余 麗，曹 昉，張 峰，董 靜

(太原理工大學環(huán)境科學與工程學院，山西 太原 030024)

開展在線教學模式的探索研究具有重要的理論和實踐意義。當疫情得到有效控制時，教師和學生回歸學校，開展正常教學工作時，我們在線上教學過程中所獲得的先進經(jīng)驗和典型做法能進一步提升線下教學質(zhì)量。在線教學不僅是疫情期間的應急手段，同時也是疫情過后解決實體課堂教學矛盾的重要手段。戰(zhàn)德臣教授通過分析試題課堂和多種在線教學形式的優(yōu)缺點，提出了一種確保高效教學質(zhì)量的新模式—同步異步混合式教學模式[1]。這種方法結(jié)合了傳統(tǒng)課堂和在線教學的優(yōu)勢，注重學生全過程培養(yǎng)，通過在線平臺直觀的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，鞏固以產(chǎn)出為導向的培養(yǎng)模式，進一步推進教學質(zhì)量提升和教學改革的深化。

《環(huán)境工程CAD》是環(huán)境工程專業(yè)重要的學科基礎課程，以AutoCAD軟件為載體，使學生不僅能獲得AutoCAD繪圖的基本知識和技巧，還可掌握利用AutoCAD繪制環(huán)境工程專業(yè)圖紙的能力。工程圖是工程師的語言，繪圖是工程設計乃至整個工程建設中的一個重要環(huán)節(jié)[2]。工程教育專業(yè)認證要求工程類畢業(yè)設計類別占70%以上，遠超過論文類[3]。在進行畢業(yè)設計時，設計污染處理工程項目，將設計思想反映到圖紙上，圖紙成果中大部分都是計算機繪圖。然而，目前采用“教師課堂演示、學生上機實踐”的單一授課方式，難以激發(fā)學生的學習主動性，且課堂教學與上機實踐時間界限區(qū)分明顯，不能使學生及時將課堂知識轉(zhuǎn)化為實踐能力。

因此，環(huán)境工程專業(yè)的《環(huán)境工程CAD》課程教學改革，是工程專業(yè)認證的具體要求[4]，是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時代背景下的趨勢，也是后疫情時期的需求。本文針對本課程現(xiàn)有的教學模式中存在的問題，提出了同步異步混合式教學模式在課程中的具體實踐，以期提高本科生課程教學水平、培養(yǎng)具有較強實踐能力的優(yōu)秀本科畢業(yè)生、更有效地實現(xiàn)環(huán)境工程專業(yè)本科的培養(yǎng)目標。

1 課程研究現(xiàn)狀與突出問題

1.1 理論學習與上機實操的結(jié)合度較弱

《環(huán)境工程CAD》課程是在大三上學期進行，共32學時，其中理論學時為24學時，上機學時僅占8學時。這8個學時通常又分為2次上機，每次上機4學時。所以，在每次理論課后沒有緊跟的相應上機課來夯實基礎知識、提高實踐能力，就導致教師在講授知識和上機實操演示時，很多同學只是看懂了，但課后自己再進行實際操作時就遇到問題。例如，專業(yè)形和線型的定義、編譯、加載和調(diào)用過程中出現(xiàn)編譯不成功、調(diào)用不出來等問題。理論與實踐的脫節(jié)，必然導致學生在以后的課設、畢設等實踐環(huán)節(jié)用到AutoCAD制圖時力不從心。

1.2 難以綜合利用所學知識解決環(huán)境工程領域復雜工程問題

AutoCAD命令多、知識點較為零散，在教學過程中易產(chǎn)生“學生學了忘，忘了問，問了又忘”的現(xiàn)象。學生長時間聽教師講解，觀看教師演示，枯燥乏味，容易導致精神疲勞、學習興趣較低[5]。學生對基礎知識掌握程度較差，遇到實際工程案例時容易生搬硬套，缺乏靈活性，以后難以勝任環(huán)境工程領域設計、施工、規(guī)劃等方面的工作?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時代的到來，引起了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的熱潮，涌現(xiàn)出慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂和混合式教學等新興教育教學模式，對傳統(tǒng)理論教學模式帶來強大的沖擊，進行教學改革也是大時代發(fā)展的必然之路。

1.3 專業(yè)課知識的缺乏導致難以引入專業(yè)圖紙內(nèi)容

對工科教學而言，檢驗教學效果的最好手段是實踐環(huán)節(jié)。雖然在學《環(huán)境工程CAD》之前，學生在大一期間學過畫法幾何和工程制圖，但經(jīng)過兩年時間，大部分學生對繪圖基礎知識已經(jīng)出現(xiàn)模糊記憶。因此在有限學時內(nèi)，為保證學生首先能掌握AutoCAD軟件的繪圖技巧和方法，課程教學內(nèi)容側(cè)重于AutoCAD軟件的基本操作?！董h(huán)境工程CAD》上課時間先于其他專業(yè)課，此時過早使用專業(yè)圖紙，會涉及很多學生未學過的專業(yè)名詞、概念、工藝等，會使學生產(chǎn)生畏難情緒。而對環(huán)境工程專業(yè)圖紙內(nèi)容涉及較少，則難以體現(xiàn)課程是為環(huán)境工程專業(yè)服務的，對學生后續(xù)專業(yè)課的學習、畢業(yè)設計的開展以及就業(yè)都頗為不利。

1.4 繪制環(huán)境工程專業(yè)圖紙的能力難以全面真實評估

現(xiàn)有課程考核方式存在一些潛在的問題，當前課程考試一般由理論考試和上機考核組成。理論考試采用傳統(tǒng)的書面試卷形式，導致學生對相關AutoCAD命令進行“死記硬背”，并未起到考查學生AutoCAD實際操作水平的作用，也不利于學生對AutoCAD繪圖知識的掌握和繪圖能力的提高。這種方式雖可考查一個學生對CAD繪圖命令掌握的熟練程度，但很難對學生繪制環(huán)境工程專業(yè)圖紙的能力進行全面真實評估。

2 課程教學改革的探索

基于上述課程現(xiàn)狀和存在的突出問題，課程團隊建立同步異步混合教學模式，不僅發(fā)揮在線教學的優(yōu)勢，還通過課堂教學及時得到反饋，從而推進教學質(zhì)量的提升，使學生能夠勝任污染控制工程的設計及運營管理等工作，具備解決環(huán)境工程領域中復雜工程問題的能力。

2.1 建立符合課程特色的同步異步混合教學模式，實現(xiàn)理論與實踐一體化教學

教師合理利用線上平臺進行簽到、隨堂練習、SPOC、布置作業(yè)、師生互動等各環(huán)節(jié)，形成課程后臺大數(shù)據(jù)，從而直觀掌握學生的學習情況和對課程的反饋。在課堂同步教學和線上異步教學兩種方式的融合下，關注學生在課程學習過程中理論知識的掌握與實踐能力的培養(yǎng)，攻克學生理論知識死記硬背、實踐能力薄弱的難題，實現(xiàn)理論與實踐一體化教學。其中，同步異步混合教學模式是由五個環(huán)節(jié)組成的閉環(huán)系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 同步異步混合教學模式的五環(huán)節(jié)

2.2 突出專業(yè)特點，加強學生對環(huán)境工程專業(yè)圖紙的認知與制圖能力

CAD 制圖是環(huán)境工程專業(yè)學生必須掌握的一項基本技能，而且應用廣泛，在機械制圖和建筑制圖等領域都有應用。教師在選擇探究項目的過程中，不僅要對課程知識內(nèi)容進行深入挖掘，還要緊密聯(lián)系行業(yè)生產(chǎn)實踐情況，選擇新穎的研究課題。通過引入實際企業(yè)中的項目案例，營造濃厚的專業(yè)學習氛圍，突出專業(yè)特點，讓學生充分參與到項目學習過程中。此外，項目式探究學習也是一種合作學習模式[6]，在探究過程中，教師應通過合理設計探究任務，啟發(fā)學生思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。引導學生在組內(nèi)進行合理分工，通過團隊協(xié)作完成項目探究任務，鍛煉學生的交際能力。在此情況下，能夠促進學生綜合素質(zhì)能力的發(fā)展，讓學生在學校學習期間，具備較強的崗位勝任力，實現(xiàn)學校教育與企業(yè)實際用人需求的順利對接。

2.3 將思政元素融入到課程教學中，培養(yǎng)學生的專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)操守

本課程結(jié)合學校和專業(yè)“培養(yǎng)德才兼修、長于實踐，具有解決環(huán)境工程領域復雜工程問題能力的復合型工程技術(shù)人才”的辦學定位，基于環(huán)境工程專業(yè)圍繞工程教育認證OBE理念所建立的成果導向和持續(xù)改進教學模式，發(fā)掘教學內(nèi)容中所蘊含的哲學思想與元素、以講故事、工程案例的形式從中發(fā)掘價值觀。將專業(yè)課思政內(nèi)容“片段化”融入到課堂中，讓學生自然接受、引起學生的情感共鳴、激勵學生產(chǎn)生學習內(nèi)動力；將專業(yè)課程思政內(nèi)容“系統(tǒng)化”，有效促進學生對課程知識的理解、掌握、拓展與深化。注重培養(yǎng)學生工程思維和專業(yè)知識應用能力，潛移默化進行理想信念教育、愛國主義教育、環(huán)境及工程倫理教育。

2.4 建立多元化考核評價方式，提高學生對本課程的學習廣度和深度

在《環(huán)境工程CAD》課程改革中，要體現(xiàn)多元化考核評價體系[7]，逐漸降低期末考試成績的比重，增加平時學習表現(xiàn)的比重。過程性評價由教師根據(jù)學生的平時表現(xiàn)，如對線上資源的異步學習與實踐、對上機時的CAD操作能力、對學習的反思能力、對作業(yè)和練習題的創(chuàng)新思維能力等進行綜合評定。對作業(yè)和每章練習題等量化考核的內(nèi)容，進行分數(shù)計量，作為階段成績的一部分。在這種多元化考核評價方式下，提高學生對課程的重視程度。由于課程成績分布到多個環(huán)節(jié)，能避免學生臨時突擊學習應付考試，從而提高學生對本課程的學習廣度和深度。

3 結(jié)語

《環(huán)境工程CAD》是環(huán)境工程專業(yè)中理論性與實踐性都較強的課程，與課程設計和畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密。通過分析課程教學中存在的關鍵問題，對課程進行教學改革，建立符合課程特色的同步異步混合教學模式，形成五個環(huán)節(jié)組成的閉環(huán)系統(tǒng)。有機結(jié)合線上教學與線下教學，利用課堂教學、超星平臺簽到、在線隨堂練習等同步教學手段，以及SPOC等在線異步教學手段，實現(xiàn)學生課程學習與上機實操能力的深度結(jié)合和高效提升，從而確保較高的教學質(zhì)量，使學生能夠勝任污染控制工程的設計及運營管理等工作。通過項目的實施，能強化《環(huán)境工程CAD》課程支撐的專業(yè)認證畢業(yè)要求指標點，重點培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力和終身學習能力。