李珊紅 李彩亭 翟云波

[摘 要] “大氣污染控制工程”是環(huán)境工程專業(yè)的必修課，其傳統課堂教學模式在疫情新形勢下突顯不足，受時空限制，而在線教學模式既可發(fā)揮老師的主導作用，又能滿足學生課后自主學習的需要?；旌鲜浇虒W模式集中了傳統線下教學和現代網絡在線教學的優(yōu)勢?；诨旌鲜浇虒W模式對該課程進行教學改革探討。主要包括重構課程體系、優(yōu)化課程教學內容、調整教學方法及完善評價方式等方面。混合式教學模式使得教師的教學行為和學生的學習由課堂擴展到課堂外，有效緩解課程時空受限問題，并能實現課程思政，為社會培養(yǎng)新型專業(yè)人才。

[關鍵詞] 大氣污染控制工程;混合式教學模式;教改

[基金項目] 2018年度湖南省社會發(fā)展領域重點研發(fā)項目（2018SK2033）

[作者簡介] 李珊紅（1975—），女，湖南汨羅人，博士，湖南大學環(huán)境科學與工程學院副教授，碩士生導師（通信作者），主要從事大氣污染控制工程及環(huán)境過程模擬與優(yōu)化研究。

[中圖分類號] X701.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）14-0080-04 [收稿日期] 2021-07-15

引言

“大氣污染控制工程”不斷地進行教學改革與實踐，如多媒體教學、項目式教學、小班討論等，課程教改取得一定成效[1，2]。近幾年MOOC課興起給教育帶來了新機遇與挑戰(zhàn)，正深度改變著傳統的教育教學方式、思維模式和學術組織形式，重構全球高等教育的新格局[3，4]。但單純的線上MOOC教學模式無法保證學習效率，同時因缺乏師生間互動和課程思政育人受到質疑。在線教育時好時壞，難以界定[5]。針對這種弊端，混合式教學模式應運而生，它結合了傳統教學模式和在線教學模式的優(yōu)勢?；旌鲜浇虒W模式下教師既可在線進行理論知識的教學，線上布置作業(yè)，學生線下完成，線上提交;教師也可線下批改作業(yè)，線上提交。另外，線上教學教師主要是引導學生思考、分析問題，重在“導”;并對課程的重點難點進行闡述，可以不受時空限制;而傳統線下模式的實驗、設計及實踐等活動則可以更好地培養(yǎng)學生的實際動手和自主創(chuàng)新的能力。這種混合式模式既發(fā)揮了教師的主導作用，又可滿足學生自主學習的需要[6]。因此，新形勢下基于混合式教學模式開展教學改革。從重構課程體系、優(yōu)化課程教學內容、調整教學方法及完善評價方式等方面探討課程教學改革，實現從傳統課堂教學向在線教學邁進目的。

二、教改內容

（一）重構課程體系

“大氣污染控制工程”是高等學校環(huán)境工程專業(yè)的一門專業(yè)核心必修課。主要討論大氣污染控制的基本理論、各種控制方法的基本原理、典型控制設備的結構特征，以及典型工藝和設備的設計計算，以培養(yǎng)學生分析和解決大氣污染控制工程問題的能力。結合大氣污染控制工程實驗、課程設計及畢業(yè)設計（論文）等其他教學環(huán)節(jié)，為學生進行大氣污染控制工程設計及系統分析、科學研究及技術管理打下必要的基礎?！按髿馕廴究刂乒こ獭闭n程教學體系如圖1所示。理論教學是前提和基礎，實驗教學與實踐教學是補充、拓展。理論教學中的先修課程（環(huán)工原理、普通化學、流體力學等）是必修課程（大氣污染控制工程）的基礎。大氣污染控制工程理論課程與該課程的演示實驗課以線上教學模式為主;而實驗操作、課程設計和實習實踐等環(huán)節(jié)以線下教學模式為主。因此，新形勢下基于混合式教學模式建立條理清晰、層次分明的課程體系有助于老師引導學生利用在線課堂學習，加強學生對“大氣污染控制工程”知識的理解和提升創(chuàng)新能力。

（二）優(yōu)化課程內容

目前“大氣污染控制工程”課程理論教學選用教材是由清華大學郝吉明等編著的《大氣污染控制工程》（第三版）[7]。該教材2010年1月出版，其內容適應80～100學時，且部分內容陳舊過時。學校為培養(yǎng)符合社會需求的人才，不斷改進學生培養(yǎng)方案，調整課程設置，導致教學學時縮減，傳統教學模式下要補充新知識因課時限制較難實現。實驗教學為自編項目式教學，實習和實踐環(huán)節(jié)為線下教學模式。擬對理論教學和實驗教學中的演示實驗部分采取線上教學模式，以突破傳統理論課受時間和空間限制的局限性;操作實驗、課程設計和實習實踐保留線下授課模式。這種混合式模式可以實現教學內容基礎性和應用性相互融合;突出重點和難點;并實現教學內容經典性與前沿性的相互補充。

1.教學內容基礎性和應用性相互融合。將“大氣污染控制工程”課程的知識點分類，按照基本概念—原理—技術方法—設備設計及運行條件等主線理清課程脈絡，重組課程知識，使教學內容模塊化，理論教學課程模塊如圖2所示。第1、12章為概論內容，主要介紹大氣污染的基本概念和全球大氣污染，這部分內容，每年需要補充更新相關的法律法規(guī)，引入社會熱點、難點問題。第2、3、4和5、7章是基礎理論。其中第2章主要是講污染物的形成、產生過程及機理;第3章為影響污染擴散傳輸的氣象條件;第4章為大氣污染的擴散估算模式。第5、6章側重于顆粒污染物控制理論技術及裝備。第7—11章為氣態(tài)污染物的控制理論及裝備。第13章為凈化系統設計。借助網絡平臺，教師按照課程教學體系和理論課程模塊等建立網上資料庫。概念性內容以學生自學為主;線上授課時，教師重點講述相應模塊的理論難點及相關設計計算方法原理。線上授完理論課后，學生實驗操作深入認識理論知識。同時教師線上布置課程設計任務學生線下獨立完成設計方案設計計算說明書，并對較好的實驗方案討論，注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。并且組織學生線下參加專業(yè)實習實踐活動，強化學生理論聯系實際的意識，為學生創(chuàng)造提高實踐素質的機會。

2.教學內容重點與難點相突出。大氣污染控制工程課程重點講述典型污染物（PM、SO2、NO、VOCs及機動車尾氣等）的形成機理;煙氣體積的估算;闡明凈化裝置性能的評價及設計方法;氣態(tài)污染物的控制原理與設計計算。難點是特殊條件下大氣污染擴散模式及濃度估算;顆粒的捕集及氣態(tài)污染物的吸收、吸附和催化理論。而大氣污染氣象學;顆粒粒徑分布、理化性質等內容可相對簡化。如對裝置性能評價時著重講清楚性能評價包括的技術指標和經濟指標。技術指標又包括風量、風壓和效率。風量涉及標態(tài)、參比狀態(tài)和工況。如果裝置不密封，還可能存在漏風現象。如果是裝置里的風漏出來污染室外環(huán)境;如果外面的風滲入系統里，增加風機負荷，使得能耗增加。關于這個知識點，教材的相關內容沒有深入講解，學生很難通過自學掌握;這部門內容需要補充和參考多種教材及文獻資料，才能深入淺出地把這個問題講清楚透徹，從而讓學生把握住重點和難點，有利于知識的消化與吸收。

3.教學內容經典性與前沿性相補充。傳統教學內容多以成熟經典方法工藝技術為主。而新方法新工藝新技術常因課時限制不能詳細講解。開啟線上教學模式后，教師可在現有教材基礎上，多借鑒吸收國內外優(yōu)秀教材，根據教學中的重點難點及國際國內前沿熱點問題，提前上傳相關教學資料并布置思考問題或者開設專題討論板塊，讓學生提前預習，自主學習，然后帶著問題在線上課，老師針對共性重點問題在課堂上進行答疑解惑，還可以線下收集資料，設計幾個問題開展討論式教學。如補充近些年備受社會關注的霧霾、大氣復合污染、打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)、疾病預防與大氣污染之間的關系等社會熱點問題，加強互動式教學，充分調動學生的學習積極性。備課過程中收集典型案例、權威刊物中相關重點學術論文、實驗最新研究成果及新法律法規(guī)等資料到課程教學中來，以豐富網絡教學平臺的教學資源庫。教學過程中注意及時替換或增補新方法新工藝及新技術等內容，使課程教學內容始終緊跟國內外的學科發(fā)展水平。實現經典理論和前沿問題有機統一，培養(yǎng)與時俱進、綜合能力較強、適應社會發(fā)展需求的新型專業(yè)人才。

（三）調整教學方法

在多媒體教學的基礎上，理論教學、實驗教學中的演示實驗部分以線上教學模式為主，教師實現從“教”到“師”的轉變，更像一個導師，即從以“教”為主變成以“導”為主。實驗操作、課程設計、實習實踐以線下項目式教學為主。學生在老師的引導下獨立思考、積極動腦動手參與社會實踐和相關研究課題，從而培養(yǎng)學生獨立自主、自由探索、勇于創(chuàng)新的能力。采用混合式教學模式實現大氣污染控制工程課程教學方法的多樣化。如在傳統教學的基礎上，結合計算機與網絡技術，制作電子教案，實施在線課堂及課程上網等現代教育技術方法進行教學。充分發(fā)揮網絡資源平臺優(yōu)勢，教師編寫并上傳課程簡介、師資隊伍、教學大綱、教學日歷、教學課件、教學內容、習題解答和教學資料等欄目至課程網站，建成課程教學平臺的網上學習空間。學生通過手機電腦等登錄網上課程教學平臺瀏覽預習復習，或上傳下載功能將網上學習平臺內容拷貝到手機電腦里，自主學習，擴展學習空間。也可通過論壇、QQ、微信、Email等進行互動，增加線上交流時間，彌補課時不足，擺脫地域限制。在線教學時，教師還可借助圖形、圖像、音頻、視頻、仿真動畫等來增強教學的生動性、直觀性和靈活性，幫助學生理解、消化吸收。如在講解霧霾對人體的危害時，可以加入細顆粒物入侵人體的動畫，以幫助學生更好理解這一過程。如果在線課堂擁堵或選課學生因故不能在規(guī)定的時間內上課，學生可在教學資料的欄目里收看課程回放，不會影響對該課程相關知識的學習。如果在線系統崩潰，也可另行找時間登陸課程網站查看相關資料。或者是受條件影響沒有網絡，可以課后詢問老師或同學，抽空補上錯過的教學內容?？傊?，借助網絡教學平臺，教師的教學行為和學生的學習由課堂內擴展到課堂外，有效緩解了課時和空間受限的問題。

（四）完善考核方式

混合式授課注重過程考核和評價?？己思霸u價包括成績1（理論教學和實驗教學）、成績2（實踐教學中的課程設計）和成績3（實踐教學中的實習成績）三大塊。該評價體系與以往以期末考試成績?yōu)橹鞯某煽冊u定方法不同，而是確立了考核因素和成績計算公式。成績1=平時考勤/課堂討論10%+習題作業(yè)10%+實驗20%+期中考查（開卷）10%+期末考試（閉卷）50%;成績2：課程設計=設計說明書50%+設計圖紙50%;成績3：實習成績，依據實習表現和實習報告給優(yōu)、良、中、及格、不及格五個等級。這種多維度、過程性的成績評定方法，注重學習的過程，以消除學生平時不學，考前強化學的弊病，而且注重理論與實踐相結合，注重對學生綜合能力的培養(yǎng)。

結語

新形勢下開展混合式教學是從傳統課堂教學向在線教學邁進的過程，建立在線課程是學科建設的方向。在這一過程中，重構課程體系;優(yōu)化課程教學內容（包括教學內容基礎性和應用性相互融合，突出重點和難點，經典性與前沿性的相互補充等）;調整教學方法;多維度全程評價完善考核方式。最大限度激發(fā)學生自主學習的熱情興趣;培養(yǎng)學生獨立思考、與時俱進、自由探索、勇于創(chuàng)新的意識;發(fā)現解決問題的實踐能力和團隊合作精神，從而真正實現教學相長和課程思政育人。

參考文獻

[1]李珊紅，李彩亭，翟云波，等.大氣污染控制工程小班討論課的探索與實踐[J].廣州化工，2018，46（3）：160-161.

[2]何林錦，翟云波，李彩亭，等.項目式實驗教學模式及其可行性評價方法[J].實驗室研究與探索，2010，29（2）：94-96.

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[5]胡夏楠.美國研究：慕課發(fā)展需要不斷創(chuàng)新[J].環(huán)球零距離，2014，343（7）：78.

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[7]郝吉明，馬廣大，王書肖.大氣污染控制工程[M].3版.北京：高等教育出版社，2010：1-570.

Discussion on the Teaching Reform Based on Mixed Teaching Model： Taking the Course of Air Pollution Control Engineering as an Example

LI Shan-honga，b， LI Cai-tinga，b， ZHAI Yun-boa，b

（a. College of Environmental Science and Engineering， b. Key Laboratory of Environmental Biology and Pollution Control， Hunan University， Changsha， Hunan 410082， China）

Abstract： Air Pollution Control Engineering is a compulsory course for environmental engineering majors. The traditional teaching model was limited by time and space under the new pandemic situation. The online teaching model can not only play the leading role of teachers， but also meet the needs of students’ independent learning after class. The mixed teaching model combines the advantages of traditional offline teaching and the modern online teaching model. This paper discusses the teaching reform of this course based on the mixed teaching model. It mainly includes reconstructing the curriculum system， optimizing the teaching content， adjusting the teaching methods， and perfecting the evaluation method. The mixed teaching model enables teachers’ teaching behaviors and students’ learning to extend from within classroom to the outside of the classroom， effectively alleviating the spatial-temporal limitation of the curriculum. It can realize “curriculum ideological and political education”， and cultivate new professional talents for the society.

Key words： Air Pollution Control Engineering; mixed teaching model; teaching reform