環(huán)境工程基礎課程混合式教學模式改革與效果評價

陶 玲，包靜玥，鄭 丹，朱曉艷

(武漢工商學院環(huán)境與生物工程學院，武漢 430065)

隨著近年來線上教學的推廣，線上教學已成為高等教育發(fā)展的必然趨勢。線上教學具有方便開展、課堂規(guī)模大、適應性強的特點，但缺乏知識學習必需的情境性與互動性，尤其難以實時把握學生學習的主動性。為了取得更好的教學效果，應將線上與線下相結合，開展混合式教學模式，在線上學習基礎知識，進行課程預習和復習，在線下課堂采用問題導向式教學進行重難點知識的學習，為學生答疑解惑并開展實踐活動。環(huán)境工程基礎課程具有基礎知識面廣、專業(yè)課理論性較強、實踐性較強、課程重難點較多等特點，通過開展線上線下相結合的混合式教學模式，能夠發(fā)揮線上課程和線下課程的各自優(yōu)勢，提高環(huán)境工程基礎課程教學效果?；旌鲜浇虒W模式改革的順利進行要做到線上有資源、線下有活動，課堂組織方面要做到課上有重點、課下要全面，結果評價方面要做到過程有評估、效果能評價。

1 環(huán)境工程基礎課程與混合式教學模式概述

環(huán)境工程專業(yè)人才需要具備工程學的系統(tǒng)理論，掌握相關專業(yè)知識，能夠運用環(huán)境工程的技術方法為生態(tài)自然資源保護和環(huán)境污染防治工程提供專業(yè)服務。需要掌握工程制圖、環(huán)境工程CAD、流體力學、環(huán)境工程原理和大氣污染控制工程、水污染控制工程、固體廢棄物等工程學科的相關知識，也需要掌握環(huán)境微生物、環(huán)境規(guī)劃與管理、環(huán)境監(jiān)測等環(huán)境管理的相關知識。工程系列課程的知識體系需要工程制圖、環(huán)境工程CAD、流體力學、環(huán)境工程原理等基礎課程作為支撐，但以上課程或因為實踐性強而占用大量課堂時間，或因為課堂內容抽象而教學效果不理想。目前，環(huán)境工程學的傳統(tǒng)課堂教學存在以下問題：其一，課程內容復雜，學生基礎不牢難以理解，造成課堂教學質量差。每個學生的短板不同，短暫的課堂時間難以針對性地解決學生基礎知識不牢的問題。其二，教學手段單一，傳統(tǒng)的課堂教學是教師單向灌輸式教學，課堂內容較多且枯燥，很難吸引學生的注意力。教學過程中缺少有效的實踐教學，學生僅機械記憶知識點，難以提升解決實際問題的能力。

近年來，混合式教學方法的提出為環(huán)境工程基礎課程教學的發(fā)展指明了方向。將混合式教學引入環(huán)境工程基礎課程，針對實踐性強的課程，線上學習知識點、線下練習輔導答疑；針對理論性強的課程，線上采用音視頻及動畫等形式講解知識點，線下講解知識體系及練習。將便利豐富的線上教學與參與度高、互動性好的線下教學有機融合起來，增加了環(huán)境工程基礎課程教學的廣度與深度。線上學習能夠給學生足夠的時間自主學習相關科目的基礎知識，線下課堂采用問題導向式教學，以工程應用為目標，學生帶著線上學習中的問題和實踐中發(fā)現(xiàn)的問題進入課堂。教師主要講解重難點內容和學生提出的問題，這樣既可以節(jié)省課堂時間也可以保障課堂教學質量，精心設計課堂教學活動，讓學生在實踐和運用中掌握知識，實現(xiàn)更高的教學目標?；旌鲜浇虒W需要采用積極的評價方法，進而起到激勵作用。線上教學過程中要經常利用一些小測試來提高學生的參與度，檢驗線上教學成果，線下教學可以使用當堂提問的方法檢驗授課效果，實踐活動中可利用當堂檢測、調研結果、論文等形式進行知識檢驗和鞏固，課程最后可使用傳統(tǒng)的答卷與實操評估相結合的方式檢驗學生的掌握情況。混合式教學有助于開拓學生運用環(huán)境工程基礎課程所學知識分析問題、解決問題的思路，提升學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，達到與工程教育專業(yè)認證畢業(yè)要求指標點相關的課程目標。加強對學生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)，落實對學生解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)；促進學生掌握與本專業(yè)相關的系統(tǒng)與設備的分析、實驗、科技開發(fā)與工程設計的基本方法；具有對本專業(yè)相關系統(tǒng)與設備進行分析研究、開發(fā)和設計的初步能力；有效促進課程教學質量的長期跟蹤調查，形成良好的教學反饋機制，形成持續(xù)改進的教學理念；改善目前教學過程及教學質量的反饋無法充分反映學生學習結果的現(xiàn)狀，為不斷提高課程教學質量提供依據，滿足工程認證持續(xù)改進的要求。

通過實施混合式教學模式改革，可以構建結合線上和線下的混合式教學評價方法，拓展課堂寬度，課前預習、課內討論、課后鞏固三個階段環(huán)環(huán)相扣，構成完整的學習過程，從而培養(yǎng)學生的自主探究能力、溝通交流能力和小組合作能力，大幅度提高學生學習效率，鍛煉學生的自主學習能力。培養(yǎng)學生的專業(yè)思維、責任擔當意識、競爭與合作意識、挑戰(zhàn)風險的意識、自我奉獻的意識等，培養(yǎng)新時代具有強烈社會責任感和創(chuàng)新精神的優(yōu)秀專業(yè)人才。不斷提高教學質量，促進工程教育認證工作的開展，準確把握和評估畢業(yè)生所具備的能力。

2 環(huán)境工程基礎課程混合式教學模式改革策略

2.1 做好混合式教學設計

環(huán)境工程基礎課程的混合式教學模式改革首先要做好教學設計，明確線上和線下授課內容，確定線下課堂的組織方式和課堂內容?；诨旌鲜浇虒W的主動學習理念，對環(huán)境工程基礎課程混合式教學模式進行教學設計，將整個課程分為：A.線上階段。課前學生在線上平臺學習課程相關資料，根據學習任務預習課程基礎知識，并通過任課教師發(fā)布的線上討論，提交線上學習過程中遇到的問題及難點。B.線下階段。任課教師根據線上學習的進度和結果判斷學生的掌握情況，在線下課堂中進行重難點講解、答疑及練習。對需要大量操作練習的工程制圖及環(huán)境工程CAD課程，將課堂還給學生，使其在練習中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題；對理論性較強的流體力學等課程，在線下課堂中還需要對知識體系進行梳理，方便學生將各知識點串聯(lián)起來，使教學活動順利過渡到課后階段。C.課后階段。課后階段是整個課程學習的鞏固與升華，可以使學生實現(xiàn)更深層次的教學目標。通過課上拋出的問題引導學生在課后查閱更多資料找到解決問題的方法或完成挑戰(zhàn)性的工作，一方面引導學生了解該行業(yè)的學術前沿，另一方面增加學生對工程生產的了解。

2.2 線下開展問題導向型教學

工程教育認證要求學生要具有對環(huán)境治理工程、環(huán)境監(jiān)測設備或系統(tǒng)的工藝流程進行計算和設計的能力，并且能夠解決影響系統(tǒng)正常運行常見問題的能力。解決問題首先要找到問題，主要專業(yè)課程的重點是各種設備及系統(tǒng)的原理及簡單設備設計，缺乏設備及系統(tǒng)出問題時的解決方法，會導致學生對影響環(huán)境設備/系統(tǒng)運行安全的關鍵因素不能深刻認識，知識和應用之間無法達成有效銜接。因此，基礎課程的教學環(huán)節(jié)需要結合實際應用，對基礎的原理性問題進行闡述和解決，這也是問題導向型教學的“問題”來源。鼓勵學生通過調查、分析和討論等途徑發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，讓學生從信息的被動接受者變?yōu)榉e極的知識建構者。問題解決后，要求學生在線提交結論與評價，總結這些專業(yè)問題需要哪些理論基礎知識及如何應用，讓學生能夠明確本門課程的作用及學習目標，做到學以致用。任課教師需要不斷提升自身的教學能力，善于從工程實踐中提煉“問題”，并把“問題”解決貫穿整個教學過程。

2.3 完善線上資源建設

開展環(huán)境工程基礎課程混合式教學改革必須要做好線上資源建設。線上資源分為三類：A.需要學生在線下授課前進行預習的內容，包括知識點及相關練習。B.學生完成線上學習后的即時測試、問卷、討論等內容。該部分內容是任課教師進行線下授課的重要參考，是線上和線下教學活動的有效鏈接。C.課后需要學生進行了解的課外資料或需要完成的實踐性內容。該部分內容具有非常強的靈活性，圖紙繪制、行業(yè)熱點討論、與環(huán)境有關的歷史事件閱讀等都可以作為課后內容。教師端可以及時了解學生的學習情況，也可以隨時上傳相關學習資料或加入學生的討論群組進行交流，可以錄播或開啟直播課程進行講解。由于線上學習具有思維比較發(fā)散難以深入學習的特點，因此進行線上資源建設時要考慮在學習視頻之間穿插一些小測試來提高學生的學習注意力并檢驗學生的知識掌握情況。線上學習主要以基礎知識掌握、知識總結、重難點和疑點小組討論為主。

2.4 優(yōu)化教學內容，做好效果評價

線上教學是學習內容的導入。任課教師通過線上資源了解學生的學習狀況后，及時進行線下課堂的組織和內容更新。應改變以往教師講學生聽的單向課堂教學模式，形成互動式課堂。教師重點講解本次課程的重點、難點和疑點，同時設計一系列教學活動以鞏固學生學到的基礎知識，通過課堂小測試和現(xiàn)場提問的方法了解學生的知識掌握情況。效果評價分為短期評價和中長期評價，短期評價是針對單次課程內容進行評價，主要包括測驗等形式，短期評價是單項評價，是判斷學生對某一知識點掌握程度的指標；中長期評價主要是通過項目任務等形式，靈活應用多章節(jié)知識點完成的評價，中長期評價是綜合評價，是判斷學生對知識體系掌握程度的指標。

在課程教學過程中需通過各種方式觀察和評價學生的學習狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題，及時糾正或幫扶，幫助學生達成課程目標。期末考試的內容可以是評價樣本空間的代表，但不一定是全部，期末論文的考核方式更是難以明確的量化評價。需要針對課程目標設計有效的、多方位的課程考核方式、內容和評分標準，使考核內容深度、廣度與課程目標要求相匹配，并能有效證明課程目標的達成情況。改變單一的以直接考試和定量作業(yè)為評價依據的方式，利用信息技術的優(yōu)勢，實時準確地從中獲得評價數據，學生在線學習的測評統(tǒng)計數據也可作為評價的重要依據之一。教師可對課程進行實時管理，對學生的學習情況進行整體了解，并督促學生學習。教師按照章節(jié)查看討論情況和學生提出的問題，從而有針對性地進行回答。根據學生參與討論、章節(jié)測試、延伸閱讀、訪問記錄和在線時長等情況進行監(jiān)督管理，對學生的各項學習活動進行權重設置，并設置積分獎勵作為激勵。及時提醒與輔導成績較低的學生，提升其對本課程的掌握程度。設置投票和問卷，了解學生對課程內容設計、教師授課水平以及在線課程使用等方面的意見與建議，綜合學生的學習狀態(tài)數據進行總結并持續(xù)改進。

3 結語

在環(huán)境工程基礎課程混合式教學模式改革中需要及時了解課堂組織和教學模式實施過程中學生的反饋，及時總結混合式教學改革的經驗教訓。課程完成后，收集學生的評價以改進教學，也可請相關專家對整個教學流程進行深度分析并給出改進措施。在后續(xù)工作中不斷豐富線上學習內容，采取形式多樣的線下教學方式，發(fā)揮線上和線下教學的優(yōu)勢，真正讓學生受益。實施過程中需注意以下問題：第一，網絡資源量多且雜，應甄選合適難度和廣度、適用于應用型人才培養(yǎng)的習題、案例、項目等資源用于教學過程的不同環(huán)節(jié)。分層次建立不同層級題庫，因材施教，滿足不同學生需求。第二，線下問題導向式教學環(huán)節(jié)中，學生對于專業(yè)課程還缺乏系統(tǒng)了解，快速地使學生理解工程中的問題是問題導向式教學的關鍵，可借助線上視頻教學等方式，使學生快速了解問題的關鍵。第三，為解決單一的考核與評價模式不足以體現(xiàn)學生學習效果的矛盾，可建立多元化考核方式全過程評價機制，并引入企業(yè)導師參與到課程考核評價中。