人工湿地生态工程课程“实践—线下—线上”教学模式探讨

杜露 陈雅琳 李科林 陈永华

[摘           要]  为推动“新工科”建设，培养适应新时代发展要求的“新工科”人才，高校对课程教学改革提出了更高的要求。分析了人工湿地生态工程在传统教学中存在的问题，并且结合实地参观、理论学习和虚拟仿真实验，开发出“实践—线下—线上”的新型教学模式。该教学模式目前在环境工程专业开展，虚拟仿真实验平台针对全校开放，并发放调查问卷，结果学生普遍反馈教学方式新颖，效果好。

[关    键   词]  教学改革;人工湿地生态工程;实地参观;虚拟仿真实验

[中图分类号]  G642                   [文獻标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2021）28-0140-02

十八大会议召开以来，环境问题得到了前所未有的重视，习近平总书记提倡的“绿水青山就是金山银山”的发展观，得到了全国人民的广泛认同。但是我国还面临着大气污染、多样化复杂垃圾的处理、水体与湿地的保护、产业结构调整与转型等诸多问题，因此环境相关专业人才的培养是十分重要的，其中就包括了人工湿地生态工程专业。此外，新一轮的科技创新伴随着新型工业化的发展，需要大量的新工科领域人才，而在前期的探索中，主要有机械、电气、化工、土木、互联网、人工智能等专业，而人工湿地生态工程成为近几年快速发展并且需求旺盛的新工科专业，可以加大改革力度，在实践中提出新型有特色的教学模式。

湿地被称之为“地球之肾”，其生态功能不可替代，而人工湿地生态处理则是一种较好的废水处理方式，它利用土壤、人工介质、植物和微生物等，对污水、污泥进行处理，建立起一个人工湿地系统，防止了环境的再污染，并且可以获得污水处理与资源化的最佳效益。人工湿地生态工程是一门融合植物学、微生物学、生态学为一体的综合水污染生态工程治理的课程，本课程的教学应偏重于实践，仅仅专注于传统的理论教学，对于人工湿地生态工程专业人才的培养是远远不够的。

一、传统人工湿地生态工程教学中的问题

（一）不利于培养学生思考能力

传统的课堂教学模式多为灌输式，教师教、学生被动接受。对于相对浅显的知识点尚且能接受，如：水污染处理工艺、人工湿地分类、特点等。然而对于专业理论知识因缺乏背景和启发性思考只能浅尝辄止，如：微生物参与的C、N、P和S物质循环，植物生理胁迫，污染物去除机理等。传统的人工湿地生态工程教学模式导致学生缺乏主动思考的空间，学生在学习上很难有积极性和主动性，课堂上只是听老师讲解也很容易走神，难以激发学习的兴趣，更不利于培养学生的创新精神以及思考能力。

（二）不利于培养学生的实践能力

人工湿地生态工程是一门实践性很强的学科，而传统的教学模式缺乏新型技术手段的运用，多数课程体系都重视理论教学，而忽略实践教学[1]，对学生来说缺乏趣味性和吸引力。对于一些较抽象的工艺装置和操作，由于学生无法见到实物，导致他们难以理解实际操作中的原理。并且，一些工艺繁琐、气味重、有毒有害、安全风险系数高的装置都不能予以直接展示，影响了学生对实验过程的探究、数据的获取以及对实验结果的认知。

二、“实践教学”和“线上线下混合式教学”的发展现状

随着大数据、智能应用等新技术的快速发展，互联网对教学的作用越来越突出[2]。同时，大家对终身学习、碎片化学习概念的认同，线上线下混合式教学方法应运而生。在我国教育事业的迅速发展下，进行实践教学和线上线下混合教学成了教学改革的发展方向，为培养实践型人才提供了新思路。这样的教学模式不仅能够调动教师和学生的积极性，让教师和学生之间的交流和沟通变得频繁起来，而且可以有效地提高教师的教学效率和学生的学习效果，因此混合式教学模式应当广泛地被运用到课堂教学中，将其独特的优势发挥出来，将我国的教育水平普遍提高。

目前，人工湿地生态工程的课程大多是以课堂理论教学为主，实践教学为辅，全面开展实践教学和线上线下混合教学模式的课程较少。然而，传统的教学方式形式较为单一，学生接受知识较为被动，缺乏主观性、探究性，并且学生跳过了自我探索、寻求答案的过程，无法锻炼解决问题的能力。然而，实践教学和线上线下混合式教学模式可以较好地解决此类问题。

学院在课程上大胆开展实践教学，拓宽实践教学途径，让学生带着任务走出课堂。首先，实践教学可以辅助理论知识的学习，提高学生对课程的兴趣和创新能力;其次，实践教学可以提高学生的实际应用能力，有利于满足毕业以后的工作需要。实践性的教学可以更好地锻炼学生的自主学习能力，进一步提高工科人才培养质量，增强学生的社会竞争力，以更好地适应社会需求。

另一方面，线上线下混合式教学模式也正在成为以后教学模式的主流趋势，其最主要的特点就是在学生学习的时候不仅可以通过线下的传统教学，还可以利用网上的各种资源进行线上学习。在进行线上学习时，学习的进度和学习的时间都可以自己来掌控，并且可以自己将课本上的知识进行一定程度的延伸，从而提高自己的学习能力。同时，线上线下混合式的教学模式可以加强学生和老师之间的互动性，在线下课堂上，让学生带着问题来听课;在线上课堂上，让学生在学习的过程中可以随时向老师提问，也可以建立课程交流社区，营造更好的学习氛围。此外，线上线下混合式教学模式还具有个性化的特点[3]，学生可以根据自身的学习情况和知识的掌握程度选择适合自己的课程，并且可以根据自己的兴趣选择自己喜欢的课程，学生在线上课程进行的自主学习将与主观能动性密切挂钩，而线上线下混合的教学模式充分地将学生放在了学习的主体地位，可以让学生更加全面地了解自己的学习情况。