《固體廢物處理與處置》慕課與翻轉課堂融合教學模式探討

林云琴，鄭浩旻

(華南農業(yè)大學資源環(huán)境學院，廣東 廣州 510642)

當前慕課(MOOCs，Massive Open Online Courses，即大規(guī)模在線開放課程)和翻轉課堂(Flipped Classroom)的認可度被不斷刷新，全世界越來越多的高校都在嘗試這兩種新型教學模式。慕課，顧名思義是指大規(guī)模在線開放課程，它是把以視頻為主的網(wǎng)絡課程免費發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上，供學員學習，與傳統(tǒng)課程教學相比，它突破了傳統(tǒng)課堂教與學必須以人與人面對面交流為前提的限制，利用網(wǎng)絡交互功能，實現(xiàn)平臺、教師、學生和學習資源的聯(lián)動[1-2]。翻轉課堂則是要求學生在課前觀看教學視頻，學習新知識，之后教師在課堂上引導學生對問題進行深入探究，幫助學生實現(xiàn)知識的遷移和內化，這種教學方式要求學生有較強的自主學習能力，在基于學生在課前對教師提供的視頻、課件等的自主學習基礎上，教師在之后的課堂進行答疑，并與學生互動討論，為學生在課前自主學習過程中存在的問題進行解惑，傳統(tǒng)教學中師生角色在這種教學模式下實現(xiàn)了逆轉[3]。

由于慕課的實施是基于互聯(lián)網(wǎng)平臺提供的一個虛擬環(huán)境，因此其存在面對面交流缺失、實際體驗不完整、學習效果難以評估等問題。在我國，學生在虛擬學習環(huán)境下自主學習的效果更不理想。因此，脫離實體學校的慕課教學不能完全替代傳統(tǒng)課堂教學。然而，如果結合翻轉課堂的特點，將翻轉課堂融合到慕課中，彌補虛擬環(huán)境下缺少教師監(jiān)督和面對面交流等的不足，是實現(xiàn)對傳統(tǒng)課堂教學模式改革的一個重要嘗試[4]。

目前，國內外有關慕課課程模式的應用研究已有很多，但有關慕課與翻轉課堂在《固體廢物的處理與處置》課程教學中的應用研究尚未見報道。

1 《固體廢物處理與處置》教學模式改革的必要性

環(huán)境工程教育始于20 世紀70 年代末，是一門邊緣交叉型的綜合性學科，依托化學工程、生物工程、數(shù)學等學科的發(fā)展，加之當今環(huán)境惡化現(xiàn)象越來越嚴重，環(huán)保壓力越來越大，人類自身的生存和發(fā)展對環(huán)境的要求越來越高，人們的環(huán)保意識逐漸提高，環(huán)境工程近年來呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢。許多高校紛紛設立環(huán)境工程專業(yè)，其中《固體廢物處理與處置》課程作為環(huán)境工程專業(yè)的核心課程之一，在環(huán)境工程專業(yè)人才的培養(yǎng)方案中必不可少。作為高校環(huán)境工程專業(yè)的重要核心課程，固體廢物的處理與處置(尤其是該課程涉及的填埋、焚燒、堆肥等關鍵技術)是從事環(huán)境工程事業(yè)的技術人員必須掌握的專業(yè)知識，課程設置的目的是使學生掌握固體廢物處理與處置的基本理論、常見固體廢物的特點，熟悉我國的固體廢物管理的政策和法規(guī)，重點掌握固體廢物主要處理和利用技術方法，明確當前技術存在問題，為有關固體廢物處理與處置新技術的研發(fā)奠定專業(yè)基礎知識，并培養(yǎng)學生們在固體廢物處理與處置領域的創(chuàng)新意識，因此《固體廢物的處理與處置》教學效果直接關系到環(huán)境工程專業(yè)學生的理論知識水平和實踐工程技能。

目前我國《固體廢物處理與處置》課程僅推出一本教育部規(guī)劃教材(《固體廢物處理與處置》，寧平主編，高等教育出版社)，教材選擇性少，相關教學內容都是遵循傳統(tǒng)教學模式，手段單一，互動性差，目前《固體廢物處理與處置》課程被評為國家級精品課程的也只有一個單位(昆明理工大學，寧平教授主講)，而且還存在教學師資力量薄弱等問題。面對當前社會的發(fā)展，對教育的要求也越來越高，只有改革教學內容、改變教學模式、提升教學方法，才能培養(yǎng)出符合社會發(fā)展需要的人才。因此利用慕課融合翻轉課堂，對《固體廢物處理與處置》課程進行教學改革，意義重大。

2 慕課與翻轉課堂融合在《固體廢物處理與處置》教學中的具體應用

(1)課前教學內容

教師準備教學視頻：教師可以利用世界慕課平臺，為學生提供優(yōu)秀的固體廢物處理與處置相關的教學視頻，然而不是所有教學視頻都可以在慕課平臺獲得，對于在慕課平臺上沒有的視頻資料，教師可以自行制作，其中視頻資源的制作要求教師將自己的教學內容進行合理分解、將整體教學目標劃分成子目標，再做成教學視頻[5]。

《固體廢物處理與處置》目前安排的課程學時數(shù)為40學時，目前是需要將這門課的所有知《固體廢物處理與處置》課程識點分解成約200個知識點，每個知識點制作成5～10分鐘的學習小視頻。這個過程耗時長、工作量大、內容繁瑣，對任課教師具有比較大的挑戰(zhàn)性。首先，任課教師需要非常熟悉本課程內容，熟練掌握該課程的所有知識點，能夠系統(tǒng)性地將所有知識點歸納串聯(lián)起來，然后才能合理地將所有知識點劃分成200個小知識點，劃分過程既不能打破原知識點間的邏輯完整性，又不能出現(xiàn)小知識點間的重疊，以免累贅。其次，要將每個知識點的內容轉化成5～10分鐘的視頻資料，這也是考教師功力的事情，任課教師需要事先制作好精美的PPT課件(當然，這部分工作可以邀請相關專業(yè)人士幫忙完成，如美化PPT等)，對于《固體廢物處理與處置》課程，教學過程可能還會涉及一些教學動畫或者視頻資源，如何將這些內容融合到教學PPT中，需要任課教師同專業(yè)人員進行有效協(xié)商和整合，然后任課教師對每個知識點要能夠進行非常嫻熟的闡述，這不僅要求任課教師熟練掌握該知識點的相關內容，還得要合理控制語速，既不能太快以致表達不清，也不能太慢耽誤時間，使得整個視頻在規(guī)定時間內高質量地完成。最后，視頻的拍攝還需要專業(yè)人士的配合，任課教師需要提前聯(lián)系相關視頻拍攝單位(比如學校的電教部門，或者專門從事短視頻拍攝的公司)，同視頻拍攝人員進行有效溝通，確定好視頻拍攝過程中可能涉及的每一個細節(jié)問題，為最終獲得一個優(yōu)質視頻資源奠定良好基礎。

教師準備課前練習：教師應該根據(jù)課堂內容并考慮學生的知識結構和知識儲備，合理設計一定數(shù)量的課前練習題。固體廢物處理與處置課前練習題可以來源于教材參考書目相應章節(jié)后面的習題，也可以節(jié)選歷年該課程研究生入學考試的經(jīng)典題目，但要求練習題的難度要適中，既能促進學生對教學內容的思考又能激發(fā)學生對教學內容的學習興趣。

學生觀看教學資源、完成練習題：學生對老師提供的教學資源進行在線觀看，觀看過程中帶著對練習題的思考，記錄下本節(jié)內容的重點、難點，以及自己的收獲與疑慮，并完成老師布置的作業(yè)，特別要求學生要標記自己不懂的知識點以及不會解答的習題，作為之后課堂上與老師或其他同學探討的重點內容。

(2)課中教學內容

翻轉課堂是為了幫助學生更好的進行知識的遷移和內化，因此課堂的組織形式是關鍵，它要求教師準確把握本節(jié)課的教學目標、重點和難點，摸清學生的課前學習情況，然后再選擇合適的課堂組織形式。

針對《固體廢物處理與處置》課程特點，翻轉課堂可以采用如下組織形式，①角色互換法：在教學過程中讓學生暫時充當教師的角色，而教師則暫時充當學生的角色，把課堂的主動權交給學生，讓學生充分參與到課堂的教學中。比如第七章“固體廢物焚燒”，其中涉及生活垃圾焚燒的煙氣污染問題，尤其是二噁英的污染問題，同學們在日常生活中都有接觸過，并有獲悉相關的一些新聞報道，因此教師可以提前把本部分內容分成幾個題目，讓學生分組進行自行選擇并預先收集資料、制作PPT，然后每組學生在課堂上進行15分鐘左右的講解，學生之間進行互評，教師則充當點評員的角色，及時糾正和補充，最后再作總結點評。②案例分析法：這種教學方式可以提高學生理論聯(lián)系實際的能力，培養(yǎng)學生科學思維和獨立獲取知識的能力。固體廢物處理處置與人們的實際生活息息相關，可以通過舉例分析，增強學生學習的趣味性和實踐性。比如在講授“熱解技術獲取生物能源”時，可以選用如下案例：有一位農民，家里種了很多玉米，每到秋天玉米收割季節(jié)，田間就堆滿了打完苞谷后的秸稈，他總是發(fā)愁如何妥善安置這些秸稈。有一天，這個農民搬回來一個爐子，他往爐子里添加秸稈，神奇的事情出現(xiàn)了，這個爐子吃掉了秸稈，吐出了氣體，這個氣體點燃后還能著火，農民就用它來燒飯，這樣不但解決了秸稈的堆置問題，又節(jié)省了煮飯的柴火，農民高興極了。講完這個案例后，教師可以引導學生思考以下問題：回顧熱解的基本原理，大家想想這個爐子的可能工作原理是什么？爐子產生的氣體又是什么？這個爐子除了可以吃掉秸稈，還能吃掉什么？根據(jù)現(xiàn)有爐子結構，能否提出改進方案？讓學生學以致用，將知識前后關聯(lián)，提高學習興趣和學習效率。③典故引入法：比如教師在介紹固體廢物堆肥處理技術時，以它的發(fā)展歷程為主線，追述到古代農民的漚肥技術，并引入著名作家雨果在他的作品中提到的：在古代中國，農民進城后回去時都要挑滿滿的一擔糞回去，與現(xiàn)代堆肥作為有機肥料的本質作用聯(lián)系起來等等。這種方式除了增加學習趣味之外，更重要的是讓枯燥的基本理論和基本概念變得鮮活，提高了學生的學習興趣。對于提高學生的科學素質和引導他們立志從事環(huán)保工作也是大有裨益的。

總之，在翻轉課堂是傳統(tǒng)教學模式的逆轉，是讓學生成為課堂教學的主體，是充分調動學生學習積極性的一個教學手段。另一方面，雖然教師只是用于答疑解惑，但是其重要性絲毫沒有減弱，教師需要在課前進行合理的教學內容規(guī)劃，在課上進行恰當?shù)囊龑?，利用有限的課堂時間進行重點和難點講解，同時需要敏銳地發(fā)現(xiàn)學生在知識結構上的薄弱點，有針對性的進行強化與歸納總結。

(3)課后教學內容

翻轉課堂與慕課融合的教學模式需要進行課后成果整理和反饋評價，其中成果整理是指對教學內容中的重點和難點加以總結和整理；反饋評價包括線上參與情況(包括視頻學習情況、作業(yè)及測試完成情況、小組討論中的參與情況等)和課堂參與情況(包括課堂作業(yè)與測試、課堂討論、個人成果展示等)。慕課與翻轉課堂融合的教學評價重點是放在是否改變或推動了教學內容的改革，如教學資源是否優(yōu)化，教學活動、教學手段是否改善，學生的學習積極性是否提高，學生在專業(yè)知識和技能方面是否得到發(fā)展等。

3 結 語

慕課與翻轉課堂融合在《固體廢物處理與處置》課程中的應用是該門課程教學模式的革新，具有歷史性意義，其發(fā)展必將對環(huán)境工程專業(yè)其他核心課程的教學模式改革產生深刻影響。如果充分利用好慕課和翻轉課堂相融合的教學模式，教師可以更好地講授固體廢物處理與處置的相關理論和技術，使這門交叉性很強的專業(yè)課程，不僅實現(xiàn)豐富知識的傳遞，而且傳授過程生動有趣，并充分提高學生的學習積極性，培養(yǎng)更多掌握固體廢物處理與處置技術的專業(yè)人才。