辛佳
(中国海洋大学 环境科学与工程学院,山东 青岛)
《土壤污染与防治》是环境工程专业一门重要的专业课程,在具有理论性的基础上还具有较强的应用性。本课程主要讲授土壤的基本物质构成、孔隙结构、主要地球化学过程等基础理论知识以及土壤污染特征、野外调查技术和污染土壤修复措施。本课程旨在引导学生在掌握基础理论知识的基础上,来探讨和理解土壤修复技术原理及其应用。
近年来,在新的工程教育专业认证的推动下,对环境工程学生的创新、实践和研究等各方面的能力提出了更高的要求[1-2]。成果导向教育(Outcome-Based Education,OBE)理念是工程教育中最核心的理念。考虑到我国经济快速发展所带来的土壤污染问题日趋严重,培养土壤修复专业人才和提高土壤修复技术水平是目前重要的社会需求[3-4]。在此基础上,《土壤污染与防治》课程就要致力于培养能够识别、研究和解决复杂土壤环境问题的学生,并要求同学们具有自我学习和团队合作的能力。这些能力的培养通过传统的课堂单向讲授的教学模式无法实现,因此,需要激发学生在课堂中的主体意识,通过学生的自主调研、自主表达、自主思考和团体协作来达成以上培养目标。互动式教学可以在教学过程中实现教与学的有机结合和相互作用,强调在教师授课的同时注重学习者的反馈,给学生提供参与和自我表达的机会,启发学生主动学习、积极反应[5-6]。其中,课堂展示是互动式教学的基本方法之一[7]。课堂展示,又称为Presentation,作为一种教学形式,它是指学生个体或者以小组为单位借助有声语言、肢体语言和其他工具就某个话题进行讲解的活动。课堂展示主要包括以下几个步骤:准备、展示、提问、评价总结[8]。林增华等[9]在土木工程专业教学中应用课堂展示的教学方式,让学生利用所学ANSYS软件分析不同地基处理方法的作用效果,并让学生分组学习讨论,共同分析学习成果。王芳等[10]在工程流体力学课程以PBL教学模式为中心,采用雨课堂开展混合式教学,通过分组讨论、案例讲解和分析等方式帮助学生更加深入地理解相关知识点。
课堂展示的形式在专业教学中屡见不鲜,但是前期调研发现学生对这项看似先进的教学形式的效果并不满意,而其中反映出来的很重要的一个问题就是课堂展示题目与课程内容关联性不强,无法形成有效回馈。例如,很多情况下,教师习惯于选择该领域最新热点问题或者最新技术为主题,请同学们进行调研。但是,所调研的内容与课程所学理论知识无法有效挂钩,在同学们看来只是一种额外的“科普”,是为了实现教学主体转换的生硬实践,这些知识通过“教师讲授”和“学生展示”的方式所达成的教学效果并没有显著差异。
在现有的课堂展示环节中,过度强调了“以学生为主体”的操作模式,而忽视了教师在整个过程中的重要指导职能。教师几乎不参与课堂展示的前期准备过程,导致学生在进行资料筛选和汇报内容设置的过程中把握不够准确,未能选择出最有代表性或最有解析意义的资料信息。此外,学生在如何逻辑清晰地进行自我表达方面也缺乏经验,导致课堂教学效果远低于预期。所以,看似课堂展示是以学生为主体来完成,但是课堂展示的效果和同学们最后的收获很大程度上取决于教师在其中所扮演的角色和全程参与度。
大学生中普遍存在“不愿互动、不敢互动”的问题,这与中学阶段以接收为主的教学模式有关。在课下与同学们沟通的过程中可以发现大家对“正确答案”存在刻板印象,认为任何一个问题必须有“正确答案”,对任何一个问题的解答都有“既定模板”,所以会产生“自己答案不够正确”的内心恐惧,这种恐惧就打击了同学们自主发声、自主表达的主动性和积极性。此外,很多课堂互动的组织方式不当,使得课堂互动流于形式,让同学们陷入“课堂互动形式大于内容”的认知误区。
影响同学们参与课堂展示积极性的另一个主要原因来自于相对固化的评价机制。此前课程当中,对于课堂展示的教学环节往往以小组为单位对其表现进行考核,而不体现对个体贡献的差异性考虑。这就滋生了某些同学依靠他人、自己不做贡献的惰性心理,从而也打击了同组其他成员的学习积极性。
《土壤污染与防治》是一门具有显著工科特色的应用性较强的专业课程,课程内容与野外工作紧密相关。但是同学们并没有亲身参与过野外调查工作或亲眼见过实际修复工程,很难建立感官认识,对理论知识的理解受到局限。这就意味着我们在设置教学内容时,必须辅以案例教学,而“案例分析”是课堂展示和分组讨论的一类重要主题,并且具有丰富的可延伸性和可设计性。例如,通过传统教学方式讲授了“土壤污染概述”,帮助同学们概要性地了解了土壤污染的定义、类型、特点和主要的污染源及污染物。但是,实际土壤污染因产污行业和场地特征的多样化而极具复杂性,接下来有必要设置“典型产污行业的土壤污染特征及案例分析”的教学内容。这些教学内容不涉及新的概念和理论,而是通过案例分析对已学知识的具象解读,适合以互动教学的方式开展。
每学期共安排4学时的课堂展示,按全班选课人数分组。各小组均以《典型行业污染特征案例分析》和《典型行业土壤修复技术及案例分析》为主题,分别调研四大典型产污行业[农药行业、有色金属行业、石油行业、钢铁行业(含焦化)]的相关信息后,分两次进行PPT汇报,并最终形成一份统一的报告文本。每组汇报时间10分钟,提问讨论时间10分钟,教师综合评价时间5分钟。
第一次课堂展示安排在11周,承接第八章《土壤污染概述》,展示内容如下:典型产污行业的发展现状、产污环节及主要污染物、主要污染指标的土壤、地下水质量标准、国内外场地(土壤/地下水)污染分布特征、影响场地污染分布的关键因素和作用机制等。第二次课堂展示安排在16周,承接第十章《土壤污染修复技术》,汇报内容如下:典型产污行业相关场地污染土壤的修复技术(组合)和案例分析。
1.学生主导课前调研过程,教师给予指导和建议
《土壤污染与防治》的授课对象是大学三年级的本科生,他们大多都参与过或正在参加本科生研究发展计划,接受了文献调研方法的初步培训,具备了检索文献、筛选整合关键信息的基本技能。此外,课堂展示环节一般设置在整个课程的后期,此时,同学们已经学习了主要的相关理论知识,为同学们去进行有针对性地案例筛选解析提供了基础。但是,依据往年经验,学生可能存在“对展示内容把握不准”“案例选取不恰当”“忽略案例关键信息”等问题,所以在此过程中,教师需提供实时答疑和全过程细致指导,在学生汇报前帮助审核PPT初稿和提出修改建议,以保证课堂展示时各个小组准备充分、讲授思路清晰、内容丰富,并且能结合所学知识进行具体问题的分析。
2.鼓励互动问答,培养学生批判思维和独立思考能力
针对大学生中普遍存在的“不愿互动、不敢互动”的问题,在课堂上通过鼓励性政策激发主动提问和主动回答。将“听取汇报小组的提问次数及提问质量”“汇报小组回答问题的全员参与度和回答准确度”纳入最终成绩评定的指标体系内。一方面,提高听众(非汇报小组)在听取汇报过程中的专注度,培养同学们批判性思维;另一方面,提高汇报小组的全员参与度,鼓励同学们积极思考和勇于表达自己的观点。
1.听众提问激发热点讨论
在准备阶段,就向同学们明确课堂展示的要求和评分细则,其中也包括对听众提问深度的要求。因此,同学们在听取汇报过程中都会进行仔细记录,提出的问题能体现其进行了独立、深入思考。所提出的问题多数是对案例当中所呈现的污染现象和所选择的修复技术的深入剖析。同学们提问的过程也是搜索所学知识进行问题求解的过程,当同学们找到求解问题的路径,但是没在汇报中发现所需信息时,就会有针对性的发问。因此,“提问-讨论”既是对所学知识的有效检验,也是对同学们逻辑思维和解决问题能力的锻炼提升。
2.教师总结达成知识提升
在整个课堂展示的过程中,教师一直在进行记录与思考,记录同学们提出的问题和讨论中呈现出来的多元化的观点,以便于在讨论结束时进行总结。讨论是完全开放的、外向化的,同学们讨论的过程是一个思维碰撞的过程,但是由于同学们知识有限,如果不对开放式的讨论进行有效收口,同学们就无法客观评价这场讨论的结果,从而讨论的效果也会打上折扣。因此,在讨论结束后,教师需要及时对讨论过程进行梳理总结,对于讨论中所涉及的重点问题进行强调,对某个问题可能涉及的多角度解题观点进行总结。
在广泛听取同学们意见的基础上,针对同学们反映的以往课堂展示中存在的“小组内各成员贡献度不一致”的问题进行改进,实施师生多维评价,完善组内成员差异性评价机制,充分满足同学们对该教学环节的合理要求。
1.师生多维评价
由任课教师、研究生代表和其他小组代表分别为汇报小组给出分数(分数占比依次为50%、25%和25%),课堂展示分数为以上三部分成绩总和。课堂展示总成绩=两次PPT汇报成绩平均值(65分)+文本报告成绩(35分)。在给出汇报成绩和文本成绩时,需综合考虑格式规范、逻辑清晰、重点突出、表达思辨、团队协作等方面。
2.组内成员差异性评价机制
理论上,当小组内成员参与度和贡献平均时,各成员最终成绩一致,即为该小组最终成绩。但是为了符合公平公正的评定原则,小组内各成员的贡献采用以下方式进行差异性考核:1)考虑课堂提问和回答环节的参与度评价;2)组长为各位成员的贡献程度打分。最终按照以上结果为小组内每位成员确定最终分数。
在课程结束后,笔者曾连续三年对授课班级同学进行了课程满意度调查,根据同学们的反馈意见,认为基于案例解析的课堂展示对他们加深理论认知很有必要。课堂展示是教学手段,而不是教学目的,不能为了采用而采用,也不能生硬照搬,要根据课程特色和学生诉求来进行有针对性的设计和优化,才能够实现最终的教学目的。在《土壤污染与防治》课程中加入的课堂展示环节,和教师课堂讲授形成了有效互补,既是对课堂理论内容的具象化阐释,也是对所学理论内容灵活运用的实际检验。通过学生们身体力行的参与,加深了他们对实际理论知识的认知,也提升了同学们运用所学知识来解析复杂环境工程问题的能力。