李葉青，王靜暉，徐泉，江皓，周紅軍

（中國石油大學(xué)（北京）新能源與材料學(xué)院生物燃?xì)飧咧道帽本┦兄攸c實驗室，北京102249）

在傳統(tǒng)化石能源日趨短缺及其利用帶來嚴(yán)重污染問題的背景下，生物質(zhì)能作為人類能源利用史上最為悠久的資源越來越受到人們的重視，其作為理想的替代能源，被稱為是繼煤炭、石油、天然氣之后的第四大能源。生物質(zhì)能也是唯一可儲存的、可全面替代化石能源的可再生能源，在未來建設(shè)低碳能源體系和可持續(xù)發(fā)展社會中將起到十分關(guān)鍵的作用[1]。中國石油大學(xué)（北京）作為教育部直屬“雙一流”大學(xué)，響應(yīng)國家號召，于2018 年獲教育部批準(zhǔn)建立新能源科學(xué)與工程專業(yè)，以此來培養(yǎng)新能源方向復(fù)合型高級工程技術(shù)人才和具有較強(qiáng)工程實踐和創(chuàng)新能力的專門人才。

隨著中國目前社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、城鎮(zhèn)化不斷擴(kuò)大的階段，大量的廢棄秸稈和城市生活垃圾的清潔處理和資源化利用問題已經(jīng)得到了有效地改善[2]。為了幫助學(xué)生建立對專業(yè)的整體認(rèn)識，激發(fā)他們對本專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，向整個學(xué)科的各專業(yè)方向?qū)W生系統(tǒng)介紹生物質(zhì)能源利用的整體概況。中國石油大學(xué)（北京）開設(shè)了“生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理和技術(shù)”課程。該課程已經(jīng)被列為中國石油大學(xué)（北京）新能源科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程。本課程在對生物質(zhì)能源利用方式的相關(guān)理論與目前生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化方面的發(fā)展方向闡述的基礎(chǔ)上，還重點介紹了生物質(zhì)成型燃料、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化、生化轉(zhuǎn)化。此外，還將科研前沿引入本門課的教學(xué)中，讓學(xué)生通過這門課的學(xué)習(xí)，掌握整個生物質(zhì)能領(lǐng)域，了解前沿的科學(xué)研究成果。這門課程最重要的目的在于，增強(qiáng)學(xué)生對學(xué)習(xí)這門課的興趣和提高教學(xué)質(zhì)量并且達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，因此課堂上應(yīng)該采用一種不同于常規(guī)的教學(xué)方法。

近些年來，混合式教學(xué)在全球范圍內(nèi)受到教育工作者的廣泛關(guān)注和學(xué)習(xí)?？偟膩碚f，混合式教學(xué)就是教師在課前將這節(jié)課相關(guān)的知識點以及需要討論的問題提前通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布出來讓學(xué)生查看，學(xué)生可以通過線上或線下查找資料和文獻(xiàn)來完成老師的問題，并制作相關(guān)的PPT 進(jìn)行課上匯報。在課堂上，老師會抽出部分時間留給同學(xué)利用PPT 講解知識點，并將自己無法解決的難題與其他同學(xué)進(jìn)行討論，最后由老師通過課程解答。這種教學(xué)模式區(qū)別于傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)模式，優(yōu)點在于極大增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，有利于培養(yǎng)更多善于思考、動手能力強(qiáng)的人才。

1 課程現(xiàn)狀及教學(xué)方法分析

1.1 課程發(fā)展現(xiàn)狀

在能源轉(zhuǎn)型背景下，把“生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)”作為新能源科學(xué)與工程專業(yè)的主干課程，對于人才的培養(yǎng)起到非常重要的作用。因此，用一種合理的教學(xué)方法讓學(xué)生更高效地學(xué)習(xí)該課程變得尤為重要，這就需要對于教學(xué)方法及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行不斷更新和嚴(yán)格篩選。一般情況下，大部分“生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)”課程的教學(xué)都是完全按照教材的內(nèi)容開展，枯燥地照搬課本知識不僅讓學(xué)生很被動，更容易產(chǎn)生抵觸的情緒。要讓學(xué)生從接受者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n程的主動角色，教師要由知識的輸出者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和促進(jìn)者。

“生物質(zhì)轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)”是以生物質(zhì)的高效轉(zhuǎn)換利用原理與技術(shù)作為研究對象的一門應(yīng)用性學(xué)科，該學(xué)科課程不僅符合專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和國家節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)等戰(zhàn)略需求，更為學(xué)生們提供了專業(yè)知識。為了增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高教學(xué)質(zhì)量，不僅需要改進(jìn)創(chuàng)新教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的求知欲，而且需要完善教學(xué)手段，提高學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的主觀能動性。在課堂教學(xué)中配合學(xué)生與學(xué)生講解和辯論形式使教學(xué)形式更加豐富，向?qū)W生展示一些理論性更強(qiáng)的前沿內(nèi)容。通過加強(qiáng)實踐教學(xué)，更容易培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

1.2 混合式教學(xué)模式的優(yōu)勢

作為新型教學(xué)方式，混合式教學(xué)對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)的自覺性都提出了較高的要求，從最開始的“先教后學(xué)”到后來的“先學(xué)后教”，通過改變學(xué)生學(xué)習(xí)方法的流程，讓學(xué)生在課前先學(xué)習(xí)課程基本知識甚至自主了解前沿科技和前沿科研現(xiàn)狀，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，在課堂上由老師解決同學(xué)們課前的問題，并組織同學(xué)進(jìn)行討論問題，發(fā)表不同的見解，使教學(xué)模式相比于傳統(tǒng)課堂發(fā)生顛覆性的變化。

將混合式教學(xué)應(yīng)用到“生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)”課程教學(xué)的原因有以下幾個方面：①從課堂中心來講，傳統(tǒng)教學(xué)方法比較陳舊，以教師為中心，教學(xué)形式單一，課堂氣氛較沉悶，學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能動性較低，應(yīng)該促進(jìn)以學(xué)生為中心，著眼于學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)能力和發(fā)現(xiàn)并解決問題能力的提高；②從課堂的內(nèi)容來講，“生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)”這門課程的內(nèi)容相比較其他基礎(chǔ)課程來講，課程內(nèi)容較為新穎，教學(xué)的靈活性較強(qiáng)，非常適合混合式教學(xué)模式的應(yīng)用；③從課程教學(xué)資源來講，該課程知識豐富度和前沿科技發(fā)展都有較強(qiáng)的優(yōu)勢，能保證學(xué)生查閱資源和文獻(xiàn)的效果；④從學(xué)生的需求來講，自主學(xué)習(xí)相比較于被動學(xué)習(xí)有著極大的優(yōu)勢，知識的掌握程度也有很大的提升，而且課上由學(xué)生講授PPT 可以鍛煉學(xué)生的自我表現(xiàn)能力，增進(jìn)了學(xué)生之間的交流程度。

作為混合式教學(xué)，相比較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式有著如下的優(yōu)勢：①教師通過課前在網(wǎng)絡(luò)平臺（如微信、云班課、雨課堂等）發(fā)布課前學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生通過在線學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，查閱相關(guān)資料，主動思考獨立的解決問題，極大地提升了學(xué)生們的思考和自主學(xué)習(xí)能力；②對于教師來說，這樣的教學(xué)模式更好地減輕了課上的教學(xué)時間，把時間留給學(xué)生自己，由學(xué)生之間相互講解，解決各自疑問，并且讓教師對于課程難題和問題有了更好地針對解答性；③同學(xué)提前了解課程內(nèi)容，通過課前查閱資料及系統(tǒng)整理，根據(jù)教師給出的關(guān)鍵知識點制作自己的PPT，并且在課前為其他人講解，相比較傳統(tǒng)的課上提問方式，不僅增強(qiáng)自主性，還提高學(xué)生的專業(yè)知識水平，也鍛煉其思辨能力和語言表達(dá)能力。

2 混合式教學(xué)在“生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)”課中的應(yīng)用

2.1 可行性分析

混合式教學(xué)摒棄了傳統(tǒng)教學(xué)（以教師為主，由教師直接向?qū)W生傳遞學(xué)習(xí)知識）的弊端，采用由學(xué)生向?qū)W生傳遞學(xué)習(xí)知識，教師作為輔助功能最后解決學(xué)生的疑惑和難題?；旌鲜浇虒W(xué)把課堂的主動權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生之間更好地理解知識點，課堂上學(xué)生講授自己的PPT，也是教師在綜合考慮后布置的能讓同學(xué)們更好地拓展和學(xué)習(xí)課堂內(nèi)容的任務(wù)，任務(wù)需要由學(xué)生們課下完成，極大地利用了課下的時間，不受時間和地點的限制，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。

“生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)”這門課程面向的是本科生，剛剛從高中進(jìn)入大學(xué)，雖然有一定的自我學(xué)習(xí)的能力，但是還達(dá)不到完全與老師互換身份講授課程的地步，所以相比于其他形式的新型教學(xué)方式（如翻轉(zhuǎn)式課堂），并沒有把主動權(quán)完全交給同學(xué)，而是將一部分課堂的主動權(quán)交給同學(xué)，同學(xué)先講授自己課前學(xué)習(xí)的知識點，再讓同學(xué)們之間充分的交流討論，最后由老師講授課上內(nèi)容并解決學(xué)生們的疑問。既沒有走師生身份完全互換的極端路線，又保留了傳統(tǒng)教學(xué)的部分內(nèi)容，并且教師將學(xué)生課前自學(xué)內(nèi)容知識點與自己課上內(nèi)容結(jié)合起來，可以在50 min 內(nèi)完成高效授課。教師不僅可以對課上知識進(jìn)行答疑，也可以解決學(xué)生對于課前學(xué)習(xí)中遇到的科研問題。

2.2 具體教學(xué)流程

下面以“生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)”課中生物質(zhì)炭模塊的教學(xué)為例來說明混合式教學(xué)方法的流程設(shè)計。

2.2.1 課前準(zhǔn)備階段

課前準(zhǔn)備階段分為兩個階段：教師準(zhǔn)備和學(xué)生準(zhǔn)備。

教師準(zhǔn)備：在上課一周前將本節(jié)課需要學(xué)習(xí)的課程知識點以及學(xué)生需要講解知識點發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)平臺（如微信、云班課、雨課堂）上[3]；給學(xué)生布置生物質(zhì)炭的制備技術(shù)、生物質(zhì)炭性質(zhì)、生物質(zhì)炭應(yīng)用的PPT 講解任務(wù)。

學(xué)生準(zhǔn)備：學(xué)生在課前通過網(wǎng)絡(luò)平臺及時獲取自己的學(xué)習(xí)任務(wù)，提前查看教師課程內(nèi)容，通過查閱資料，解決教師提出的問題，并制作相關(guān)PPT；與同學(xué)交流，對于解決不到位的問題進(jìn)行標(biāo)記，方便課堂提問和交流討論。

2.2.2 課上內(nèi)化階段

課上用5 min 時間讓一位學(xué)生做知識點PPT 匯報，并由該學(xué)生解決其他同學(xué)提出的相關(guān)知識點問題，教師進(jìn)行引導(dǎo)討論糾正和記錄，方便后續(xù)課程內(nèi)容重點講解上述問題。然后教師對于同學(xué)講解作出評價和補(bǔ)充，并進(jìn)行后續(xù)課程講解。后續(xù)課程講解中，可通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布限時的隨堂題目測試，不僅可以提高學(xué)生的參與性，而且有利于集中學(xué)生的注意力。對于題目的成績可以按比例計入平時總成績。在最后討論課上，通過辯論的形式，讓學(xué)生進(jìn)行深入討論，辯論主題可以為“生物質(zhì)炭和活性炭的區(qū)別”等，來提高學(xué)生的專業(yè)知識水平，并鍛煉其思辨能力和語言表達(dá)能力。

2.2.3 課下鞏固階段

通過課上對于學(xué)生提出的問題和隨堂測驗情況，充分了解學(xué)生對于課程的學(xué)習(xí)的不足之處，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上布置課后學(xué)習(xí)鞏固的作業(yè)任務(wù)，并在平臺上進(jìn)行問題答疑，讓學(xué)生更好地掌握課程知識點和相關(guān)的科研信息。教師也要不斷總結(jié)教學(xué)中的經(jīng)驗教訓(xùn)，以便在以后的教學(xué)中進(jìn)行更加合理的調(diào)整。

2.3 對于混合式教學(xué)模式中的思考

混合式教學(xué)方法要因地制宜，應(yīng)該根據(jù)不同的課程進(jìn)行不同的調(diào)整，對于不同的教學(xué)內(nèi)容，要使用適合的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。對于學(xué)生來講，教師布置的知識點不應(yīng)過于晦澀，也不能過于簡單，要提前考察學(xué)生的基本情況，才能進(jìn)行任務(wù)的布置。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時，一定會有對知識點的陌生感和自己的挫敗感，最終造成失去學(xué)習(xí)的信心和動力。教師在課前環(huán)節(jié)就應(yīng)該加以引導(dǎo)和鼓勵，讓學(xué)生更好地完成任務(wù)并理解教學(xué)的大部分內(nèi)容，混合式教學(xué)就可以在課上大大地節(jié)省理解時間，提高課堂效率。

其次，混合式教學(xué)在課堂上具有明顯區(qū)別于其它教學(xué)模式的優(yōu)勢，對于“生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)”課程來講，通過課前、課上、課下三個階段，無縫銜接地讓教師更好地把教學(xué)內(nèi)容講授給學(xué)生，對于學(xué)生來講，這種課堂模式也讓其更好地吸收課程內(nèi)容，極大地增加了學(xué)生的課堂積極性和對于知識學(xué)習(xí)的興趣，多方面多層次地拓展自己的視野，最大化地調(diào)動了學(xué)習(xí)的主動性。

3 結(jié)語

混合式教學(xué)相比較其他教學(xué)模式來講，雖然各方面都有不錯的表現(xiàn)，但在實際實施過程中卻有很多的困難。例如：學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力參差不齊，不能保證每節(jié)課的效率都達(dá)到最大化，無法避免不認(rèn)真完成任務(wù)的學(xué)生，而且并不是所有學(xué)生都喜歡這種教學(xué)模式；該教學(xué)模式并不適用于學(xué)生人數(shù)多的大班，因為沒有辦法照顧到所有同學(xué)，無法保證平時成績的絕對公平性；且讓學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成一個主動學(xué)習(xí)還需要一個過程。因此，任何課程并不能照搬照用混合式教學(xué)方法，教師應(yīng)該根據(jù)課程和學(xué)生的特點，不斷尋找適合的教學(xué)方法。