“線上線下+翻轉(zhuǎn)課堂”混合式教學(xué)模式下“海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)”教學(xué)改革探討

摘?要：為解決“海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)”教學(xué)中缺教材、內(nèi)容混雜、知識(shí)點(diǎn)多且易混淆、缺乏新技術(shù)和新方法知識(shí)以及學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)等問題，以學(xué)生為主體，轉(zhuǎn)變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)習(xí)慣，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力，樹立其發(fā)展海洋強(qiáng)國信念為目標(biāo)，把“線上線下+翻轉(zhuǎn)課堂”混合教學(xué)模式應(yīng)用于“海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)”課程，通過選用最新出版的參考書以及文獻(xiàn)資料，重新整合知識(shí)體系，增加海洋環(huán)境新監(jiān)測(cè)對(duì)象和新技術(shù)等知識(shí)體系，結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)，增加應(yīng)急事件案例庫，豐富線上各種教學(xué)資源。基于“翻轉(zhuǎn)課堂”模式下，調(diào)整教學(xué)計(jì)劃和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)中的主導(dǎo)者。

關(guān)鍵詞：線上線下；翻轉(zhuǎn)課堂；混合式教學(xué)；教學(xué)改革

“海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)”是理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)和課程實(shí)踐相結(jié)合專業(yè)課程，使學(xué)生能夠掌握從海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)方案制訂、監(jiān)測(cè)對(duì)象指標(biāo)選取、監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)和頻率的布設(shè)和優(yōu)化、各類樣品（水樣、沉積物、生物、氣溶膠）的采集和預(yù)處理、海洋環(huán)境常規(guī)監(jiān)測(cè)測(cè)定方法和技術(shù)（主要包括水文氣象、物理性質(zhì)、營養(yǎng)鹽、重金屬、有機(jī)物等）、立體監(jiān)測(cè)（包括天基、航空、岸基、潛基等）、應(yīng)急監(jiān)測(cè)（包括溢油和赤潮等）等到數(shù)據(jù)處理和測(cè)試結(jié)果的分析評(píng)價(jià)以及過程中質(zhì)量控制等“海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)”的方法原理；知識(shí)點(diǎn)多、雜亂、章節(jié)內(nèi)容重疊、難度較大。采用線上線下混合式教學(xué)，拓展教和學(xué)的時(shí)間和空間，重構(gòu)傳統(tǒng)課堂教學(xué)，“以學(xué)生為主體”［1］，改變我們?cè)谡n堂教學(xué)過程中過分使用講授而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高、認(rèn)知參與度不足、不同學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果差異過大等問題［2-6］，使學(xué)生能夠在很大程度上體驗(yàn)自主性和個(gè)性化的學(xué)習(xí)。

一、“海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)”教學(xué)現(xiàn)狀與存在問題

（一）“海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)”教學(xué)現(xiàn)狀

從2018級(jí)開始，依托學(xué)習(xí)通線上平臺(tái)與線下的課堂相結(jié)合教學(xué)模式，完成整個(gè)課程的教學(xué)與考核。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，改進(jìn)內(nèi)容主要包括：

（1）教學(xué)內(nèi)容重新整合：理論課按照監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)與優(yōu)化、樣品的采集和保存、監(jiān)測(cè)與測(cè)定技術(shù)、監(jiān)測(cè)資料的分析和海洋環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的順序進(jìn)行內(nèi)容整合，刪掉重合部分；關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)的海洋環(huán)境問題，通過案例分析引入一些新設(shè)備以及海洋遙感等新技術(shù)的應(yīng)用；針對(duì)各種海洋突發(fā)事故頻發(fā)，加入了應(yīng)急“海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)”的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)課增加綜合性、設(shè)計(jì)性、開放式實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，鍛煉學(xué)生的獨(dú)立工作能力和綜合分析問題的能力。同一實(shí)驗(yàn)課可以設(shè)置不同組完成不同實(shí)驗(yàn)，比如氮元素不同形態(tài)（氨氮、亞硝酸氮、硝酸氮、總氮等）含量的測(cè)定；可以設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)條件，如開放式實(shí)驗(yàn)中用不同方法測(cè)定COD（化學(xué)需氧量）以及用不同的吸附劑去除COD，學(xué)生不同組之間可以進(jìn)行比較不同方法測(cè)定值之間的關(guān)系以及不同吸附劑的使用效果。

（2）教學(xué)模式：線上教學(xué)利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)，以PPT、視頻、文獻(xiàn)等形式推送學(xué)習(xí)資料，并設(shè)置部分習(xí)題，學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)和原理學(xué)習(xí)，老師通過線上工具進(jìn)行指導(dǎo)；線下課堂主要是進(jìn)一步學(xué)習(xí)如何去應(yīng)用和分析評(píng)價(jià)以及在綜合調(diào)查中如何進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)方案和開展實(shí)際海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)研究，以期實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化，課中難點(diǎn)重點(diǎn)講解完成后以線上方式發(fā)放課后習(xí)題，完成線下課堂延伸，最后對(duì)課后學(xué)生完成情況進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋。

（3）考核方式：過程性考核和終結(jié)性考核各占據(jù)一定比例相結(jié)合［7-9］，并注重學(xué)生課堂和小組活動(dòng)參與度［10-11］。

（二）“海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)”教學(xué)現(xiàn)存問題

線上線下混合式教學(xué)模式的采用，對(duì)于一部分學(xué)生來說自由度加大，但是仍有一部分學(xué)生習(xí)慣于教師催促，存在課前臨時(shí)突擊預(yù)習(xí)等習(xí)慣，一旦發(fā)現(xiàn)不易理解的、抽象的知識(shí)點(diǎn)和問題，容易產(chǎn)生畏難情緒，不再主動(dòng)學(xué)習(xí)和不接受新的教學(xué)模式［12］。

教學(xué)內(nèi)容雖進(jìn)行了整合，分出了知識(shí)模塊，但由于資料較少、時(shí)間較緊張等原因，授課時(shí)仍是把講解重點(diǎn)放在了常規(guī)監(jiān)測(cè)的方法和技術(shù)上，監(jiān)測(cè)方案制訂方面只簡(jiǎn)單講述了監(jiān)測(cè)方案的一般程序，缺少具體制訂和優(yōu)化方法的相關(guān)知識(shí)和案例，對(duì)于應(yīng)急監(jiān)測(cè)、立體監(jiān)測(cè)和監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)部分內(nèi)容較少，缺乏案例和練習(xí)，需要再進(jìn)一步對(duì)知識(shí)體系整合和優(yōu)化，多增加案例庫和案例分析練習(xí)。

雖然課堂分為了課前、課中和課后三個(gè)學(xué)習(xí)階段，但仍存在線上資源比較單一、任務(wù)點(diǎn)考核標(biāo)準(zhǔn)缺乏、學(xué)生預(yù)習(xí)目的性模糊［13］、教師仍占主導(dǎo)性、部分學(xué)生參與度低、課后題類型單一等問題，不利于學(xué)生主動(dòng)性、個(gè)體差異性學(xué)習(xí)，不能充分挖掘?qū)W生創(chuàng)新能力。

二、“線上線下+翻轉(zhuǎn)課堂”混合教學(xué)的課程重構(gòu)

（一）重構(gòu)課程知識(shí)體系

對(duì)課程知識(shí)體系進(jìn)行建構(gòu)，資料來源為最近幾年新出版的相關(guān)書籍，包括《海洋環(huán)境分析監(jiān)測(cè)技術(shù)》（陳令新主編）、《海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》（焦明連主編）、《海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)》（梁斌主編）、《海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)方法培訓(xùn)教材》（遙感、生物、化學(xué)、動(dòng)力、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)質(zhì)量保證與質(zhì)量控制分冊(cè)）以及一些關(guān)于特殊海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)（如海洋傾廢、河口區(qū)、港口）和具體各類污染物如重金屬、有機(jī)物等監(jiān)測(cè)的書籍，這些資料并沒有單獨(dú)一本適合作為教材使用，需要教師根據(jù)知識(shí)模塊的主題進(jìn)行重點(diǎn)知識(shí)提取，組織出適合本專業(yè)學(xué)生能力和技能需求的知識(shí)體系，拓展資料主要來源于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫資料，在此基礎(chǔ)上將全部授課內(nèi)容分為四個(gè)模塊：

模塊一為海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)，主要包括前四章（海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)概述、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)質(zhì)量保證與質(zhì)量控制、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)樣品采集和預(yù)處理）。

模塊二為海洋環(huán)境常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和技術(shù)，為第五章內(nèi)容，主要包括物理指標(biāo)監(jiān)測(cè)、營養(yǎng)鹽監(jiān)測(cè)、葉綠素監(jiān)測(cè)、重金屬監(jiān)測(cè)、非金屬監(jiān)測(cè)、有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)。

模塊三為海洋環(huán)境新型污染物監(jiān)測(cè)和新監(jiān)測(cè)技術(shù)，主要包括第六、七、八章（新型污染物監(jiān)測(cè)、應(yīng)急監(jiān)測(cè)、立體監(jiān)測(cè)）。

模塊四為海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)與保護(hù)，為第九章內(nèi)容，主要包括海洋環(huán)境評(píng)價(jià)的方法和案例、保護(hù)的措施和案例。

（二）重整和豐富教學(xué)資源

1.對(duì)線上教學(xué)資源進(jìn)行分類重整

授課教師將教學(xué)課件、教學(xué)視頻根據(jù)教學(xué)模式進(jìn)行碎化，依據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行組合，設(shè)計(jì)該門課程的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)電子教學(xué)資源。教學(xué)視頻是教師系統(tǒng)講解和學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)課程基礎(chǔ)知識(shí)的主陣地［6］，講解時(shí)，要注意知識(shí)之間的邏輯聯(lián)系和層層遞進(jìn)，語言精準(zhǔn)簡(jiǎn)練、規(guī)范易懂，對(duì)問題的分析要清晰透徹［7］；在錄制微課視頻時(shí)，結(jié)合學(xué)生興趣點(diǎn)和實(shí)際生活，讓學(xué)生更容易理解內(nèi)容，著重講解重點(diǎn)和難點(diǎn)，并利用多種表達(dá)形式在最后進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)總結(jié)［1，6］。同時(shí)在相關(guān)教學(xué)資源里增加任務(wù)點(diǎn)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、相關(guān)的知識(shí)考核點(diǎn)，主要為客觀題，題型相對(duì)簡(jiǎn)單。此外，拓展提高的知識(shí)點(diǎn)、任務(wù)點(diǎn)和目標(biāo)要求上傳至平臺(tái)的討論區(qū)［12］。

2.增加案例庫

案例庫分為兩部分，一部分是為了加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用而給出的資料分析案例，主要是難度較大的重要知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用的延伸，例如，海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)方案中站位、指標(biāo)及頻率設(shè)計(jì)中包含很多抽象數(shù)學(xué)知識(shí)，學(xué)生難以記住，需要提供一個(gè)具體海域全面的設(shè)計(jì)過程，有助于學(xué)生理解；應(yīng)急監(jiān)測(cè)中利用遙感監(jiān)測(cè)石油和赤潮，程序較為復(fù)雜且學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)較少，案例的提供有助于學(xué)生理解整個(gè)過程；立體監(jiān)測(cè)在全世界范圍內(nèi)均為新發(fā)展技術(shù)和趨勢(shì)，學(xué)生在以往的課程中幾乎接觸不到相關(guān)知識(shí)，每一部分新技術(shù)的應(yīng)用可以建立一個(gè)案例庫，有利于學(xué)生掌握新技術(shù)和開闊視野；在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)與保護(hù)部分，評(píng)價(jià)方法較多，且為公式形式表達(dá)，適用范圍和對(duì)象容易混淆，保護(hù)措施更是多為口號(hào)，均需要提供案例以提高學(xué)生分析問題能力和對(duì)海洋環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。另一部分是案例習(xí)題，通過重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)案例導(dǎo)入，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)能力選擇案例題目、查閱資料，進(jìn)而參與、討論、體驗(yàn)、反思，既能完成對(duì)知識(shí)的拓展又能有效抓住學(xué)生的思想，在解決問題的同時(shí)完成思政教育，把思政教育的主動(dòng)權(quán)放在學(xué)生手中。

三、教學(xué)模式的重構(gòu)建

（一）“線上線下+翻轉(zhuǎn)課堂”混合式教學(xué)

翻轉(zhuǎn)課堂是以線上預(yù)習(xí)、完成教學(xué)任務(wù)，線下課堂上分享學(xué)習(xí)成果的一種混合式教學(xué)模式［12］。以任務(wù)驅(qū)動(dòng)式為主，以“最好的學(xué)，就是讓學(xué)生給別人講”為目標(biāo)，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)，在線上學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，給學(xué)生發(fā)布翻轉(zhuǎn)任務(wù)，小組組長(zhǎng)負(fù)責(zé)提交分工清單，翻轉(zhuǎn)作業(yè)內(nèi)容為每個(gè)小組圍繞一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，組員可選擇其中1～2個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解或者1～2個(gè)討論點(diǎn)或者知識(shí)的拓展和延伸均可以，必須用自己語言進(jìn)行解釋，討論點(diǎn)必須清晰闡明自己的觀點(diǎn)和看法，拓展和延伸需要自己查閱相關(guān)資料并歸納總結(jié)，要求內(nèi)容清晰、講解重點(diǎn)突出并限制時(shí)長(zhǎng)（5分鐘左右）。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成上傳后，教師批閱，然后選取各類代表性作業(yè)在線下課堂上與學(xué)生一起討論分析，學(xué)生進(jìn)行自由點(diǎn)評(píng)，教師進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)析，最后教師再把每個(gè)知識(shí)模塊進(jìn)行梳理歸納并講解共性問題，以及對(duì)提供的案例進(jìn)行解析。

導(dǎo)讀課完成的任務(wù)包括在線班級(jí)設(shè)立、學(xué)生分組完成、在線課程開放，在首次課前完成；首次上課講解概述部分以及介紹課程各方面流程設(shè)置；線上學(xué)生自學(xué)部分包括各種教學(xué)資料推送以及翻轉(zhuǎn)任務(wù)發(fā)布、學(xué)生學(xué)習(xí)和討論、教師答疑、學(xué)生組內(nèi)分工、組員完成翻轉(zhuǎn)作業(yè)；線下課堂包括學(xué)生課堂翻轉(zhuǎn)互動(dòng)、心得分享以及教師共性問題和拓展知識(shí)講解；最后一次課上教師主要講授海洋環(huán)境評(píng)價(jià)與保護(hù)知識(shí)點(diǎn)和案例，課程全部結(jié)束后學(xué)生制作一份PPT匯報(bào)心得，包括對(duì)本門課程的收獲、需改進(jìn)的地方和對(duì)低年級(jí)學(xué)弟學(xué)妹的建議等。

實(shí)驗(yàn)課不僅培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與報(bào)告撰寫能力，同時(shí)潛移默化地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)［13］。授課教師計(jì)劃在課前—課中—課后上課模式上進(jìn)行改進(jìn)，預(yù)習(xí)報(bào)告內(nèi)容除了與要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)相關(guān)的內(nèi)容外，要求學(xué)生加入與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的背景知識(shí)、方法的優(yōu)勢(shì)和局限性、儀器使用介紹和實(shí)驗(yàn)中用到的藥品毒性如何以及采取哪些措施可以避免或減輕環(huán)境污染等問題，每位同學(xué)不能重復(fù)，杜絕抄襲現(xiàn)象，加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。預(yù)習(xí)報(bào)告除了教師批閱，還可以生生互評(píng)，每組選出一個(gè)同學(xué)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容制作成PPT進(jìn)行講解，組間同學(xué)可以互相提出問題和給出建議，有利于學(xué)生深刻理解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)室實(shí)操階段，首先提問學(xué)生具體操作及核心要點(diǎn)，之后學(xué)生間互相提問及補(bǔ)充，教師糾正學(xué)生描述中的錯(cuò)誤及補(bǔ)充講解，進(jìn)一步細(xì)化引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵內(nèi)容、注意事項(xiàng)等。課后實(shí)驗(yàn)總結(jié)階段，學(xué)生們根據(jù)課上的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理和撰寫科研論文式報(bào)告［14-16］，批改過程也采用電子化方式，批改后將存在問題及時(shí)反饋給學(xué)生，便于進(jìn)一步修改，并且將寫得比較好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告以電子版的形式給大家作為參考范例?？偨Y(jié)討論和交流階段，課后對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及論文式報(bào)告進(jìn)行總結(jié)和專題分析，其中也包括教師對(duì)學(xué)生的反饋進(jìn)行總結(jié)回復(fù)等，通過充分發(fā)揮教師為主導(dǎo)和學(xué)生為主體的優(yōu)勢(shì)，將課程與訓(xùn)練結(jié)合，提升學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力［14］。

（二）“線上線下+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)評(píng)價(jià)

采用學(xué)生自評(píng)、生生互評(píng)、教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，教師設(shè)置評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括可量化和非量化，并具體化各指標(biāo)權(quán)重，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行過程評(píng)價(jià)和終極評(píng)價(jià)，且及時(shí)讓學(xué)生了解自己的得分情況，結(jié)合自己的特點(diǎn)調(diào)整學(xué)習(xí)方法和節(jié)奏，獲得更好的學(xué)習(xí)效果和能力。

結(jié)語

以學(xué)生為中心，“海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)”課程通過“線上線下+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)施，在教學(xué)內(nèi)容重組、教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、評(píng)價(jià)方式等方面進(jìn)行了教學(xué)改革。基于線上教學(xué)靈活、個(gè)性化的特點(diǎn)，充分發(fā)揮了教師為主導(dǎo)和學(xué)生為主體的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)注重個(gè)性化培養(yǎng)，將理論方法與實(shí)際訓(xùn)練相結(jié)合，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合創(chuàng)新能力。

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基金項(xiàng)目：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)校級(jí)線上線下混合式一流課程（9921004-06）資助

作者簡(jiǎn)介：李儉平（1982—?），女，漢族，山東蘭陵人，博士，講師，主要從事海洋環(huán)境生態(tài)監(jiān)測(cè)方面教研工作。