基于混合式教學(xué)模式的教學(xué)改革探討

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(tǒng)課堂教學(xué)模式在疫情新形勢下突顯不足，受時(shí)空限制，而在線教學(xué)模式既可發(fā)揮老師的主導(dǎo)作用，又能滿足學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)的需要。混合式教學(xué)模式集中了傳統(tǒng)線下教學(xué)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)的優(yōu)勢。基于混合式教學(xué)模式對該課程進(jìn)行教學(xué)改革探討。主要包括重構(gòu)課程體系、優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整教學(xué)方法及完善評價(jià)方式等方面。混合式教學(xué)模式使得教師的教學(xué)行為和學(xué)生的學(xué)習(xí)由課堂擴(kuò)展到課堂外，有效緩解課程時(shí)空受限問題，并能實(shí)現(xiàn)課程思政，為社會(huì)培養(yǎng)新型專業(yè)人才。

[關(guān)鍵詞] 大氣污染控制工程;混合式教學(xué)模式;教改

[基金項(xiàng)目] 2018年度湖南省社會(huì)發(fā)展領(lǐng)域重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2018SK2033）

[作者簡介] 李珊紅（1975—），女，湖南汨羅人，博士，湖南大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)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(xiàn)標(biāo)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(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐，如多媒體教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)、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(jī)遇與挑戰(zhàn)，正深度改變著傳統(tǒng)的教育教學(xué)方式、思維模式和學(xué)術(shù)組織形式，重構(gòu)全球高等教育的新格局[3，4]。但單純的線上MOOC教學(xué)模式無法保證學(xué)習(xí)效率，同時(shí)因缺乏師生間互動(dòng)和課程思政育人受到質(zhì)疑。在線教育時(shí)好時(shí)壞，難以界定[5]。針對這種弊端，混合式教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生，它結(jié)合了傳統(tǒng)教學(xué)模式和在線教學(xué)模式的優(yōu)勢。混合式教學(xué)模式下教師既可在線進(jìn)行理論知識的教學(xué)，線上布置作業(yè)，學(xué)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(xué)教師主要是引導(dǎo)學(xué)生思考、分析問題，重在“導(dǎo)”;并對課程的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行闡述，可以不受時(shí)空限制;而傳統(tǒng)線下模式的實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)及實(shí)踐等活動(dòng)則可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)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(dǎo)作用，又可滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要[6]。因此，新形勢下基于混合式教學(xué)模式開展教學(xué)改革。從重構(gòu)課程體系、優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整教學(xué)方法及完善評價(jià)方式等方面探討課程教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)課堂教學(xué)向在線教學(xué)邁進(jìn)目的。

二、教改內(nèi)容

（一）重構(gòu)課程體系

“大氣污染控制工程”是高等學(xué)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(shè)備的結(jié)構(gòu)特征，以及典型工藝和設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算，以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決大氣污染控制工程問題的能力。結(jié)合大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等其他教學(xué)環(huán)節(jié)，為學(xué)生進(jìn)行大氣污染控制工程設(shè)計(jì)及系統(tǒng)分析、科學(xué)研究及技術(shù)管理打下必要的基礎(chǔ)。“大氣污染控制工程”課程教學(xué)體系如圖1所示。理論教學(xué)是前提和基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)是補(bǔ)充、拓展。理論教學(xué)中的先修課程（環(huán)工原理、普通化學(xué)、流體力學(xué)等）是必修課程（大氣污染控制工程）的基礎(chǔ)。大氣污染控制工程理論課程與該課程的演示實(shí)驗(yàn)課以線上教學(xué)模式為主;而實(shí)驗(yàn)操作、課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)實(shí)踐等環(huán)節(jié)以線下教學(xué)模式為主。因此，新形勢下基于混合式教學(xué)模式建立條理清晰、層次分明的課程體系有助于老師引導(dǎo)學(xué)生利用在線課堂學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)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(nèi)容

目前“大氣污染控制工程”課程理論教學(xué)選用教材是由清華大學(xué)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(nèi)容適應(yīng)80～100學(xué)時(shí)，且部分內(nèi)容陳舊過時(shí)。學(xué)校為培養(yǎng)符合社會(huì)需求的人才，不斷改進(jìn)學(xué)生培養(yǎng)方案，調(diào)整課程設(shè)置，導(dǎo)致教學(xué)學(xué)時(shí)縮減，傳統(tǒng)教學(xué)模式下要補(bǔ)充新知識因課時(shí)限制較難實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)為自編項(xiàng)目式教學(xué)，實(shí)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)為線下教學(xué)模式。擬對理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)部分采取線上教學(xué)模式，以突破傳統(tǒng)理論課受時(shí)間和空間限制的局限性;操作實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)實(shí)踐保留線下授課模式。這種混合式模式可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)性和應(yīng)用性相互融合;突出重點(diǎn)和難點(diǎn);并實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容經(jīng)典性與前沿性的相互補(bǔ)充。

1.教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)性和應(yīng)用性相互融合。將“大氣污染控制工程”課程的知識點(diǎn)分類，按照基本概念—原理—技術(shù)方法—設(shè)備設(shè)計(jì)及運(yùn)行條件等主線理清課程脈絡(luò)，重組課程知識，使教學(xué)內(nèi)容模塊化，理論教學(xué)課程模塊如圖2所示。第1、12章為概論內(nèi)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(nèi)容，每年需要補(bǔ)充更新相關(guān)的法律法規(guī)，引入社會(huì)熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題。第2、3、4和5、7章是基礎(chǔ)理論。其中第2章主要是講污染物的形成、產(chǎn)生過程及機(jī)理;第3章為影響污染擴(kuò)散傳輸?shù)臍庀髼l件;第4章為大氣污染的擴(kuò)散估算模式。第5、6章側(cè)重于顆粒污染物控制理論技術(shù)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(tǒng)設(shè)計(jì)。借助網(wǎng)絡(luò)平臺，教師按照課程教學(xué)體系和理論課程模塊等建立網(wǎng)上資料庫。概念性內(nèi)容以學(xué)生自學(xué)為主;線上授課時(shí)，教師重點(diǎn)講述相應(yīng)模塊的理論難點(diǎn)及相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算方法原理。線上授完理論課后，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作深入認(rèn)識理論知識。同時(shí)教師線上布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)學(xué)生線下獨(dú)立完成設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，并對較好的實(shí)驗(yàn)方案討論，注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。并且組織學(xué)生線下參加專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)，強(qiáng)化學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的意識，為學(xué)生創(chuàng)造提高實(shí)踐素質(zhì)的機(jī)會(huì)。

2.教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)與難點(diǎn)相突出。大氣污染控制工程課程重點(diǎn)講述典型污染物（PM、SO2、NO、VOCs及機(jī)動(dòng)車尾氣等）的形成機(jī)理;煙氣體積的估算;闡明凈化裝置性能的評價(jià)及設(shè)計(jì)方法;氣態(tài)污染物的控制原理與設(shè)計(jì)計(jì)算。難點(diǎn)是特殊條件下大氣污染擴(kuò)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(xué);顆粒粒徑分布、理化性質(zhì)等內(nèi)容可相對簡化。如對裝置性能評價(jià)時(shí)著重講清楚性能評價(jià)包括的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。技術(shù)指標(biāo)又包括風(fēng)量、風(fēng)壓和效率。風(fēng)量涉及標(biāo)態(tài)、參比狀態(tài)和工況。如果裝置不密封，還可能存在漏風(fēng)現(xiàn)象。如果是裝置里的風(fēng)漏出來污染室外環(huán)境;如果外面的風(fēng)滲入系統(tǒng)里，增加風(fēng)機(jī)負(fù)荷，使得能耗增加。關(guān)于這個(gè)知識點(diǎn)，教材的相關(guān)內(nèi)容沒有深入講解，學(xué)生很難通過自學(xué)掌握;這部門內(nèi)容需要補(bǔ)充和參考多種教材及文獻(xiàn)資料，才能深入淺出地把這個(gè)問題講清楚透徹，從而讓學(xué)生把握住重點(diǎn)和難點(diǎn)，有利于知識的消化與吸收。

3.教學(xué)內(nèi)容經(jīng)典性與前沿性相補(bǔ)充。傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容多以成熟經(jīng)典方法工藝技術(shù)為主。而新方法新工藝新技術(shù)常因課時(shí)限制不能詳細(xì)講解。開啟線上教學(xué)模式后，教師可在現(xiàn)有教材基礎(chǔ)上，多借鑒吸收國內(nèi)外優(yōu)秀教材，根據(jù)教學(xué)中的重點(diǎn)難點(diǎn)及國際國內(nèi)前沿?zé)狳c(diǎn)問題，提前上傳相關(guān)教學(xué)資料并布置思考問題或者開設(shè)專題討論板塊，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)，自主學(xué)習(xí)，然后帶著問題在線上課，老師針對共性重點(diǎn)問題在課堂上進(jìn)行答疑解惑，還可以線下收集資料，設(shè)計(jì)幾個(gè)問題開展討論式教學(xué)。如補(bǔ)充近些年備受社會(huì)關(guān)注的霧霾、大氣復(fù)合污染、打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)、疾病預(yù)防與大氣污染之間的關(guān)系等社會(huì)熱點(diǎn)問題，加強(qiáng)互動(dòng)式教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。備課過程中收集典型案例、權(quán)威刊物中相關(guān)重點(diǎn)學(xué)術(shù)論文、實(shí)驗(yàn)最新研究成果及新法律法規(guī)等資料到課程教學(xué)中來，以豐富網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的教學(xué)資源庫。教學(xué)過程中注意及時(shí)替換或增補(bǔ)新方法新工藝及新技術(shù)等內(nèi)容，使課程教學(xué)內(nèi)容始終緊跟國內(nèi)外的學(xué)科發(fā)展水平。實(shí)現(xiàn)經(jīng)典理論和前沿問題有機(jī)統(tǒng)一，培養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)、綜合能力較強(qiáng)、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求的新型專業(yè)人才。

（三）調(diào)整教學(xué)方法

在多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)上，理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)部分以線上教學(xué)模式為主，教師實(shí)現(xiàn)從“教”到“師”的轉(zhuǎn)變，更像一個(gè)導(dǎo)師，即從以“教”為主變成以“導(dǎo)”為主。實(shí)驗(yàn)操作、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)實(shí)踐以線下項(xiàng)目式教學(xué)為主。學(xué)生在老師的引導(dǎo)下獨(dú)立思考、積極動(dòng)腦動(dòng)手參與社會(huì)實(shí)踐和相關(guān)研究課題，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主、自由探索、勇于創(chuàng)新的能力。采用混合式教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)大氣污染控制工程課程教學(xué)方法的多樣化。如在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，制作電子教案，實(shí)施在線課堂及課程上網(wǎng)等現(xiàn)代教育技術(shù)方法進(jìn)行教學(xué)。充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源平臺優(yōu)勢，教師編寫并上傳課程簡介、師資隊(duì)伍、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教學(xué)課件、教學(xué)內(nèi)容、習(xí)題解答和教學(xué)資料等欄目至課程網(wǎng)站，建成課程教學(xué)平臺的網(wǎng)上學(xué)習(xí)空間。學(xué)生通過手機(jī)電腦等登錄網(wǎng)上課程教學(xué)平臺瀏覽預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)，或上傳下載功能將網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺內(nèi)容拷貝到手機(jī)電腦里，自主學(xué)習(xí)，擴(kuò)展學(xué)習(xí)空間。也可通過論壇、QQ、微信、Email等進(jìn)行互動(dòng)，增加線上交流時(shí)間，彌補(bǔ)課時(shí)不足，擺脫地域限制。在線教學(xué)時(shí)，教師還可借助圖形、圖像、音頻、視頻、仿真動(dòng)畫等來增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性、直觀性和靈活性，幫助學(xué)生理解、消化吸收。如在講解霧霾對人體的危害時(shí)，可以加入細(xì)顆粒物入侵人體的動(dòng)畫，以幫助學(xué)生更好理解這一過程。如果在線課堂擁堵或選課學(xué)生因故不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)上課，學(xué)生可在教學(xué)資料的欄目里收看課程回放，不會(huì)影響對該課程相關(guān)知識的學(xué)習(xí)。如果在線系統(tǒng)崩潰，也可另行找時(shí)間登陸課程網(wǎng)站查看相關(guān)資料。或者是受條件影響沒有網(wǎng)絡(luò)，可以課后詢問老師或同學(xué)，抽空補(bǔ)上錯(cuò)過的教學(xué)內(nèi)容。總之，借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，教師的教學(xué)行為和學(xué)生的學(xué)習(xí)由課堂內(nèi)擴(kuò)展到課堂外，有效緩解了課時(shí)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(jià)。考核及評價(jià)包括成績1（理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)）、成績2（實(shí)踐教學(xué)中的課程設(shè)計(jì)）和成績3（實(shí)踐教學(xué)中的實(shí)習(xí)成績）三大塊。該評價(jià)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(jì)算公式。成績1=平時(shí)考勤/課堂討論10%+習(xí)題作業(yè)10%+實(shí)驗(yàn)20%+期中考查（開卷）10%+期末考試（閉卷）50%;成績2：課程設(shè)計(jì)=設(shè)計(jì)說明書50%+設(shè)計(jì)圖紙50%;成績3：實(shí)習(xí)成績，依據(jù)實(shí)習(xí)表現(xiàn)和實(shí)習(xí)報(bào)告給優(yōu)、良、中、及格、不及格五個(gè)等級。這種多維度、過程性的成績評定方法，注重學(xué)習(xí)的過程，以消除學(xué)生平時(shí)不學(xué)，考前強(qiáng)化學(xué)的弊病，而且注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，注重對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

結(jié)語

新形勢下開展混合式教學(xué)是從傳統(tǒng)課堂教學(xué)向在線教學(xué)邁進(jìn)的過程，建立在線課程是學(xué)科建設(shè)的方向。在這一過程中，重構(gòu)課程體系;優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容（包括教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)性和應(yīng)用性相互融合，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，經(jīng)典性與前沿性的相互補(bǔ)充等）;調(diào)整教學(xué)方法;多維度全程評價(jià)完善考核方式。最大限度激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情興趣;培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、與時(shí)俱進(jìn)、自由探索、勇于創(chuàng)新的意識;發(fā)現(xiàn)解決問題的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，從而真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長和課程思政育人。

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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