劉宇紅 王娟 白潤英

摘 ?要：水質工程學Ⅰ課程作為給排水科學與工程專業(yè)的一門核心主干課程，在理論教學的基礎上輔之以實踐教學已成為培養(yǎng)工程專業(yè)人才的必然要求。多元混合式教學模式突破了傳統(tǒng)課堂教學缺少實踐的桎梏，將本課程中與實踐相關的各個環(huán)節(jié)通過線上教學引入課堂，將線上、線下、理論、實踐多元結合， 用以改善傳統(tǒng)教學模式的不足，為提高課堂效率、培養(yǎng)實踐型工程人才提供新途徑。

關鍵詞：水質工程學Ⅰ;多元混合式教學;教學模式

中圖分類號：G642 ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）S1-0099-03

Abstract： Water Quality Engineering I is a core course of water supply and drainage science and engineering specialty. Its theoretical teaching supplemented by practical teaching has become an inevitable requirement to train engineering professionals. Multi-blended teaching mode， breaking through the shackles of traditional classroom teaching that lacks of practice， introduces all the practical elements in this course through online teaching into the classroom， and combines online， offline， theoretical， and practical teaching. The teaching mode is expected to overcome the shortages of traditional teaching mode， improve the classroom efficiency， and provide a new pathway for practical engineering talent cultivation.

Keywords： Water Quality Engineering I; Multi-blended teaching; Teaching mode

2017年教育部新工科建設要求的提出，給高等工程教育帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)。以水質工程學Ⅰ課程為例，傳統(tǒng)的以教師為中心、課堂理論教學為主的教學模式已經難以滿足當前社會對于工科人才的要求。學生對于水處理技術基本原理與設計方法的學習和檢驗局限于教師講授、書本及試卷，以致于對理論理解不夠深入、對設計浮于表面，更談不上對技術進行創(chuàng)新，在面臨問題或突發(fā)狀況時，缺乏解決實際問題的能力。本文基于在課程教學實踐中的探索與成果，結合當今社會對高等教育及工程人才的需求，探討分析了水質工程學Ⅰ課程的多元混合式教學模式，以期對高等院校工科教學模式的革新提供參考。

一、課程概況

水質工程學Ⅰ是給排水科學與工程專業(yè)的重要主干課程，其主要任務是使學生全面系統(tǒng)地了解水的性質、水質特征與水質指標，掌握給水處理的基本概念、理論和設計方法，了解給水處理發(fā)展狀況及新工藝、新技術，使學生具有應用專業(yè)知識解決水質工程復雜問題的能力。本課程的主要特點是理論與實踐并重，課程涉及內容范圍廣、信息量大、知識點多，涉及水力學、水分析化學、物理化學、水處理生物學等多門課程，且對工程性、實踐性和創(chuàng)新性要求高，這就意味著通過傳統(tǒng)的教學模式和考核評價方式，教師很難在規(guī)定的課時內將如此多的知識點保質保量地傳授給學生，學生也缺乏了解知識更新、技術發(fā)展的途徑和動力[1-2]。

本課程的教學模式受互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的影響，從最初的線下傳統(tǒng)教學到利用圖片、動畫、視頻等的多媒體教學以及利用線上資源和實體課堂相融合的翻轉式、混合式教學，經歷了數(shù)年的經驗積累。目前，水質工程學Ⅰ課程已經形成了集線上項目式學習、問題導向學習，線下面授、翻轉、研討于一體的多元混合式教學模式。課程充分利用線上和線下優(yōu)質的教學資源、技術資源，為學生提供多維、立體、綜合的水質工程知識體系。

通過對近幾年教學實踐的分析發(fā)現(xiàn)，大部分學生通過在此教學模式下的學習，能夠將所學知識真正有效吸收。對學生考試成績分析顯示，平均分和通過率均明顯高于同等條件下傳統(tǒng)教學模式培養(yǎng)的學生。2016級普通班、2017級教改實驗班，學生期末考試平均分及通過率分別為71.2、95.3%和82.3、97.8%;2018級普通班和教改實驗班，期末考試采用相同試卷，卷面平均分及通過率分別為65.33、83%和73.95、90%。學生參與項目研究的積極性、參加學科競賽獲獎的數(shù)量和質量均有所提高，2019年和2020年學生參加國家級、自治區(qū)級競賽共獲獎26項，其中2項自治區(qū)級一等獎、2項自治區(qū)級二等獎、2項國家級優(yōu)勝獎均出自教改試驗班。

二、課程教學模式

（一）課程教學理念

水質工程學Ⅰ課程以城市給水單元處理技術為主線，重點講授水處理的基本概念、理論和方法，水處理的工藝流程、工程技術與方法，同時將課程思政貫穿其中，幫助學生樹立節(jié)水、惜水、愛水的意識，培養(yǎng)社會責任感，為實現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展作出自己的貢獻。教學過程注重學生知識、能力和素質的培養(yǎng)，鼓勵學生創(chuàng)造性思考，把學生如何高效學習納入教學體系。

課堂教學主要聚焦課程體系框架，給學生預留自主構建知識的空間;課下圍繞解決問題，組織學生進行線上學習。通過項目式學習、問題導向學習培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和自主探索的能力;通過研討、翻轉演講，訓練學生的分析、判斷、比較、推理、評價等高階思維能力，協(xié)助學生從多個不同視角研究同一問題，完成深度學習。

（二）課程教學實踐

1. 教學設計

目前，內蒙古工業(yè)大學水質工程學Ⅰ混合式示范課程共48學時，線上和線下各占50%，采用20名學生的小班教學。線上理論教學依托國家精品水質工程學課程的相關內容和授課教師自己錄制的課程視頻進行授課。課前，學生按照教師提供的任務清單要求，完成線上學習任務;課中，對線上學習內容進行10min左右的限時測驗，根據(jù)測驗結果及線上反饋，教師在面授時可以做到有的放矢，使內容更具針對性。

與理論教學同步進行的水廠項目，以線上水廠資源和文獻資料為依托。學生課后搜集相關城市的基礎資料、水廠設計資料做調查研究，了解、分析工藝特點、運行情況、存在問題。根據(jù)所學課程內容，結合國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，通過小組研討，對設計或運行中存在的問題提出解決方案，最終完成一個新的創(chuàng)意設計，以幻燈片的形式進行分享式學習。

課后學習內容還包括知識拓展和課后作業(yè)，與課前、課中內容構成一個有機整體。知識拓展包括專家講座、水廠視頻、虛擬仿真及新理念、新技術、新材料等前沿資訊，幫助學生增長見識、拓展專業(yè)視野，實現(xiàn)教學延伸。作業(yè)通過線上平臺發(fā)布和批改，分為標準和開放性問題兩類，標準題目考查學生對基本概念、基本知識的掌握情況;開放性問題無標準答案，無復雜的計算過程，考查學生獨立思考、分析推理以及通過文獻檢索獲取和處理相關信息解決問題的能力，鍛煉學生的創(chuàng)造性思維，體現(xiàn)學生高階能力。

2. 考核評價

課程考核評價是推動學生學習方式變革的重要手段。傳統(tǒng)考核方式基本上以期末考試成績?yōu)橹鳎綍r成績所占比例較少，且主要由考勤、課堂表現(xiàn)和作業(yè)組成。過程性評價不完善，導致學生平時懈怠，考試前臨時抱佛腳、死記硬背，突擊應付考試?；旌鲜浇虒W把大量的時間和學習自主權交給學生，如何引導學生自主學習以及怎樣確保學生有效學習是教師制定考核評價標準必須重點關注的問題。

水質工程學Ⅰ課程的考核以學生學習成效為出發(fā)點，對學習的全過程進行及時、客觀、全面地評價，考核內容涉及對基本知識的掌握、理解運用和分析評價創(chuàng)造三個層面，考核項目包括平時作業(yè)、書面報告、匯報交流表現(xiàn)、課堂測驗、期中考試和期末考試。除了期末考試，課程平時考核均通過線上平臺進行，學生能夠隨時查看自己的考試積分，調整學習方法和學習狀態(tài)，教師能快速發(fā)現(xiàn)問題，及時糾正和改進教學。

（三）課程特色與創(chuàng)新

1. 滿足學生個性化學習需求，將教與學形成有效互補

多元混合式教學模式充分利用線上各種學習資源，突破了教材、課堂內容、課程學時和教學地點的限制，學生的信息來源、知識獲取渠道和學習選擇的自由度大幅增加，滿足學生學習時間、空間及內容的個性化需求，提高學習效率。但是，對于線上學習若不加以有效組織引導，不利于學生系統(tǒng)化學習[3]。問題導向和項目式學習通過以問題為先導，幫助學生完成知識體系的建構，通過對項目的深度了解、二次設計，實現(xiàn)學生對課程知識的融會貫通和靈活運用。線下的面授、翻轉和研討，由于有線上學習及測驗作鋪墊，面授更具針對性，翻轉和討論也能夠進行得更深入。

2. 接觸真實工程，將實際水廠項目融入課程教學

水質工程學Ⅰ課程內容與行業(yè)發(fā)展息息相關，與水廠實際結合緊密。項目式教學將水廠項目融入各單元教學內容，使抽象的理論形象化、可視化、具體化，比單純的理論教學更容易讓學生理解和掌握。學生置身于真實工程場景中，通過熟悉水廠工藝、設施，探究設計、運行中的各種問題，體會所學知識的實際價值，激發(fā)解決問題的興趣，實現(xiàn)主動學習。項目式教學由于將基礎理論和工程實踐相結合，將復雜的工程問題，例如對于冬季低溫低濁，夏季產生較高藻類、濁度、色、臭、味的原水，如何選擇處理工藝;濾池反沖洗出現(xiàn)跑砂現(xiàn)象、運行中濾頭和濾板損壞、堵塞的問題應如何解決;同向流斜板沉淀池的泥水分離問題，采用什么措施可以使清水有效穩(wěn)定地收集等等，在課堂上重建，學生結合課程理論知識去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，提升理論水平和工程素養(yǎng)[4]。

3. 注重課程兩性一度，打造課程育人新模式

課程教學堅持以學生為本，注重對學生綜合素質的培養(yǎng)。水質工程學Ⅰ課程的各個教學環(huán)節(jié)和與之對應的過程性考核評價，需要學生自始至終通過多方面努力才能良好地完成，這既是課程高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的體現(xiàn)，又是對學生綜合素質培養(yǎng)的有效方法。在課程實踐中，以小組為單位完成水廠創(chuàng)意設計給學生營造了差異性反思的環(huán)境，使其認識到自己在課程學習、組織管理、團隊協(xié)作、責任擔當、溝通交流、文字表達等方面的優(yōu)勢或不足，從多個層面促進學生的成長[4-5]。

三、對教學模式的反思

（一）教師的角色轉變是前提

多元混合式教學模式，豐富的線上資源，使學生學到的知識遠遠多于教材和實體課堂，學習過程中遇到的復雜問題也隨之增加，教師不再是單一的知識傳授者，也需要不斷學習，與學生共同探索。除了專業(yè)能力外，教師其他方面的綜合技能面臨更高的挑戰(zhàn)，不僅要完成傳統(tǒng)的備課、講授和批改作業(yè)的工作，還需要錄制教學視頻或篩選線上資源，對線上線下、課前課中課后教學內容進行重塑，制定實施和考核方案，在實施過程中對學生自主學習進行跟蹤、管理和指導。比如在小組完成項目過程中，教師要考慮調動每個學生的積極性，而非僅僅將重點放在成績優(yōu)秀的學生身上;考慮如何提出一個問題，使學生在回答問題時能進行深度思考;考慮如何引導學生在公眾場合清晰表達、侃侃而談等[6-7]。

（二）學生的積極參與是保障

對于教師而言，組織教學工作的核心是學生。水質工程學Ⅰ課程建設初期，學生對于混合式教學模式了解、接受程度低，部分學生在心理上存在排斥、不認可，課前不做任何學習準備，抑或是簡單地瀏覽一下課件和視頻，導致在課堂上無法按計劃執(zhí)行教學任務，師生之間、同學之間無法進行有效的交流互動。因此，站在學生的角度換位思考問題，探索出適合混合式教學的線上學習與評價方法，提高學生對新教學模式的積極參與程度是非常重要的。因此，以解決具體問題作為開端進行線上學習，將課堂測驗、書面報告和匯報交流表現(xiàn)計入平時成績，有效地檢驗和提升了學習效果[8]。

（三）課程改革永遠在路上

多元化混合式教學彌補了傳統(tǒng)教學的不足，取得了初步成效。但實踐中仍然存在一些問題，如對考核評價方式的改進，有什么樣的考核方式，就有什么樣的教學方式和學習方式;豐富的教學內容會增加學生的負擔，降低學習興趣;對于學習能力弱、積極性不高的學生難以管理等。未來在優(yōu)化線上教學資源、完善課程考核評價體系、提高教學模式的可接受度等方面仍需繼續(xù)努力。

四、結束語

在實體課堂的基礎上適當增加線上教學與實踐的比例，充分利用線上的專業(yè)技術信息及優(yōu)質教育資源，對水質工程學Ⅰ課程進行全方位、多元化的教學模式創(chuàng)新，已逐漸成為信息技術及社會發(fā)展的必然要求。及時對高校教學進行改革創(chuàng)新，才能培養(yǎng)出更具創(chuàng)造力、符合社會要求的工科復合型人才。

參考文獻：

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[3]李春娟.基于水質工程學Ⅰ的多元教學模式探討[J].廣東化工，2018，45（24）：47-51.

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[8]張育智，占玉林.教學模式與翻轉課堂混合式教學成功關鍵問題探析[J].大學教育，2021（3）：1-4.