环境污染物分析课程线上线下混合式教学的建设与实践

王 婷，梁 宁，伦小文，张聪璐，胡 奇，侯晓虹

（沈阳药科大学 制药工程学院，辽宁 沈阳，110016）

沈阳药科大学环境科学专业是全国医药类高等学校中首个建设的具有药学特色的环保工程类本科专业。该专业瞄准制药行业绿色持续发展和制药环保人才的需求，培养具备化学、生物学和工程等多学科基本理论和技能，具有良好科学素养和自主获取、应用知识的能力，能够在制药、化工等领域从事科学研究、污染治理、分析监测的高级专门人才。为了实现以上专业人才培养要求，本专业首次开设环境污染物分析课程作为专业特色核心课程。

环境污染物分析是一门研究各种环境介质（水、大气、土壤和固体废弃物）以及生物样品、食品和化妆品中典型痕量污染物分析方法的专业课程。通过本课程的学习，使学生具有环境样品采集、制备与前处理的能力，对痕量或超痕量典型环境污染物检测进行质量保证与控制，并对环境质量进行评价的能力；具备利用环境污染物分析知识和原理处理实际问题的创新实践能力。多年来课程团队基于分析化学、仪器分析、环境化学等理论基础和前沿技术，将上述学科先进理论与环保实践相结合，使课程初步具有科学性、系统性、实用性和科研创新性。近年来，线上线下混合式课程给人们展现了一种崭新的信息化课程的概念，使学生的学习场所从课堂转移到线上，突破了传统课程时间、空间的限制。疫情期间，环境污染物分析教学团队充分发挥超星在线教学资源平台优势，积极开展在线教学，确保疫情防控期间环境污染物分析理论与实验课程“不停教，不停学”。2020年环境污染物分析课程被评为辽宁省线上线下混合式一流本科课程。

1 传统课程教学需要解决的重点问题

1.1 传统授课模式改革的必要性

传统的以教师为中心的授课方式极大地限制了学生学习的积极性、主动性、创造性、协作性[1-2]。线上线下混合式教学模式充分利用“互联网+大数据”的现代教学手段，实现一加一大于二的最优化学习效果[3-5]。在中国大学慕课和超星学习通等各类网上平台中，均缺少与现行教材和大纲相契合的环境污染物分析课程慕课资源。因此，亟需加速环境污染物分析线上教学资源建设，供同学们自主学习，才能真正实现环境污染物分析课程线上线下的深度融合。

1.2 理论教学和实践应用脱节

环境污染物分析是一门具有很强实践性质的课程，而传统的环境污染物分析教学中，存在着“重理论，轻实践”“重验证，轻设计”和贴近实际应用不够的问题，导致理论教学和实践应用脱节，难以满足培养学生解决复杂实际环境质量问题能力的要求。在课程改革中，应不断更新教学理念，跟踪制药环保分析检测人才需求，将“与时俱进”和“理论与实践相结合”思想融入到课程教学的各个环节。

2 线上线下混合式教学课程内容与资源的建设

2.1 全面思政育人，培养新时代环保人才

深度挖掘课程的思政元素，发挥课程育人主渠道作用，实现线上线下、课内课外全面育人，以辩证发展观、生态文明观、思政教育观指导和引领环境科学专业教学改革的新方向、新思路、新模式，赋予专业新的灵魂及时代使命，为“绿水青山就是金山银山”的新时代生态文明建设培养制药环保领域专业人才。环境污染物分析在水、大气、土壤污染控制中均发挥着重要的作用，是检验污染治理效果的标准，应该让学生认识到环境污染物分析是一门服务性课程，是环境保护必不可少的一个环节，进而培养学生的专业使命感。

2.2 带药味的教学内容和教材建设

将药物污染物作为主要分析对象，凝练药学与环境学科交叉融合的教学内容，推进新颖、先进、适用的教学内容和教材建设。

教学内容方面：跟踪最新国家标准，介绍先进的环境分析理论，作为环境监测的重要补充，分析未纳入监测指标的污染物。在样品前处理中引入课题组的科研成果：如开发金属有机骨架材料，采用（微）固相萃取等单一萃取技术或与液液微萃取、微波辅助萃取等组合技术，结合液（气）—质，分离、富集、检测复杂样品中残留药物与个人护理品等新型污染物。实验课中开设水、气、植物、动物体等多介质中硝基苯、甲醛、农药、残留药物的测定。

教材建设方面：本课程2007年首轮授课，选用校内教材《环境污染物分析》和《环境污染物分析实验》。在此基础上，授课团队编写出版了《环境污染物分析》教材，由中国建材工业出版社出版，该教材内容丰富，取材新颖，填补了国内医药类环境科学专业适用教材和创新教学内容的空白。目前该教材已被辽宁大学、内蒙古民族大学、哈尔滨工业大学作为教材或教学参考书目。

3 线上线下混合式课程建设与组织实施

3.1 建设探究性课程设计开发团队

由环境科学专业授课教师组成跨学科课程团队，鼓励教师积极参加培训、研讨会、发展项目；围绕理论和实验课程再设计展开教学探索，深化课程改革，保证了课程的延续性。另外，团队进行面对面、网络交互式与线上体验性活动，融入并从学生角度感受混合式学习环境。体验学生学习活动，提升教师教学水平。

3.2 建设与管理线上线下教学资源

环境污染物分析线上线下教学资源已经历了两轮的建设周期，适用对象为2017级与2018级环境科学专业全体学生。对线下资源进行了完善和规范，包括教材、多媒体课件、教案、教学大纲、授课计划、考核标准、章节测验，并建设了环境污染物分析试题库。线上课程资源在超星平台上更新和完善了课程介绍、多媒体课件、授课录像、参考资料等93个任务点。任务点包括国内外和本课题组最新研究进展，国家环境标准等文献27篇；《环境监测》教材相关章节阅读1篇；视频、动画共60个，总时长达23时20分，包括中国大学慕课资源中超临界萃取概念的讲解，液液萃取、索式提取、固相萃取、加速溶剂萃取、液相微萃取的工作原理与操作视频，光谱、色谱、质谱分析原理与仪器基本操作；发布了作业3次、章节测验、试题库和资料库。在此基础上，建立了完善的线上实验教学资源，发布任务点60个：包括四个实验安全教育专题PPT；四个实验的原理、实验操作步骤、实验内容等全面的要点讲解PPT，仪器基本操作和实验操作流程视频共49个，总时长5时38分，促进了学生对实验的理解和实操；实验报告模板、考核要求、实验内容共13个文档；实验相关四个章节测验，共80个题目。

线上学习管理：课前教师通过“学习通”发放任务点，学生根据要求观看教学视频、完成预习，以小组为单位协作完成相关学习任务。教师根据大数据统计信息跟踪实时学习情况，搜集问题，然后针对问题调整教案。课后，学生在线自我考核评价，教师根据系统评价情况为学习者提供测验、作业、考试、答疑、讨论等教学活动，及时开展有效的指导与测评。线下学习管理：教师和学生面对面授课，教师针对同学们学习过程中的问题实时指导，对教学重点和难点进行课堂剖析、归纳总结。此外，还建立了QQ学习群、腾讯会议线上讨论辅助课堂。理论课和实验课都配备了在线辅导老师，发布教学预警，督导学习过程。

3.3 应用多途径、立体化教学方法

理论课以问题导向，把国际前沿学术发展和实践经验融入课堂教学，采用启发式、案例式、讨论式、参与式、翻转课堂等多样化教学方式，激发学生兴趣，教师针对学生提出的方案进行讨论式教学。例如，为学生布置案例式作业，设置了4个典型环境污染事件为案例素材，分别为某河流有机污染事件、某制药企业异味污染事件、某土壤重金属污染事件、某蔬菜农药污染事件。学生从环境监测站工作人员的角度根据污染事件的特点，明确污染物种类和浓度水平，为市政府研判污染程度、评估危害和风险，制定解决方案提供准确、可靠的数据支撑。学生在制订方案和讨论的过程中，利用专业理论知识去分析和解决问题的能力均得以极大提升。再例如，结合在线学习反馈及课程重难点有针对性地设计翻转课堂学习主题，分别为加速溶剂萃取、高效液相色谱和气相色谱、药品与个人护理用品、大气中酚类污染物分析方法、持久性有机污染物。结合“基于科技文献的学习计划”，结合课堂、文献和科研学习，组织小组协作查阅文献，撰写报告，翻转课堂汇报在线学习成果。通过翻转课堂，锻炼了学生文献查阅、综述写作、文字口头表达等能力，促进了师生和课程内容互动。

环境污染物分析实验内容设计参照国家标准分析方法，对学生进行包括实验安全教育和仪器基本操作在内的综合性全过程训练。促进基础与创新设计性实验对接，实验教学与早期科研结合。强化正确的实验操作技能和科学处理实验数据的意义，培养学生“求真务实”“科学严谨”的作风。

4 基于OBE理念的多元评价体系构建与实践

4.1 课程成绩评定方式

建立学习评价档案，加强课程质量管理，健全基于OBE理念[5]的全过程综合考评机制。实施多元化、多角度、多方面的考核方式，包括期末考试（60%）和过程性评价（40%）。理论课过程性评价包括线上任务点学习（10%）、翻转课堂（10%）、课程作业（20%）。实验课过程性评价包括实验预习、线上任务点学习、实验操作和实验报告。实施“非标准答案”的课程考试改革，以时事动态为导向，鼓励学生运用知识探索、解决问题的能力，弱化功利化追求分数。

4.2 课程评价及改革成效

学生通过线上打卡教学任务点和作业等环节对课程内容的预习和复习，起到了良好的学习效果。实验教学中学生对实验操作要点和细节的掌握程度明显提升，表现出了更好的实验操作水平。通过线上线下混合式教学，学生自主学习能力得到了提升，增强了升学就业竞争力。2017级优秀本科毕业生免试推荐攻读研究生7人，比2016级增加了5人。

教师通过期末成绩、课堂观察、学生座谈会、调查问卷等途径评价教学效果。综合分析教师、学生、同行、专家多源评价结论，通过课程反思评价，完善课程教学方法、考核方式，从而引导学生在各环节呈现高质量学业表现。

5 结语

综上所述，环境污染物分析课程在教学改革方面以线上线下混合式教学为主要形式，最大化利用我校首创教材和丰富的网络教学资源，重构“线上基础知识与线下核心知识相融合”的教学内容、“线上可视化与线下直观化相结合”教学设计、“线上自我思考与线下探究合作相结合”教学过程及“线上全过程记录与线下个性化评价相结合”教学评价体系。