。在新手段的運用中，教師主要通過網絡課堂視頻錄制的方式進行教學，結合少部分線下實操(無人機教學)，引導學生自己動手實踐，在實踐中尋找問題，教師負責答疑和主要問題的總結，強化了學生對行業新技術的認知。翻轉課堂中教師的地位和權威性與傳統課堂教學中的主導性相比好像是下降了，但實際上這只是教師角色的翻轉，教師“隱身”于課程教學的組織中，并以此種形式促使學生開展自主性學習和個性化學習，從而使教師和學生之間形成了新型的師生關系，進一步提高了教學質量。

三、基于翻轉課堂的“園林工程”課程教學改革取得的成效

引入翻轉課堂后，“園林工程”課程教學改革取得了明顯的成效。①教學質量有明顯提高，學生的整體成績總體呈現穩步提升的趨勢。②學生的主動參與性和求知欲得到激發，課堂學習討論氛圍極佳，學生能夠根據園林工程實踐各種問題進行發散性的思考，并提出相應的解決方案。例如，面對當下鄉村建設面臨特色性和可持續性不足的問題，一部分學生提出了在鄉村振興中使用當地自然材料引導鄉村審美從“以新為美”到“以自然為美”的策略；一部分學生認為造價并非越昂貴就越美麗，在園林工程中需要考慮建設成本和后期維護成本。這樣，在集思廣益的討論中潛移默化地培養了學生獨立思考的能力。③學生對于“園林工程”課程知識體系的掌握有了明顯提高，在掌握施工核心要領的同時可以結合設計內容融會貫通。以豎向設計實訓為例，面對不同坡地的地形，學生因地制宜安排游憩空間，布置設施，營建園路，順應山勢構建山水格局，不僅整體施工圖質量有了飛躍式的進步，設計能力也有了一定程度提升。④學生在雨水花園場地實踐中，明顯感受到園林工程對場地雨洪管理、游憩觀賞、生態服務的正向影響，樹立了較好的專業價值觀。部分學生表示，通過學習該課程使自己找到了未來發展的方向；還有一些學生把“園林工程”課程的綜合作業作為自己作品集的一部分，在求職時得到了用人單位的青睞。

在教育深化改革發展的背景下，“園林工程”課程教學應用翻轉課堂的效果顯著，切合理論和實踐兼具的特點。通過完善教學內容、創新教學組織形式和運用新的教學手段，可有效提高學生的學習興趣，培養積極思考和解決問題的能力，加強學生對“園林工程”課程知識體系的掌握，為今后的專業化學習和風景園林職業道路奠定堅實的基礎。

在應用翻轉課堂教學過程中，“園林工程”課程相關教師需著重關注：①要對學生特點、學習能力和既定的教學目標等相關內容進行充分的了解之后，再對其進行合理化應用，因地制宜開展教學，才能充分激發學生的積極性并培養學生的專業性；②有效地監督和引導學生自主通過網絡教學平臺進行預習、復習、完成作業、討論，使學生從一個被動接受的“觀眾”轉變為教學活動中積極主動的參與者；③注重學生的反饋，在不斷的調整中優化課程內容；④與時俱進，不斷更新技術和教學手段，注重構建案例庫，最大程度保證教學與實踐的聯系。以此為出發點，能夠進一步發揮“園林工程”作為風景園林專業人才培養的支撐性專業課程的特點和要求，培養出理論和實踐兼顧、符合時代要求、務實可靠有獨立思維意識的風景園林專業人才。

資助項目：浙江省教育廳2020年度省級線下一流課程“園林工程”，項目編號KC2020194；浙江農林大學2021年教學改革項目“《園林工程》本科課程思政教學研究探索”，項目編號SZJY21005；浙江農林大學2020年教學改革項目“園林工程在線開放課程建設”，項目編號KC2020039。