基于网络教学平台的环境监测在线课程建设

汤红妍 魏学锋 徐航

摘  要 分析以超星学习通平台为基础的环境监测在线课程建设的必要性，详细论述在线课程建设的主要步骤和内容，并对在线教学效果评价方式进行探讨，以期为环境监测在线课程的实施提供完整的思路和方法，有效提高教学质量，同时为同类在线开放课程建设提供参考。

关键词 网络教学平台;环境监测;在线课程;网络技术

中图分类号：G434    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）19-0051-03

0  引言

环境监测是高校环境类专业设置的主干专业必修课，主要通过理论学习、实验操作和实习实践等环节，培养学生掌握环境中污染因子的监测分析理论与方法、质量控制和保证方法以及实验操作技能等，是一门实践性很强的课程，在环境专业本科生培养中占据非常重要的地位。如何增强课程教学效果，激发学生学习的积极性和兴趣，一直是从事环境监测课程教学的教师不断思考和探索的问题[1-3]。

1  在线课程建设的必要性

河南科技大学设置的环境监测课程自2003年发展至今，经历了多次教学改革和实践[1-3]，如培养计划的修改和完善、理论和实验教学学时的合理分配、实验室开放的有效实施、实验教材的编制和出版等，教学效果不断增强，但是仍然存在传统线下教学无法克服的问题，如信息量和信息维度有限使“以教师为中心”的单向传输效果有限，且课堂活跃度和学生思维兴奋度难以提高，造成学习作用被弱化的现象。

随着网络信息技术的发展和智能手机的普及，远程教学应运而生，基于Web的在线教学平台受到广大师生的欢迎。学生不必受到时间、空间限制，根据自己的需要（科目、章节、难度等）反复学习、反复练习，以加深对所学知识的理解[4]。借助网络技术与数据库技术发展的在线教学平台的运用，可使学生运用网络资源更加便捷，实时学习信息反馈更加及时，使教师考核学习过程更易实现。因此，环境监测在线课程建设势在必行，以充分发挥此教学手段的优势，获得更好的教学效果。

2  在线课程教学平台的选择

目前，在线教学平台很多，如雨课堂、腾讯课堂、腾讯会议、钉钉、学习通、Blackboard和优课联盟（UOOC）平台等，每个平台都有自己的特点和优势。基于在线平台使用过程中的便捷性，河南科技大学教师线上教学常用的平台有三种，分别是雨课堂、钉钉和学习通。

2.1  雨课堂

雨课堂是学堂在线与清华大学共同研发的智慧教学平台，作为一个插件内置在PPT中，其界面与PPT融为一体，教师通过PPT可以开启语音/视频直播，不需要改变教学习惯。教师还可通過PPT进行签到、推题、弹幕、投稿、板书、选人、红包等教学互动，学生通过微信接收教学任务，消息即时提醒。雨课堂的最新版本v4增加了在线监考功能，主要依靠摄像头抓拍和切屏提醒。雨课堂使用中存在的主要问题是平台容量有限，当在线学习人数较多时，登录不上的现象时有发生。

2.2  钉钉

钉钉（DingTalk）是阿里巴巴集团专为中国企业打造的免费沟通和协同的多端平台，其设置的班级群可以用于学生的网络在线教学，并在2020年疫情期间得到大中小学生的广泛使用。钉钉的优势是具有强大的直播功能，并可记录学生在线学习时间等信息，平台容量较大，直播中掉线现象很少发生。此外，可以课前打卡、发通知，课后可随时观看直播回放，并可通过家校本布置作业，作业批改信息的统计优势明显。钉钉在线学习的劣势主要表现在两个方面：一是无专门的课程资料存放模块，学生预习不方

便;二是缺少专门的考试功能。

2.3  学习通

学习通是基于超星微服务架构打造的课程学习、知识传播与管理分享平台，是目前高校翻转课堂和MOOC应用的主要平台。该平台建课简单，内置大量教学资源，可实现分组学习、在线视频学习、教学互动、在线作业、在线考试、各种统计分析等功能[5]。此外，学习通对主流的直播功能也是支持的，还能和超星泛雅平台与智慧教室等一系列产品对接，整体的使用功能很强。基于超星学习通海量的教学资源和完备的教学模块，选用其为环境监测在线课程建设平台。

3  在线课程建设的主要步骤和内容

3.1  新建课程

环境监测在线课程建设的第一步是申请开课，即在学习通电脑端用户登录后，在首页申请环境监测，学校的超星管理员审批后即建课成功，并可进行相关课程门户设置。选择“编辑本页”，进入“编辑课程信息”，进行相关设置，主要包括模板选择、课程封面信息、上传片花、课程封面、课程相关信息、课程介绍、教师团队、教学方法、教学条件、教学效果和参考教材等内容。课程封面图片选用教材封面，以方便学生辨识，其他内容按照教学大纲内容进行设置。

3.2  制作和上传教学资源

学习通为每位教师提供一个150 G大小的云盘，在云盘中可以上传教学资源，以备教学所需。首先需要制作教学课件，包括PPT课件和视频文件（PPT课件通过文字和图片展示教学的主要内容，视频文件是在PPT课件的基础上进行录制的），制作完成后上传到学习通平台。

3.2.1  编辑课程目录  选择“首页”—“目录编辑”—“同级目录”或“子目录”，先建立章节标题，再相应上传PPT课件和制作的视频文件，具体章节内容按照学校环境监测课程大纲涉及的章节进行设置。具体章节内容按照学校环境监测课程大纲涉及的章节进行设置，如表1所示。

3.2.2  上传PPT课件  按照表1中的章节内容，制作PPT课件。这部分内容较多，但多年的教学积累基本已经完成，目前只需要进一步完善。

3.2.3  制作视频文件  这是线上课程建设最重要的一个环节，涉及内容多，工作量非常大。课程大纲设置32学时的理论课和32学时的实验课程，视频制作时按照64学时制作，实验操作穿插到视频教学中。研究表明，人高度集中注意力连续完成一件简单枯燥的任务，只能维持20分钟，因此在制作课程视频时时间应控制在20分钟以内，即制作短视频。按照常规，一节课为1学时（45分钟），涵盖教师互动、习题训练和视频等三个内容，因此，每节课的视频总时长设置为30～40分钟，教学内容分成2～3个知识点，每个知识点制作一个短视频，时间设为10～15分钟，具体可按照知识点的多少进行选择。每两个短视频之间设置一道选择题或判断题，可以起到突出重点和检查听课效果的作用。此外，题目做完才能切换下一个视频，在这个间断过程中可以暂停注意力，起到缓解疲劳的作用。

环境监测课程视频按照64学时制作，如果每个学时录制三个视频，共计需要录制192个视频，涉及的工作量非常大，难度较高，因此给予的时间要充足。计划两年内完成所有视频的制作和校核工作，第一年初步制作并试用于学生教学，根据教学效果和教学反馈，第二年进行相应修正。

视频的制作主要采用三种方式：一是在学校提供的视频教室里进行录制;二是使用录屏软件自行录制;三是在校内实验室或洛阳市环境监测站的实验室进行实地录制。根据教学内容的特点选择视频录制方式：对于环境标准、监测方法的概述和原理、监测方案的制订等理论教学内容选用教室录制和自行录制，自行录制可占三分之一左右;对于各个环境指标的测定过程采用实验室录制，以最真实的画面展示整个实验操作过程。本课程设置的实验项目如表2所示。

3.2.4  设置随堂测试  环境监测课程每一次授课包括两节课，每一节课涵盖2～3个知识点，每个知识点出一道测试题，以明确知识点的含义和应用。每一次授课结束时设置一次随堂测试，包括五道左右的测试题，以强化学生对每个知识点的理解，并可考查学生的听课效果。随堂测试题型有单选题、多选题、填空题、判断题和简答题可供选择。

3.3  添加课程资料

在“资料”模块上传奚旦立主编的《环境监测》（第四版）、中国环境科学出版社出版的《水和废水监测分析方法》和《空气和废气监测分析方法》（第四版 增补版），以及汤红妍主编的《环境监测实验》等电子版教材和电子版参考书，供学生学习或查阅使用。

3.4  作业库和试卷库的创建

在“作业”模块创建作业库。作业按照章节设置，每个章节的主要知识点以不同题目的形式展现出来，包括单选题、多选题、填空题、判断题、简答题和计算题六种类型。此外，作业库还要涵盖教材上的课后复习题，每一道作业题要设置标准答案。在“考试”模块选择“试卷库”，进入试卷库创建过程，可选用作业库中的题目进行随机创建。

3.5  班级管理

在“管理”模块可进行常规设置，如班级管理、教学团队管理、助教管理、课程管理、班级分配等。在线课程建设初期首先要創建班级并将学生加入其中，即选择“班级管理”—“新建班级”，在“班级名称”中输入“环境181班”或“环境182班”;其次是添加学生到相应班级，选择“从学生库添加”—“选择院系”—“选择专业”—“选择班级”—“选中当前页”，将系统自动导出的学生名单加入相应班级中，以方便后期管理。

4  在线课程教学效果评价

环境监测在线课程建设周期设为两年，在第一年完成上述内容，然后在本科生教学中开始使用，并在实施过程中记录、分析和总结存在的问题，对教学效果进行科学合理的评价，在第二年的在线教学中进一步完善相关内容。评价主要从以下几个方面进行。

4.1  课程资料制作方面

课程资料包括PPT课件和视频课件，评价主要是根据课件制作的完整性和逻辑性，以及视频课件制作的时长控制和镜头切换速度的合理性等[6]。如“COD的测定”在环境监测实验中占据重要地位，教学中将采用一节课的时间来进行讲解，对应的视频课件应为两个，一个介绍COD的测定原理，另一个介绍测定操作过程，两个视频文件总共不应超过35分钟。视频录制操作过程时显示基本步骤即可，不必长时间播放某一个操作动作，镜头切换的时机尤为重要。

4.2  教学互动效果方面

教学互动包括签到、问卷、抢答、选人、评分、测验等环节，评价主要针对每一次教学互动的时机是否合理、互动的时长控制、互动的次数、学生的参与度等方面进行。如关于COD测定的课堂测试，可以设置原理方面、操作方面和计算方面的题目，而操作方面的题目更适合随堂测试，类型可以选用选择题和判断题，以降低题目难度，利于学生回答。互动环节实施的最大问题就是时长控制问题，具体要依据教学内容多少进行，如果教学内容多，互动环节少设置，教学内容少，互动环节就多设置。这个需要不断地实践和总结经验，才能把控好。

4.3  作业库完整性方面

作业包括每个章节知识点对应的题目，也包括课后作业题，评价主要针对章节知识点设置题目的完整性、题目的深度和题目的灵活性等方面进行。每个重要的知识点可设置拓展性题目。如COD测定可设置“滴定过程颜色变化不同代表水样COD浓度高低不同”等综合性题目，需要仔细思考并熟悉实验过程和原理才能准确回答，具备一定难度。这种类型题目的设置需要教师不断思考和不断完善。

5  结语

网络技术的发展和智能手机的普及，给环境监测课程教学改革带来新的契机。基于网络教学平台的在线课程建设，将为学生提供全新的网络学习空间和模式，使学生学习环境监测课程的方式更加多样，学习时间更加灵活，更加便捷，资源也更加丰富，对于提高学生的参与度、调动学生的积极性、实现考核的公平性将发挥重要作用[6]。需要注意的是，在线教学不可能完全取代课堂教学，建议将环境监测课堂教学和在线教学结合起来，形成“课堂教学为主，在线教学为辅”的教学模式，更好地增强教学效果。

参考文献

[1]汤红妍，徐航，董铁有.环境监测实验独立设课教学改革探索[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2012（2）：30-31.

[2]汤红妍，时清亮，罗洁.环境监测课程教学改革研究[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2015（9）：35-36.

[3]汤红妍，朱书法，王辉，等.环境监测实验教学新模式探索[J].广州化工，2016，44（1）：190-192.

[4]李文国.交互式在线教学平台的设计与实现[D].天津：南开大学，2012.

[5]霍利岭，吕晓晴，边玲，等.线上线下混合式教学模式中在线学习平台的比较研究[J].科学咨询（教育科研），

2020（7）：60-61.

[6]张彪，杨素勤.关于建设资源环境监测在线开放课程的几点思考[J].教育教学论坛，2019 （44）：235-236.