董怡華,楊杰,高丹,藺昕,魏建兵
(沈陽大學(xué) 環(huán)境學(xué)院,沈陽 110044)
環(huán)境監(jiān)測(cè)是本科院校環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)主干課[1-2]。該課程具有基礎(chǔ)性強(qiáng)、理論性強(qiáng)、時(shí)代感強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)[3-4],是一門涵蓋監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)、樣品采集、分析測(cè)試和監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制與保證的系統(tǒng)性學(xué)科,為諸多后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供重要的支撐[5]。該課程的主要任務(wù)在于使學(xué)生熟練掌握現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查→監(jiān)測(cè)方案制訂→優(yōu)化布點(diǎn)→樣品采集→運(yùn)送保存→分析測(cè)試→數(shù)據(jù)處理→綜合評(píng)價(jià)的環(huán)境監(jiān)測(cè)全過程相關(guān)基本理論知識(shí)和實(shí)際操作技能,為學(xué)生未來從事環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[6-7]。然而,以教師為主體的環(huán)境監(jiān)測(cè)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式存在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)組織形式和教學(xué)活動(dòng)角色等單一化的弊端,導(dǎo)致理想與現(xiàn)實(shí)、觀念與行為之間相互脫節(jié),不能充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性思維,無法達(dá)到良好的教學(xué)效果[8-9]。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,提高環(huán)境監(jiān)測(cè)課程的實(shí)際教學(xué)效果,在有限課時(shí)內(nèi)使學(xué)生能夠牢固掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)課程的基本理論知識(shí)和實(shí)際操作技能,有必要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行反思和改革,構(gòu)建一種既能發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用,又能充分凸顯學(xué)生主體地位的新型教學(xué)模式,并在此基礎(chǔ)上循序漸進(jìn)地實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法的全面改革[10]。
“互聯(lián)網(wǎng)+”的快速發(fā)展推動(dòng)高等教育發(fā)生了巨大變革[11-12]?;诰W(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的線上線下混合教學(xué)模式為高等院校專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)改革提供了一條新思路[13-14]。線上線下混合式教學(xué)是一種學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)開展線上自主學(xué)習(xí)與教師線下課堂教學(xué)相結(jié)合,從而將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)與網(wǎng)上在線學(xué)習(xí)深度融合的教學(xué)模式[15-16]。該教學(xué)模式克服了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式所存在的教學(xué)程序化、模式化、單一化,教學(xué)時(shí)間、空間有局限性,信息化資源和技術(shù)應(yīng)用不充分,忽視學(xué)生主體地位等一系列弊端,同時(shí)也彌補(bǔ)了慕課教學(xué)模式所具有的缺乏師生面對(duì)面互動(dòng),學(xué)生參與度不足、缺乏浸潤(rùn)式學(xué)習(xí)體驗(yàn),學(xué)習(xí)管理難等缺陷[17]。相比而言,線上線下混合教學(xué)模式具有學(xué)習(xí)方式多元化,學(xué)習(xí)環(huán)境豐富多彩,教學(xué)時(shí)間、空間靈活,能夠充分發(fā)揮信息化資源和技術(shù)的作用等明顯優(yōu)勢(shì),有效地突出了學(xué)生的主體地位,增強(qiáng)了學(xué)生的積極探索精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)造能力[18-19]。然而,該混合教學(xué)模式在實(shí)踐過程中存在教學(xué)內(nèi)容缺乏線上線下一體化設(shè)計(jì)。由于巨大的網(wǎng)絡(luò)信息量而導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)“迷航”現(xiàn)象,無法跟蹤評(píng)價(jià)學(xué)生的線上學(xué)習(xí)效果及教師線上教學(xué)能力有待提升等問題[20]。因此,如何利用現(xiàn)代信息化技術(shù)設(shè)計(jì)一種更加適合環(huán)境監(jiān)測(cè)課程特點(diǎn)的線上線下混合教學(xué)模式成為環(huán)境監(jiān)測(cè)課程教學(xué)改革亟待解決的問題。
將環(huán)境監(jiān)測(cè)課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)為線上線下翻轉(zhuǎn)式課堂,其設(shè)計(jì)思路為:(1)時(shí)間維度上按照課前、課中、課后和課外四個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施混合式教學(xué);(2)學(xué)習(xí)場(chǎng)所上按照網(wǎng)絡(luò)在線預(yù)習(xí)課堂、線下理實(shí)一體教學(xué)課堂、課后在線復(fù)習(xí)課堂及課外拓展實(shí)訓(xùn)室等四個(gè)部分開展混合式教學(xué);(3)學(xué)習(xí)目的與效果的設(shè)計(jì)包括知識(shí)學(xué)習(xí)與獲取信息、問題探究與技能訓(xùn)練、學(xué)習(xí)鞏固和知識(shí)拓展、技能熟練與技能提升四個(gè)循次而進(jìn)的階段。環(huán)境監(jiān)測(cè)課程線上線下混合教學(xué)模式的整體框架由課前線上自主學(xué)習(xí)、線下課堂知識(shí)內(nèi)化、課后線上作業(yè)強(qiáng)化和課外拓展實(shí)訓(xùn)提高四個(gè)部分構(gòu)成。通過診斷性評(píng)價(jià)、過程性評(píng)價(jià)、總結(jié)性評(píng)價(jià)來實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的整體性評(píng)估。在整個(gè)過程中,以學(xué)習(xí)任務(wù)為明線,知識(shí)與技能、素質(zhì)培養(yǎng)為暗線開展教學(xué)。本課程設(shè)計(jì)的混合式教學(xué)實(shí)施方案具體過程包括以下幾點(diǎn)。
課前在線課堂重在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和提出問題、解決問題的分析能力。學(xué)生課前通過線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)獲取知識(shí),完成觀看名師慕課視頻、在線課前測(cè)試和線上討論等,為線下探究學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)為主的課堂打下學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。該教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施過程為,教師利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)或者手機(jī)APP 上的通知功能向?qū)W生布置線上預(yù)習(xí)任務(wù)。學(xué)生自主安排課外時(shí)間進(jìn)行課前線上學(xué)習(xí),觀看視頻,主動(dòng)獲取重要知識(shí)點(diǎn),解決視頻和測(cè)驗(yàn)中的問題,針對(duì)自己無法解決的問題,在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的“討論區(qū)”向教師反饋。教師通過對(duì)線上學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行跟蹤統(tǒng)計(jì),及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,收集出錯(cuò)率較高的知識(shí)點(diǎn)及討論區(qū)集中反饋的問題,確定線下課堂教學(xué)目標(biāo)和調(diào)整教學(xué)流程。
課中線下理實(shí)一體課堂是通過師生互動(dòng)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂的主課堂。線下課堂是一種有目的、有組織的信息交流活動(dòng),教學(xué)活動(dòng)要能夠檢驗(yàn)、鞏固、轉(zhuǎn)化線上知識(shí)的學(xué)習(xí)。在線下課堂中,教師起到指導(dǎo)與組織教學(xué)活動(dòng)的作用,而學(xué)生是教學(xué)的主體對(duì)象和實(shí)踐者。教師需根據(jù)課前在線課堂學(xué)生的預(yù)習(xí)情況,精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)任務(wù)與過程,做好引領(lǐng)討論、答疑解惑和總結(jié)點(diǎn)評(píng)工作。該教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施過程為:首先,教師根據(jù)學(xué)生課前線上預(yù)習(xí)遇到的重點(diǎn)、難點(diǎn),有針對(duì)性地進(jìn)行深入講解,對(duì)出錯(cuò)率較高的知識(shí)點(diǎn)及學(xué)生在線上“討論區(qū)”集中討論和反饋的問題,在課堂教學(xué)中重點(diǎn)突出地做出詳細(xì)講解,引導(dǎo)學(xué)生去掌握理解;然后,教師再根據(jù)課前預(yù)習(xí)中反饋的共性問題確定課堂教學(xué)任務(wù),通過頭腦風(fēng)暴、創(chuàng)設(shè)意境或者案例的方式將任務(wù)融入其中,向?qū)W習(xí)小組發(fā)布任務(wù),小組通過討論、分工協(xié)作、實(shí)踐操作等共同完成任務(wù)。教師在線下課堂中發(fā)揮教學(xué)引導(dǎo)、實(shí)時(shí)指導(dǎo)和考核評(píng)價(jià)的作用,促使學(xué)生更好地熟悉和掌握課堂所學(xué)的知識(shí),訓(xùn)練學(xué)生的知識(shí)遷移和創(chuàng)新能力。
課后在線課堂是對(duì)課中線下課堂知識(shí)的回顧與鞏固,同時(shí)考核學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的掌握,從而達(dá)到強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果的目的,教師在此環(huán)節(jié)中起到線上輔導(dǎo)和課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)管理的作用。其具體實(shí)施過程為:首先,教師根據(jù)課堂反饋發(fā)現(xiàn)學(xué)生掌握知識(shí)的相對(duì)薄弱環(huán)節(jié),將某一特定知識(shí)點(diǎn)錄制的微視頻或多媒體課件等學(xué)習(xí)資源上傳至超星學(xué)習(xí)平臺(tái)并設(shè)置任務(wù)點(diǎn),要求學(xué)生反復(fù)觀看并理解掌握;然后,教師根據(jù)學(xué)生線下課堂學(xué)習(xí)情況歸納總結(jié),布置課后作業(yè)和課后實(shí)訓(xùn)任務(wù),學(xué)生需要完成課后作業(yè),對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行反思總結(jié);此外,教師也可將共性問題發(fā)布至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)或微信群開展互動(dòng)交流,實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地答疑解惑。這種交流打破了線下課堂教學(xué)受時(shí)間和空間的限制,進(jìn)一步增強(qiáng)了教學(xué)效果。
課后拓展實(shí)訓(xùn)需滿足學(xué)生個(gè)性化需求,可以將課內(nèi)學(xué)習(xí)和課外興趣相結(jié)合,理論與實(shí)踐相結(jié)合,學(xué)習(xí)與科研相結(jié)合,從而彌補(bǔ)線下課堂學(xué)習(xí)中存在的不足,達(dá)到拓展知識(shí)的目的。課外拓展實(shí)訓(xùn)方式靈活多樣,包括綜合實(shí)操訓(xùn)練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽項(xiàng)目訓(xùn)練和科研課題訓(xùn)練等。其具體實(shí)施過程為,教師在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布課外拓展實(shí)訓(xùn)任務(wù)、科研課題和各級(jí)技能競(jìng)賽通知,學(xué)生根據(jù)自己的能力自主選擇參與,并綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地、創(chuàng)造性地完成拓展訓(xùn)練任務(wù)。通過課外拓展實(shí)訓(xùn),提高了學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、分析測(cè)試技能和科技創(chuàng)新能力,綜合素質(zhì)得到普遍提高。
利用世紀(jì)超星信息技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司自主研發(fā)的“一平三端”智慧教學(xué)平臺(tái),構(gòu)建適合學(xué)生線上學(xué)習(xí)的課程教學(xué)平臺(tái)。環(huán)境監(jiān)測(cè)線上教學(xué)平臺(tái)主要包括四個(gè)模塊。
1.“課程學(xué)習(xí)”模塊
課程學(xué)習(xí)模塊是整個(gè)教學(xué)模式的核心部分之一,其中包括電子教材、多媒體課件、授課視頻和微視頻等四個(gè)部分。電子教材主要是針對(duì)優(yōu)化整合后的環(huán)境監(jiān)測(cè)課程教學(xué)內(nèi)容編制。多媒體課件是根據(jù)整合后的教學(xué)內(nèi)容,采用PowerPoint、Flash 等軟件進(jìn)行演示。授課視頻為本課程授課教師線下課堂的全程授課錄像,授課視頻已進(jìn)行了剪輯整理。此外,根據(jù)學(xué)生掌握知識(shí)的相對(duì)薄弱環(huán)節(jié),授課教師將某一特定知識(shí)點(diǎn)錄制成微視頻。電子教材、多媒體課件、授課視頻和微視頻均上傳至超星智慧網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。
2.“實(shí)踐學(xué)習(xí)”模塊
實(shí)踐學(xué)習(xí)模塊的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)重點(diǎn)放在實(shí)踐虛擬仿真和內(nèi)容處理上,借助現(xiàn)代教學(xué)手段,把視頻、動(dòng)畫、圖片和實(shí)物投影等有機(jī)地結(jié)合在一起。具體實(shí)施方式為把實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、儀器介紹、示范視頻和實(shí)驗(yàn)仿真模擬等多媒體資源上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上,供學(xué)生課前在線預(yù)習(xí)時(shí)查閱和討論。而實(shí)驗(yàn)仿真模擬系統(tǒng)則是通過對(duì)大型分析儀器如原子吸收光譜儀、氣相色譜、液相色譜和質(zhì)譜儀等裝置進(jìn)行虛擬仿真模擬操作,從而使學(xué)生熟悉這些分析儀器的操作原理、操作步驟和數(shù)據(jù)分析處理等。
3.“在線交流”模塊
依托學(xué)習(xí)通手機(jī)APP 實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生課內(nèi)外實(shí)時(shí)互動(dòng)交流,教師和學(xué)生可以分別就理論課和實(shí)驗(yàn)課中所遇到的疑惑、體會(huì)、建議等進(jìn)行交流和討論。在此模塊中,還可設(shè)置若干開放性的討論話題,例如在課堂教學(xué)前,設(shè)置一些和課堂內(nèi)容相關(guān)的主題,通過討論引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)新的知識(shí);或者在課堂教學(xué)后,設(shè)置相關(guān)知識(shí)延伸性的主題,通過討論加深對(duì)課堂知識(shí)的理解。
4.“自我測(cè)試”模塊
該模塊含有課前小測(cè)驗(yàn)、作業(yè)與期末考試3 個(gè)欄目,由選擇題、填空題、判斷題、簡(jiǎn)答題、方案設(shè)計(jì)題和計(jì)算題等組成,將環(huán)境監(jiān)測(cè)課程的所有重點(diǎn)、難點(diǎn)涵蓋其中。在超星教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的作業(yè)區(qū),每一章節(jié)均提供課前小測(cè)驗(yàn),與“課程作業(yè)”“課程考試”形成環(huán)境監(jiān)測(cè)課程的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、鞏固和考核評(píng)估體系。學(xué)生進(jìn)入模塊后,系統(tǒng)隨機(jī)抽取題目,答題結(jié)束后提交試卷,對(duì)于填空題、簡(jiǎn)答題、方案設(shè)計(jì)題和計(jì)算題給出標(biāo)準(zhǔn)答案供參考,對(duì)于選擇題和判斷題,系統(tǒng)自動(dòng)打分并標(biāo)示錯(cuò)題題號(hào)和正確答案。
教學(xué)資源庫(kù)是開展線上線下混合教學(xué)的前提和基礎(chǔ),為有效實(shí)施混合式教學(xué)提供保障。教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)以資源共享為目的,從而促進(jìn)教學(xué)資源更好地為實(shí)際線上線下混合教學(xué)服務(wù)。環(huán)境監(jiān)測(cè)課程教學(xué)資源庫(kù)包括線上和線下課程資源庫(kù)兩部分,其素材均由授課教師上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),供學(xué)生線上學(xué)習(xí)使用。環(huán)境監(jiān)測(cè)課程的線上線下教學(xué)資源庫(kù)見表1 和表2。
表1 環(huán)境監(jiān)測(cè)課程線上教學(xué)資源庫(kù)
表2 環(huán)境監(jiān)測(cè)課程線下教學(xué)資源庫(kù)
環(huán)境監(jiān)測(cè)課程線上線下課程評(píng)價(jià)體系采用過程評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法。其中,過程評(píng)價(jià)一方面基于學(xué)生課堂中的表現(xiàn)、線上教學(xué)視頻觀看情況、實(shí)驗(yàn)操作情況;另一方面,在每個(gè)章節(jié)完成后,增加在線作業(yè)題,結(jié)合學(xué)生在線測(cè)試成績(jī)進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)價(jià);總結(jié)性評(píng)價(jià)基于學(xué)生期末考試試卷成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)。在整個(gè)教學(xué)過程中將學(xué)生的知識(shí)掌握能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力及分析解決問題的能力逐一作為考核重點(diǎn),全面客觀地檢查學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握情況。具體體現(xiàn)在課程期末總成績(jī),包括平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)20%(觀看視頻10%+章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)5%+出勤5%)+網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)作業(yè)成績(jī)20%(共計(jì)10 次作業(yè))+實(shí)驗(yàn)成績(jī)20%(共計(jì)5 個(gè)實(shí)驗(yàn))+期末試卷成績(jī)40%。
環(huán)境監(jiān)測(cè)課程充分利用線上、線下兩個(gè)教學(xué)平臺(tái),將課前、課中、課后和課外四個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合,拓展了學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間。在線上線下混合教學(xué)實(shí)施過程中,課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于實(shí)際問題的解決需要,按照循序漸進(jìn)的指導(dǎo)思想,不斷革新地開展教學(xué)研究。在每一輪教學(xué)研究與實(shí)踐后,教學(xué)團(tuán)隊(duì)都認(rèn)真總結(jié)前一輪教學(xué)實(shí)踐的優(yōu)缺點(diǎn),在制訂下一輪的教學(xué)計(jì)劃過程中對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行修改與完善,由此形成了一套具有特色的、教學(xué)效果良好的線上線下混合式教學(xué)新模式。環(huán)境監(jiān)測(cè)課程線上線下混合教學(xué)模式增加了課堂教學(xué)的直觀性和生動(dòng)性,具有聲畫并茂、視聽結(jié)合、動(dòng)靜相宜和感染力強(qiáng)的特點(diǎn),使學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境變得豐富多彩,從而有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,強(qiáng)化感性認(rèn)識(shí),加深對(duì)所學(xué)環(huán)境監(jiān)測(cè)課程知識(shí)的理解,提高了學(xué)習(xí)效果。環(huán)境監(jiān)測(cè)課程線上線下混合教學(xué)模式實(shí)施三年,在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上推送各類學(xué)習(xí)資源129個(gè),開展案例分析、小組討論、頭腦風(fēng)暴和項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)等各類教學(xué)活動(dòng)115次,為教學(xué)質(zhì)量的提高提供了有力支撐,在多次校教學(xué)督導(dǎo)組專家聽課中獲得高度評(píng)價(jià),并受到2017—2019 級(jí)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生的歡迎和一致好評(píng),普遍反饋這種教學(xué)模式增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的動(dòng)力與自信。
基于翻轉(zhuǎn)課堂的線上線下混合教學(xué)模式將師生面對(duì)面的課堂教學(xué)延伸至網(wǎng)絡(luò)教學(xué),為學(xué)生提供了一個(gè)便于自學(xué)、自檢和收集有用信息的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享平臺(tái)。線上教學(xué)具有學(xué)習(xí)時(shí)間自由,易于利用現(xiàn)代信息手段闡述知識(shí)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn);線下課堂則具有引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考,便于交流探討,浸入感強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。課堂教學(xué)資源與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源相結(jié)合增加了課堂教學(xué)的直觀性和生動(dòng)性,強(qiáng)化學(xué)生感性認(rèn)識(shí),加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。采用線上線下雙線并行的模式開展教學(xué),在一定程度上實(shí)現(xiàn)了所授課程的教學(xué)內(nèi)容信息化、師生交流互動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)化和課程管理的智能化,實(shí)現(xiàn)了立體、開放和多元化的教學(xué)環(huán)境,學(xué)生主體地位凸顯,師生互動(dòng)得以提高,從而塑造了學(xué)生主體、教師主導(dǎo)的教與學(xué)互動(dòng)新關(guān)系,鞏固了學(xué)生專業(yè)知識(shí)的掌握程度,提升了學(xué)生專業(yè)綜合技能,培養(yǎng)了學(xué)生分析問題解決問題的能力。