环境工程基础课程混合式教学模式改革与效果评价

陶 玲，包静玥，郑 丹，朱晓艳

(武汉工商学院环境与生物工程学院，武汉 430065)

随着近年来线上教学的推广，线上教学已成为高等教育发展的必然趋势。线上教学具有方便开展、课堂规模大、适应性强的特点，但缺乏知识学习必需的情境性与互动性，尤其难以实时把握学生学习的主动性。为了取得更好的教学效果，应将线上与线下相结合，开展混合式教学模式，在线上学习基础知识，进行课程预习和复习，在线下课堂采用问题导向式教学进行重难点知识的学习，为学生答疑解惑并开展实践活动。环境工程基础课程具有基础知识面广、专业课理论性较强、实践性较强、课程重难点较多等特点，通过开展线上线下相结合的混合式教学模式，能够发挥线上课程和线下课程的各自优势，提高环境工程基础课程教学效果。混合式教学模式改革的顺利进行要做到线上有资源、线下有活动，课堂组织方面要做到课上有重点、课下要全面，结果评价方面要做到过程有评估、效果能评价。

1 环境工程基础课程与混合式教学模式概述

环境工程专业人才需要具备工程学的系统理论，掌握相关专业知识，能够运用环境工程的技术方法为生态自然资源保护和环境污染防治工程提供专业服务。需要掌握工程制图、环境工程CAD、流体力学、环境工程原理和大气污染控制工程、水污染控制工程、固体废弃物等工程学科的相关知识，也需要掌握环境微生物、环境规划与管理、环境监测等环境管理的相关知识。工程系列课程的知识体系需要工程制图、环境工程CAD、流体力学、环境工程原理等基础课程作为支撑，但以上课程或因为实践性强而占用大量课堂时间，或因为课堂内容抽象而教学效果不理想。目前，环境工程学的传统课堂教学存在以下问题：其一，课程内容复杂，学生基础不牢难以理解，造成课堂教学质量差。每个学生的短板不同，短暂的课堂时间难以针对性地解决学生基础知识不牢的问题。其二，教学手段单一，传统的课堂教学是教师单向灌输式教学，课堂内容较多且枯燥，很难吸引学生的注意力。教学过程中缺少有效的实践教学，学生仅机械记忆知识点，难以提升解决实际问题的能力。

近年来，混合式教学方法的提出为环境工程基础课程教学的发展指明了方向。将混合式教学引入环境工程基础课程，针对实践性强的课程，线上学习知识点、线下练习辅导答疑；针对理论性强的课程，线上采用音视频及动画等形式讲解知识点，线下讲解知识体系及练习。将便利丰富的线上教学与参与度高、互动性好的线下教学有机融合起来，增加了环境工程基础课程教学的广度与深度。线上学习能够给学生足够的时间自主学习相关科目的基础知识，线下课堂采用问题导向式教学，以工程应用为目标，学生带着线上学习中的问题和实践中发现的问题进入课堂。教师主要讲解重难点内容和学生提出的问题，这样既可以节省课堂时间也可以保障课堂教学质量，精心设计课堂教学活动，让学生在实践和运用中掌握知识，实现更高的教学目标。混合式教学需要采用积极的评价方法，进而起到激励作用。线上教学过程中要经常利用一些小测试来提高学生的参与度，检验线上教学成果，线下教学可以使用当堂提问的方法检验授课效果，实践活动中可利用当堂检测、调研结果、论文等形式进行知识检验和巩固，课程最后可使用传统的答卷与实操评估相结合的方式检验学生的掌握情况。混合式教学有助于开拓学生运用环境工程基础课程所学知识分析问题、解决问题的思路，提升学生的创新意识，培养学生发现问题、解决问题的能力，达到与工程教育专业认证毕业要求指标点相关的课程目标。加强对学生工程素养的培养，落实对学生解决复杂工程问题能力的培养；促进学生掌握与本专业相关的系统与设备的分析、实验、科技开发与工程设计的基本方法；具有对本专业相关系统与设备进行分析研究、开发和设计的初步能力；有效促进课程教学质量的长期跟踪调查，形成良好的教学反馈机制，形成持续改进的教学理念；改善目前教学过程及教学质量的反馈无法充分反映学生学习结果的现状，为不断提高课程教学质量提供依据，满足工程认证持续改进的要求。

通过实施混合式教学模式改革，可以构建结合线上和线下的混合式教学评价方法，拓展课堂宽度，课前预习、课内讨论、课后巩固三个阶段环环相扣，构成完整的学习过程，从而培养学生的自主探究能力、沟通交流能力和小组合作能力，大幅度提高学生学习效率，锻炼学生的自主学习能力。培养学生的专业思维、责任担当意识、竞争与合作意识、挑战风险的意识、自我奉献的意识等，培养新时代具有强烈社会责任感和创新精神的优秀专业人才。不断提高教学质量，促进工程教育认证工作的开展，准确把握和评估毕业生所具备的能力。

2 环境工程基础课程混合式教学模式改革策略

2.1 做好混合式教学设计

环境工程基础课程的混合式教学模式改革首先要做好教学设计，明确线上和线下授课内容，确定线下课堂的组织方式和课堂内容。基于混合式教学的主动学习理念，对环境工程基础课程混合式教学模式进行教学设计，将整个课程分为：A.线上阶段。课前学生在线上平台学习课程相关资料，根据学习任务预习课程基础知识，并通过任课教师发布的线上讨论，提交线上学习过程中遇到的问题及难点。B.线下阶段。任课教师根据线上学习的进度和结果判断学生的掌握情况，在线下课堂中进行重难点讲解、答疑及练习。对需要大量操作练习的工程制图及环境工程CAD课程，将课堂还给学生，使其在练习中发现问题、解决问题；对理论性较强的流体力学等课程，在线下课堂中还需要对知识体系进行梳理，方便学生将各知识点串联起来，使教学活动顺利过渡到课后阶段。C.课后阶段。课后阶段是整个课程学习的巩固与升华，可以使学生实现更深层次的教学目标。通过课上抛出的问题引导学生在课后查阅更多资料找到解决问题的方法或完成挑战性的工作，一方面引导学生了解该行业的学术前沿，另一方面增加学生对工程生产的了解。

2.2 线下开展问题导向型教学

工程教育认证要求学生要具有对环境治理工程、环境监测设备或系统的工艺流程进行计算和设计的能力，并且能够解决影响系统正常运行常见问题的能力。解决问题首先要找到问题，主要专业课程的重点是各种设备及系统的原理及简单设备设计，缺乏设备及系统出问题时的解决方法，会导致学生对影响环境设备/系统运行安全的关键因素不能深刻认识，知识和应用之间无法达成有效衔接。因此，基础课程的教学环节需要结合实际应用，对基础的原理性问题进行阐述和解决，这也是问题导向型教学的“问题”来源。鼓励学生通过调查、分析和讨论等途径发现问题、解决问题，让学生从信息的被动接受者变为积极的知识建构者。问题解决后，要求学生在线提交结论与评价，总结这些专业问题需要哪些理论基础知识及如何应用，让学生能够明确本门课程的作用及学习目标，做到学以致用。任课教师需要不断提升自身的教学能力，善于从工程实践中提炼“问题”，并把“问题”解决贯穿整个教学过程。

2.3 完善线上资源建设

开展环境工程基础课程混合式教学改革必须要做好线上资源建设。线上资源分为三类：A.需要学生在线下授课前进行预习的内容，包括知识点及相关练习。B.学生完成线上学习后的即时测试、问卷、讨论等内容。该部分内容是任课教师进行线下授课的重要参考，是线上和线下教学活动的有效链接。C.课后需要学生进行了解的课外资料或需要完成的实践性内容。该部分内容具有非常强的灵活性，图纸绘制、行业热点讨论、与环境有关的历史事件阅读等都可以作为课后内容。教师端可以及时了解学生的学习情况，也可以随时上传相关学习资料或加入学生的讨论群组进行交流，可以录播或开启直播课程进行讲解。由于线上学习具有思维比较发散难以深入学习的特点，因此进行线上资源建设时要考虑在学习视频之间穿插一些小测试来提高学生的学习注意力并检验学生的知识掌握情况。线上学习主要以基础知识掌握、知识总结、重难点和疑点小组讨论为主。

2.4 优化教学内容，做好效果评价

线上教学是学习内容的导入。任课教师通过线上资源了解学生的学习状况后，及时进行线下课堂的组织和内容更新。应改变以往教师讲学生听的单向课堂教学模式，形成互动式课堂。教师重点讲解本次课程的重点、难点和疑点，同时设计一系列教学活动以巩固学生学到的基础知识，通过课堂小测试和现场提问的方法了解学生的知识掌握情况。效果评价分为短期评价和中长期评价，短期评价是针对单次课程内容进行评价，主要包括测验等形式，短期评价是单项评价，是判断学生对某一知识点掌握程度的指标；中长期评价主要是通过项目任务等形式，灵活应用多章节知识点完成的评价，中长期评价是综合评价，是判断学生对知识体系掌握程度的指标。

在课程教学过程中需通过各种方式观察和评价学生的学习状态，发现问题，及时纠正或帮扶，帮助学生达成课程目标。期末考试的内容可以是评价样本空间的代表，但不一定是全部，期末论文的考核方式更是难以明确的量化评价。需要针对课程目标设计有效的、多方位的课程考核方式、内容和评分标准，使考核内容深度、广度与课程目标要求相匹配，并能有效证明课程目标的达成情况。改变单一的以直接考试和定量作业为评价依据的方式，利用信息技术的优势，实时准确地从中获得评价数据，学生在线学习的测评统计数据也可作为评价的重要依据之一。教师可对课程进行实时管理，对学生的学习情况进行整体了解，并督促学生学习。教师按照章节查看讨论情况和学生提出的问题，从而有针对性地进行回答。根据学生参与讨论、章节测试、延伸阅读、访问记录和在线时长等情况进行监督管理，对学生的各项学习活动进行权重设置，并设置积分奖励作为激励。及时提醒与辅导成绩较低的学生，提升其对本课程的掌握程度。设置投票和问卷，了解学生对课程内容设计、教师授课水平以及在线课程使用等方面的意见与建议，综合学生的学习状态数据进行总结并持续改进。

3 结语

在环境工程基础课程混合式教学模式改革中需要及时了解课堂组织和教学模式实施过程中学生的反馈，及时总结混合式教学改革的经验教训。课程完成后，收集学生的评价以改进教学，也可请相关专家对整个教学流程进行深度分析并给出改进措施。在后续工作中不断丰富线上学习内容，采取形式多样的线下教学方式，发挥线上和线下教学的优势，真正让学生受益。实施过程中需注意以下问题：第一，网络资源量多且杂，应甄选合适难度和广度、适用于应用型人才培养的习题、案例、项目等资源用于教学过程的不同环节。分层次建立不同层级题库，因材施教，满足不同学生需求。第二，线下问题导向式教学环节中，学生对于专业课程还缺乏系统了解，快速地使学生理解工程中的问题是问题导向式教学的关键，可借助线上视频教学等方式，使学生快速了解问题的关键。第三，为解决单一的考核与评价模式不足以体现学生学习效果的矛盾，可建立多元化考核方式全过程评价机制，并引入企业导师参与到课程考核评价中。