工程教育視域下混合式教學模式的構建與實踐
——以“固體廢棄物處理技術”課程為例

李治宇，付 鵬，張玉春，田純焱，耿 平

（山東理工大學 農業工程與食品科學學院，山東 淄博 255000）

一、研究背景

隨著“互聯網+”時代的到來，混合式教學成為未來教學的一種重要方式。混合式教學混合了面對面教學、網絡學習與實踐三種方式，基于移動通信設備、網絡學習環境與課堂討論相結合創設的教學情境，可以突破傳統教學時空限制，具有以教師為主導，學生自由選擇、自主學習的特點［1］。混合式教學模式體現“以學生為主體、教師為主導”的教學理念，以重塑教學資源為出發點，在同時面向線上與線下教學的實施過程中，重構教學結構、再造教學流程和創新教學方法，依托互聯網信息技術提供支持服務，從而高效達成教學目標，實現教學價值［2-3］。在政府大力倡導下，2010年前后，歐美部分高等院校走在了嘗試混合式教學改革前列。例如，2011年，美國政府設立了一項NGLC（Next Generation Learning Challenges，下一代學習挑戰）基金來鼓勵學校發展混合式教學。其中，美國高校聯盟中的20所高校加入了此項目。2011年，全球有190多個國家超過16萬人注冊學習了斯坦福大學開設的“人工智能導論”課程，最后完成課程學習的人數為2.3萬人。混合式教學讓更多的傳統高校看到了擴大學習機會、擴展大學院墻的無限可能，更多高等院校對混合式教學表現出開放和積極的態度［4］。

在混合式教與學中，如何實時準確地對學生的學習狀況進行評價，獲取學生學習成效的反饋數據并及時進行調整，是實現高質量教學的關鍵。形成性評價由美國哈佛大學Scriven教授提出，后由美國著名心理學家B.S.Bloom將其納入教學領域［5］。形成性評價指運用系統性評價，對課程編制、教學和學習軌跡這三個過程中的任一過程進行反饋并加以改進，側重于多方面考核學生的全部學習過程，并對其全面綜合能力和素質進行監督和評價［6］。2006年，我國開始提倡建立精品課程資源庫，提倡使用MOOC教學平臺。隨后2016年國家精品課程在線開放，各類教學平臺也相繼建設開放。目前，國內外越來越多高等教育機構認為，有必要從戰略層面支持混合式學習，相關政策應該向混合式學習傾斜。作為以培養生產一線的高素質技術技能型人才為主要任務的高職院校，由于其教學目標的職業性、教學內容的應用性、教學對象的差異性和教學方式的開放性等特點，混合式教學模式適用性更強。

2012年，教育部頒布的《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》強調要探索現代信息技術與教育的全面深度融合，充分發揮教育信息化在教育改革和發展中的支撐與引領作用。［7］《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》指出要加強優質教育資源開發與應用。創新網絡教學模式，強化信息技術應用。要提高教師應用信息技術水平，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果［8］。如何有效整合課堂傳統教學和信息化教學資源，利用信息化教學手段，優化課程教學設計，改進評價方式，促進教學效果的提升，是目前高等教育課程教學改革的一個重要研究課題。

此外，新工 科（Emerging Engineering Education，3E）的教育教學改革已經成為高校工程教育改革的重點，其中依托現代化的教育教學手段，開展線上和“線上+線下”混合式教學改革也成為推進新工科建設、開展一流本科課程建設的重要舉措。在線教學可以替代面授教學，從而節省教學成本，讓教學更加便利。隨著混合式教學研究的逐步深入，混合式教學能取在線教學與面授教學之長，推動教學模式的變革，將互聯網、移動終端等信息技術融入學習活動與課程內容的構建中，創設以學生為中心的學習情境，從而促進、提升、改進課堂教學，提升、改善學習效果。

二、“固體廢棄物處理技術”課程采用線上線下混合教學模式的必要性

固體廢棄物資源化處理既可以解決其堆存所引發的環境污染問題，又可以節約資源，通過源頭減量與循環利用重大技術研發與推廣，可以取得顯著的節能減排效益。為貫徹落實中共中央、國務院《關于加快推進生態文明建設的意見》和黨的十九大關于加強固體廢棄物和垃圾處置，推進資源全面節約和循環利用的部署，以及符合生態文明建設與保障資源安全供給的國家重大戰略需求，以“減量化、資源化、無害化”為核心原則，加快尋找我國固體廢棄物大量排放問題的根本解決途徑。固體廢棄物資源化的根基是掌握固體廢棄物資源化利用技術的優秀人才，努力培養優秀固體廢棄物資源化研發人員是工科高校發展的重要方向。

另外，固體廢棄物處理與資源化涉及的范圍廣、內容多，處理工藝復雜。在教學過程中，主要以參觀和講座的形式進行實踐認知。一是固廢處理工藝復雜，處理設備費用較高，缺少必要的實驗設備；二是處理過程存在一定的危險性，中間環節有廢氣、廢液、廢渣等有害物質產生，缺少實際工作經驗的學生操作設備存在風險。基于此，高校培養的學生畢業走上工作崗位后，部分學生不會動手、不想動手，難以獨立完成工作任務，嚴重影響了高校培養環境科學、環境工程、新能源科學等相關專業學生的目標。因此，在實際教學過程中，應遵循“虛實結合、相互補充、能實不虛”的原則，遵循“教師為主導、學生為主體，教師引導、啟發學生去研究和探索”的實驗教學理念。

從實踐教學與創新方向入手，結合線上線下教學方式，通過虛實教學方法，聯系工程應用實際，應用從固體廢物處理與資源化原理，從工藝角度、經濟角度和環境角度，講述城市生活垃圾、農業固體廢棄物、建筑廢棄物、電子固廢和其他的工業固體廢棄物資源化技術，同時保證學生在實驗動手操作的基礎上，理解基礎理論知識，將基礎知識理論與實踐內容結合，切實加深學生對課程知識點的理解，提升教學質量。

三、線上線下混合教學模式在“固體廢棄物處理技術”課程中的構建與實踐

（一）課前階段

課前，教師需進一步完善在線課程建設，對每次授課內容進行詳細的教學目標、內容及教學過程的設計。完善課程網絡資源庫，在課前發布線上學習任務，如知識點講授視頻、學習目標與要求、思考與討論題等，同時要求學生做好相應的學習筆記，并在下次上課前檢測學生的完成情況。

（二）線上教學階段

在線上課堂，學生進入本課程線上教學平臺（見圖1）進行任務式自主學習，通過觀看視頻等方式學習理解各知識點，點擊完成相應的線上視頻后，完成視頻過程中的彈題。題型涉及單選題、多選題和判斷題等。完成每一章節的所有知識點線上視頻的學習后，進行章節測試；完成所有章節的線上視頻后進行期末測試。通過彈題、章測試、期末測試的完成情況，能及時了解學生在線學習效果。同時，教師在線解答學生的問題，并引導學生思考，或者由對知識掌握較好的學生回答問題，拓展學生的思維，有助于學生之間及師生之間隨時交流討論。教師根據學習平臺統計數據分析，實時跟蹤學生學習情況，及時進行預警和督學，并結合學生實際情況，調整教學設計內容。

圖1 “固體廢棄物處理技術”課程在線教學平臺

（三）線下教學階段

在實體課堂（線下），教師主要講授重點和難點知識，開展翻轉課堂與專題研討等多種教學活動，利用啟發式、互動式、探究式等教學方法，通過案例分析、小組討論、互動點評等方式，激發課堂活力，提高課程學習的挑戰度，促進學生能力提升。根據學情分析和知識點特點，實施不同的教學策略及考查方式。例如，對于相對簡單容易理解的知識點，采取課堂測驗的方式考核學生的掌握情況；對于偏應用類和工程實踐類知識點，采取專題討論等方式進行教學，培養學生的應用與推廣能力，并通過教師的點評和歸納總結，引導學生進行探究式學習，實現高階學習目標。此種線下授課模式，一方面，有助于培養學生多視角認識問題、分析問題和自主解決問題的能力；另一方面，能夠鍛煉學生的溝通和團隊協作能力。因此，教師要及時進行教學反思，跟蹤學生學習情況，實時調整教學計劃和復習拓展內容，更新線上學習資源，為下一輪教學提供指導。

（四）課后階段

課后教師在布置作業和拓展知識學習任務后，通過學習平臺或QQ群發布調查問卷，跟蹤學生的學習效果。

學生通過完成課后作業和章節測驗題，進行自我測試和鞏固學習；教師根據平臺統計數據掌握學生的學習情況，以及時為學有困難的學生提供幫助。

（五）管理與效果評價

基于在線開放課程線上學習和實體課堂的全過程跟蹤反饋，將課程考核貫穿整個教學過程，對“課前—線上—線下—課后”每個環節都進行跟蹤管理與評價，實現過程管理與效果評價的有機融合，提高考核評價的科學性和公平性，激發學生學習的積極性。教師依據學生學習反饋效果和課程目標達成情況，進行教學反思，并調整過程性評價環節各組成部分的比重，實現課程的持續改進。線上線下混合式教學模式如圖2所示。

圖2 線上線下混合式教學模式

四、構筑多維度的評價體系

針對學生的評價不再局限于單一的期末考試成績，而應全過程、全周期考核，注重知識、素質、實踐、情感的構成比例，客觀、全面地評價學生。混合式教學模式的評價過程應該包括線上、線下、課前、課后等環節的完成度，具體如下：基礎知識考試成績（60%）主要考核學生對課程理論知識、分析問題的掌握程度；線上和線下測試與作業成績（10%）主要考核學生對課程知識的理解；知識綜合運用能力（10%）主要考核學生對課程知識的綜合設計、應用能力、專題討論；課堂表現（10%）主要考核學生對課程的學習態度、互動討論、匯報情況、參與度等；課程綜合運用（10%）主要考核學生的擴散思維、學習能力和思想政治情況。

混合式教學是現代信息技術與教育教學深度融合的體現。一方面，線上資源是開展混合式教學的前提，能夠盡可能讓每個學生帶著較好的知識基礎走進教室，且為充分保障課堂教學的質量，在課堂上教師的講授部分僅僅針對重點、難點，或者學生在線學習過程中反饋的共性問題；另一方面，在線教學平臺的核心價值拓展了教與學的時間和空間，基于在線教學平臺或者其他小程序開展一些在線小測試是反饋學生學習效果的重要手段，因此，要充分發揮線上和線下兩種教學的優勢改造傳統教學。同時，我們必須要根據實際情況進行最優化的處理。結合專業課程，本文研究了混合式教學模式改革的方式和方法，對在線課程與課堂教學有機融合的措施進行了分析，并提出了進一步深化混合式教學模式改革的舉措。混合式教學模式與實踐的進一步研究，有助于完善和優化當前混合式教學模式，能夠為推進專業課程群混合式教學改革及智慧課堂建設，提供更有價值的理論和實踐指導。