互联网+环境下混合式融合研究型教学法在研究生教学中的应用探索

任会学 王文秀 李雪梅 罗从伟

摘  要 混合式教学是随着互联网技术飞速发展而衍生出来的一种新型教学模式，以启发式教学为主要特点的研究型教学是研究生人才培养的重要方式。针对传统环境生物化学教学模式中存在的诸多问题，设计提出在“互联网+”环境下由混合式教学融合研究型教学法的教学模式，并进行教学应用和探索。应用实践证明，研究型的混合式教学模式不但能充分调动和培养学生学习兴趣，而且可以提升学生的独立思考能力，发挥引导和启发学生破除“四唯”、大胆创新的引领作用，提升学生发现问题、思考问题、独立解决问题的能力，促进高水平的环境工程类创新人才的培养。

关键词 互联网+;混合式教学;研究型教学;教学改革;环境生物化学;网络课程

中图分类号：G643.2    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）10-0036-04

Exploration of Blended Teaching Combined Research Teaching Method in Postgraduate Teaching under Internet + Environment： Taking Environmental Biochemistry as Example//REN Huixue， WANG Wenxiu， LI Xuemei， LUO Congwei

Abstract Blended teaching is a new teaching mode derived from the rapid development of Internet technology. Research teaching with heuristic teaching as the main feature is an important way to train graduate students. Aiming at the problems existing in the traditional teaching mode of Environmental Biochemistry， this paper puts for-ward the teaching mode of blended teaching and research-based tea-ching method under the “Internet +” environment， and carries out the teaching practice. The results show that the teaching model based on the research of hybrid can fully stimulate students learning interest and learning potential， inspire students innovative thinking， motiva-ting students to learn the internal resource， cultivate the students independent thinking ability， improve students ability to discover problems， analyze and solve problems， to promote a high level of environmental engineering innovative talents training.

Key words Internet +; blended teaching; research teaching; teaching reform; environmental biochemistry; network course

0  前言

隨着我国进入以知识经济为代表的社会发展新阶段，以研究生为主的社会高层次人才成为主要的创新群体。为适应这一需求，我国研究生招生数量持续攀升。据中国教育在线发布的《2019年全国研究生招生调查报告》指出，2019年全国硕士研究生报名人数创下改革开放40年来最高纪录，报名人数达到290万人。而2020年报名人数更是达到341万人[1]。随着研究生招生规模及数量的急剧增高，如何高质量地培养研究生就成为当今社会和高校教育关注的问题之一。研究生不同专业的课程教学改革也成为高校教育研究的热点话题。

2017年，国务院发布《国家教育事业发展“十三五”规划》，明确指出：“积极发展‘互联网 + 教育，全力推动信息技术与教育教学深度融合，建设课程教学与应用服务有机结合的优质在线开放课程和资源库。”[2]探索“互联网 +教育”背景下的创新教学模式，已成为促进教学改革、提高人才培养质量的主要手段[3]。

混合式教学利用互联网手段，通过课堂教学方式的变化改变传统课堂教学的模式，学生自主学习，主动参与教学中教的环节，变为学习的主人;教师作为课堂的设计者，引导学生寓学于教，将原有的填鸭式教学方式变革为互动式、交流式，充分调动学生的学习兴趣、学习积极性，培养其形成良好的自主学习的习惯和方法[4]。研究型教学则通过问题导向，利用制定和完成适宜的科学目标，培养学生的独立思考和个性创新能力，将科研活动融入教学环节，实现理论学习与实践学习的有机结合，提高研究生的动手能力和独立解决问题的能力[5]。

混合式教学融合研究性教学，一方面可以促进研究生的教学内容、教学模式以及教学理论和教学评价的全方位变革，实现培养研究生提高专业素养和专业理论思维水平的目标;另一方面，两种教学方式的交叉，可探索一条信息化条件下互动教学与传统的课堂教学有机结合的新途径，提高教学效率，将研究生培养与社会需求紧密结合，为培养出有思想、有作为、能创新的新型研究生人才发挥重要作用。

1  环境生物化学课程教学存在的问题

环境生物化学课程是环境工程专业的基础课程之一，是环境科学与生物学和化学交叉的一个边缘学科，是环境类专业研究生的专业基础课，对环境类专业的理论及应用研究至关重要。然而，该课程教学存在下面一些问题：

1）环境生物化学内容多，课程体系复杂，跳跃性大，学生学习难以找到重点;

2）学生的相关学科背景有较大差异，基础知识较为缺乏，教学模式及教学内容难以统一;

3）研究生来源于不同课题组，其导师的研究方向和内容千差万别，对学生掌握环境生物化学知识的要求迥异，加大了课程组织的难度;

4）学生在学习过程中不仅觉得很难真正掌握与专业相关的内容，而且不知道如何针对自己的专业需要进行选择性学习;

5）传统教学模式仅为教师教授、学生听课，教学气氛沉闷，教学效果不佳。

针对以上问题，依托“互联网+”环境，发挥现代信息技术优势，开展线上线下混合式教学，并充分融合研究型教学模式，调动学生的学习兴趣，提高课堂教学质量，使学生在有限的课堂时间内能够较好地、全面系统地掌握与专业相关的生物化学知识，有的放矢地进行教学内容及教学模式改革，调整教学目标、丰富教学方式、优化评价机制，探索研究生综合能力培养新模式。

2  “互联网+”环境下环境生物化学混合式教学模式的设计与安排

混合式教学模式突出以学生为中心，颠覆传统教学方式，由教师的单一传授改变为师生互动，教学中以某一研究问题为主题，调动学生主动思考、积极参与、充分讨论，提高学习知识的效率[6]。因此，混合式教学模式需要学生围绕将要在课堂探讨的问题，利用“互联网+”资源，独立收集资料，与相同的学习小组共同发现问题和分析问题，形成分析报告，在课堂中结合教师讲授的知识，对自己分析的报告进行阐述，提出自己的见解，经过师生之间讨论和交流，理解消化知识，课后再对内容进行深化，整个过程注重培养学生综合分析问题的能力[7]。这种教学方式可以全方位培养学生独立思考和创新的意识，提高学生独立解决问题的能力，把知识学活、学精。

为此，研究采用以互联网为基础的现代信息技术结合以研究分析为主的传统教学方式，充分利用“互联网+”资源，打造“学生自主学习和研讨问题—相关知识难点反馈后由教师指导和讲解—通过师生交流讨论，掌握核心知识”的混合式教学新模式，以此利用问题导向调动学生的自主学习潜能，实现课堂教学效率和学生培养质量双提升的教学目标。

2.1  设计适应环境生物化学课程与学生基础的梯度型混合式教学专题

为了适应学生的不同学习基础，充分发挥学生自主选择和自主学习的能动性，获得良好的课堂教学效果，设计基于学生基础差异的梯度型教学专题非常必要。在环境生物化学教学中，结合课程章节对混合式教学按内容进行分类设计，从大的方向将专题分为普通认知型和深度研究型。

普通认知型混合式教学内容着重于环境生物化学静态的生物大分子结构及理化性质。如对生物大分子蛋白质的内容，学生难以想象出从低级二维结构到高级三维空间立体结构和空间构型的变化，就可应用多媒体的动态画面直观地演示出其不同空间结构的立体模型，展现其相互关系。再如，在讲授“新陈代谢催化剂——酶化学”一章时，学生难以领会酶的活性中心与不同空间构型的底物匹配的原理。为此，在课堂教学中通过现代三维多媒体动画演示，将这一过程生动立体地加以动态展示，加深学生对诱导契合学说中酶的空间结构随着底物的变化而變化的动态特点的直观感受，降低学生学习和理解这一抽象知识点的难度。

而深度研究型则是环境生物化学中针对不同的污染介质所采取的方法的内在原理分析与工艺对比，这些只是需要学生运用所教内容和查阅资料自主完成。深度研究型混合式教学内容以分析和研究问题为主，让学生以科学问题为出发点，充分利用互联网资源检索相关资料，探索科学问题的控制核心是什么，其解决思路有哪些。如染料废水中的生物化学原理，需要分析染料废水中物质组成的特异性，以及带来的细胞毒性对后续的生化工艺的影响，为此采用的预处理方式的设计思路与原理分析都需要检索大量的资料，通过系统分析得出一些结论并进行深度讨论。

2.2  依据混合式教学要求，设计寓学于教理念的混合式教学法

混合式教学的核心教学要求就是应用互联网的开放资源培养学生独立思考、主动学习和终身学习的能力，促进学生创造性思维的发展。因此，针对这一核心教学要求，设计实施寓学于教、师生互动、因材施教的混合式教学三原则。寓学于教的精髓就是调整教师与学生的角色、理顺教与学的关系，教师根据学生的认知水平设计不同的课程内容和知识专题，设计有针对性的师生互动式环境生物化学教学新模式。寓学于教的混合式教学分为问题导向式的概要讲述与师生互动式的专题讨论两部分，具体教学结构则根据上课人数和课程课时数进行安排。

2.2.1  课前信息交流  任课教师根据课程计划及知识要求，在课前一周左右下发相关的课程学习要求及任务，确定课程研讨的主题和关键词、需检索的参考资料;研究生则根据教师的要求及任务，利用“互联网+”资源，充分查阅书籍和文献，确定自己的论点和支持材料，形成报告。

2.2.2  线下课堂教学  首先，教师简要介绍课程知识背景及讨论的主题;然后让研究生将已准备好的知识要点以PPT报告的形式与同学及老师分享，并讲解自己的观点及对知识要点的理解，以及支持自己观点的参考资料。

2.2.3  学生分组进行交流讨论  针对不同的同学的观点，学生自由组合成不同的小组，围绕相关观点进行自由论辩，发表自己的看法、意见和建议，通过相互的知识碰撞，形成一定的共识。教师在此阶段会倾听不同小组的讨论，通过发问和发表意见，与学生进行知识的交流，并从不同角度启发学生进行辩证的思维。最后，由教师逐一进行专题点评，针对学生讨论的共识进行分类指导，并对学生的论辩意见从不同角度分别加以评点，对线下课堂学习交流情况进行梳理和总结。

2.2.4  课后知识归纳  学生根据课堂的交流讨论情况进行进一步整理，对原来的初步报告进行修改完善，形成规范的材料，以书面材料的形式将混合式教学的知识归纳为课程成果，在全班进行分享。

3  构建研究型教学模式，提高问题分析能力

利用“互联网+”构建研究性教学模式，是提高研究生教育水平的重要途径。研究型教学模式秉承“以学生为主体，教师为主导”的教学理念，该理念要求在研究生教学中更注重对方法的指导而不是单向式的知识灌输[8]。在环境生物化学教学中，根据研究生已初步具有生物化学专业知识和可以探究环境专业问题的状况，积极开展以问题为导向的研究型教学，使教学环节与科研探索交相呼应。

如以太湖蓝藻的环境治理科研案例为主题，分别从环境生物化学的水环境污染的控制和治理角度，让学生充分分析自然环境中蓝藻形成的条件、发展的原因及影响的要素，并在此研究讨论的基础上，提出蓝藻治理的污染环境的微生物修复方法、原理。这样的基于现实案例的研究型教学，可以有力地突破环境生物化学教学的重难点，突破原有的课堂教学方式，形成探索式研究型课堂。这种探索型研究生教学模式不仅可以促进学生善于发现问题，敢于独立思考和分析，而且可以培养学生勇于克服困难、解决实际问题的能力，并实现课堂教学目标与现实的有机结合。

为了构建研究型环境生物化学课堂，根据课程的知识要点，设立环境迥异的研究型教学情境，启发学生从生物化学角度讨论、分析及总结环境污染问题的因果，利用课堂进行交流探讨，开展将环境生物化学的知识要点融合不同的污染治理方法的科研分析，培养学生形成独立、完善的科研思维及灵活运用知识的科学方法。探索研究型的环境生物化学课堂教学模式，一方面加深了学生对环境治理及环境保护和环境修复学术问题及相关知识点的内涵和外延的理解，另一方面提升了学生学有所得、学以致用地学习兴趣，提高了课堂教学效率，为学生的发展和成长及独立开展科研工作奠定扎实的理论基础。

4  充分利用网络资源，拓展混合式、研究型教学模式的融合途径

近年来，随着互联网的普及，形式多样的网络课程蓬勃发展，许多与环境生物化学相关的教学内容也呈现在各大网络平台。这些互联网资源对开展混合式、研究型教学的融合提供了非常方便的途径和渠道，尤其在疫情期间，网络化的教学课程发挥了其远程、线上教学的优势。与课堂教学相比，环境生物化学的网络课程使教学活动不受时间、空间的限制，教学内容可多次重复，有利于学生反复学习、巩固知识。因此，为了加深研究生对生涩的环境化学理论和抽象的生物大分子结构的认识和理解，提高研究生熟练应用环境生物化学理论解决环境污染问题的能力，通过应用现代网络技术和CAI技术，探索混合式融合研究型教学的新模式，充分发挥“互联网+”信息化、精细化优势，组织和筛选优秀教学资源，并通过系统分析和研究整理，实施科学分类，通过内在的逻辑联系整合相关资源，成为一套系统化、专业化的环境生物化学知识“互联网+”信息资源库。该信息资源库主要分为四大模块。

1）模块化教材资源库，主要包含国内外优秀的经典电子版环境生物化学教材，各类电子教程（PPT）及教辅用书。

2）素材资源库，主要包含各类环境及生化科技前沿的案例库、各专业教材的章节练习及习题库、各型利用Flash 动画与Chem3D技术制作的三维生物大分子空间模型。

3）MOOC资源库，主要是利用网络资源整合或自行录制的各大型网络平台在线教学资源。

4）学习评价资源库，主要包括在线测试评价交互系统。

利用这四大特色资源，拓展混合式和研究型教学模式的教学资源和教学手段，支持和协助研究生开展全流程记录教学环节，把学习步骤分解、细化，减少资料检索、资源分析的时间，提高学习效率。同时，积极整理和收集研究生的现实科研与学习，通过分析交流，实时增加和补充资源库资料，通过学生自我现身寓学于教实例的补充，达到教学相长、互为支持的教学目的 [9]。

5  构筑多元评价体系，实施科学考核评价方式改革

与混合式教学融合研究型教学新模式相衔接，环境生物化学课程的考核评价方式也同步进行改革。具体的改革原则是采用多元评价体系，将不再采用集中考试的传统方式。评价包括以下内容。

1）利用混合式教学中研讨互动部分的内容，结合研究型教学模式中师生研讨的内容，梳理整改为专题交流的知识，最后书写为论文并提交。

2）学生最终成绩的评定将结合学生平常讨论交流的表现、课程专题论文的书写以及针对特定科研问题的答辩等方面进行综合评判。

3）具体考核方式及成绩分布：日常学习表现（包括考勤、讨论互动）占30%，专业课程论文书写及最终知识答辩占70%（其中论文选题占10%，交流汇报占20%，论文内容占20%，知识答辩占20%）。

通过上述多元评价体系的建立，可以展示混合式教学融合研究型教学的教学成果，最大限度地提升学生的知识能力。

6  结语

随着研究生专业培养要求的逐步提高，以及各类与环境治理相关学科的多重交叉，对环境生物化学教学提出新的、更高的要求。同时，不同环境专业学科间的知识交叉，要求高校教师具备更加灵活、更加专业且与时俱进的教学思维和教学方式，如此才能满足未来研究生教学改革的发展要求。在“互联网+”环境下，要充分利用网络资源进行混合式教学建设，并融合启发式研究型教学模式的探索，将知识传授方式推进为“授之以渔”的人才培养新途径，形成符合社会发展需要的更合理的、更符合现代人才培养机制的研究生教学模式改革新气象。■

参考文献

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[2]赵学孔.基于翻转课堂的教育技术公共课混合式教学模式研究[J].大学教育，2020（3）：39-41.

[3]赵武奇，高贵田，张清安，等. 翻转课堂融合研究型教学法在教学中的探索：以“试验设计及统计分析与软件应用”课程教学为例[J].粮食工程教育，2020（4）：26-28.

[4]汪铭，陈聚涛，杨昱鹏，等.研究型教学在研究生课程教学中的应用[J].研究生教育研究，2018（1）：33-37.

[5]杨军.基于研究生综合能力培养的教学模式改革与实践：以固体废弃物处理与资源化课程为例[J].教育教学论坛，2020（27）：201-202.

[6]谢莹，许崇利，温钢，等.网络环境下生物化学理论课教学模式研究与实践[J].大学化学，2017（10）：12-16.

[7]寇莹莹，任相浩，岳冠华.环境类创新人才培养模式下生物化學教学改革[J].教育教学论坛，2016（43）：109-111.

[8]梁旭，朱卫华.对研究生课程《高等无机化学》教学模式重构的研究[J].化工设计通讯，2020（8）：137-138.

[9]王寒，严群，王登峰，等.轻工特色环境工程专业环境生物化学实验课程的设计与实践[J].大众科技，2019（9）：89-90.