两种混合教学模式下清洁生产与循环经济课程的学情分析与对策探索

王雯 张龙辉 刘桐芬

摘  要：文章系统分析了相比于传统线下教学，两种常见的混合式教学模式各自的优缺点，并以环境类专业课清洁生产与循环经济作为案例，具体探讨了其在实施中的学情与效果。其中两种混合式教学模式分别是线上为主线下为辅和线下为主SPOC为辅的两种模式。结果表明，混合式教学在大多数情况下优于传统线下教学，而线下为主SPOC为辅的教学模式效果更好。但对于理解、推演、计算等高阶内容，混合式教学中的线下部分和传统的线下教学都有一定的优势。从文章的学情分析可以看出，未来高校课程的教学改革中应注意针对性地分析特定的学习内容，选择不同的教学策略。

关键词：学情分析;环境专业;混合式教学

中图分类号：G640 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）S1-0049-05

Abstract： The strengths and weakness of two common blended teaching modes were analyzed， comparing with traditional face to face teaching. Cleaner Production and Circular Economy， which is professional course of environmental specialties， was used to practice these different teaching modes. The learning situation and study effect were collected and discussed. One blended mode is based on online teaching and attached with offline teaching and discussing， while another blended mode is based on face to face teaching and attached with SPOC online teaching. The result showed that blended modes are better than face to face mode in general， while offline plus SPOC mode is even better. But in specific to high order contents， such as understanding， deducing， and calculating， face to face teaching has more advantages， which is used in traditional mode and offline plus SPOC mode. Based on this learning situation analysis， the future teaching reform in college courses need to focus on teaching strategy selection， on account of the learning contents analysis.

Keywords： learning analysis; environmental specialties; blended teaching

一、課程教学改革的背景及难点分析

在高校教学改革逐渐深化的大背景下，随着互联网的普及与相关技术的发展，以学生为主体，以问题为导向，增加多种媒介在专业课教学中的应用逐渐成为高校课程改革的大方向[1]。特别是2020年新冠肺炎疫情大爆发后，为避免人群聚集，线上教学、混合教学在高校专业课上的应用取得了爆发式增长。

随着严格管控期间的大规模线上教学，和部分城市间歇式隔离的短期线上教学，以及后疫情时期的混合式教学，积累了大量线上教学经验，同时也暴露出一些实际应用中的问题[2]。特别是学生群体在这样的教学过程中，软硬件条件和心理上的接受度，以及教学效果，有待于分析总结。

与此同时，本科教学不同于中小学的标准化教学，其中相当一部分专业课的综合性、非标性和应用性非常突出，使得混合式教学存在特有的困难[3]。本文拟以环境与资源类专业普遍开设的重要专业课清洁生产与循环经济为例进行学情分析，将疫情大爆发时期、后疫情时期所进行的混合式教学，与课程传统的线下教学进行比较，以探讨高校专业课在不同类型内容、不同时期下所适合的教学方式。

二、课程内容与混合式教学的方式

作为一门专业性强、知识跨度大、有一定难度，且极具应用性的专业选修课，以清洁生产与循环经济课程作为案例，来分析本科专业课程的混合式教学改革有一定的代表性。该课程涉及到以生产为主，包含供给侧至消费端的资源减量化、循环化利用的专业内容[4-5]。在环境类和资源类专业普遍作为专业选修课开设。学科内容上除需要环境与资源学基础外，还涉及数理及化工基础、生产中的工程内容、经济分析和管理措施等，内容跨度大[6]。其中包括物料衡算、技术经济分析及LCA清单分析等内容有相当大的难度。而课程本身案例丰富，具有很高的实践价值。

对于这样的课程，传统的线下授课存在诸多问题。因其知识跨度大且有一定难度，授课内容难以深入。而实用性强、案例多，在有限的教学学时内学习内容与未来的实践难免存在错位。另外，对数理基础和知识跨度的要求，造成学生基础差异凸显，学习效果不均衡。而传统线下教学学生自主性不强、学时不足等问题在这个背景下就显得尤其突出。对此类课程进行混合式教学改革很可能极大地提高教学效果，是非常有必要有意义的。

特别是2020年新冠肺炎疫情全球大爆发以后，我国在2-5月采取了严格管控措施，全国高校只能线上授课，成为探究混合式教学实施的一个契机。随后的秋季学期中，大部分高校也采取了推迟返校，线上教学2-4周的措施。而本课程教学小组抓住这个机遇，结合两个学期中本课程教师的线上授课、学生隔离期间的线上教学活动、中国大学MOOC精品课程和返校后的线下授课，尝试了不同的教学模式，并进行了学情分析。

以下分别介绍这三种教学模式的具体实施。

1. 传统线下授课主要流程及考核方法

模式1为传统授课方式的简单改良，以2019年春季学期为案例。教学过程以教师线下讲授为主，利用公共邮箱等方式作为学生提交和交流学习素材的渠道。主要进行的教学环节包括课堂上进行的：教师讲授、随堂测验、阶段性测试和小组展示;线上进行的：素材共享和作业提交;课后线下进行的：小组讨论。

期末考核的总评成绩包括70%的结课成绩，10%的阶段性测试，10%的作业成绩，5%的小组讨论，及5%的平时表现。其中，结课成绩为开卷考试，试卷库抽题，试题类型包括填空、简答、计算、论述等四种。

2. 疫情期间线上为主教学的主要流程及考核方法

模式2以线上授课为主，是2020年春季学期疫情爆发全国严格封闭管理，高校推迟开学后的实践。教师在绝大部分的授课时间中都是利用QQ分屏直播的方式讲授课程内容并展示PPT，同时开启雨课堂进行随堂测试、学生交流、小组展示等活动，只在临近期末的两次课程进行了线下授课;课下分布在各地的学生利用QQ进行素材共享和小组讨论;同时鼓励学生学习当时在全国范围内免费的国家级MOOC精品课循环经济与可持续发展型企业，在平时成绩中有适当引导。

期末考核的总评成绩包括60%的结课成绩，10%的阶段性测试，10%的作业成绩，10%的小组讨论与展示，5%的MOOC自学表现，及5%的平时表现。其中结课成绩考核方式无变化。

3.后疫情时代线下为主混合教学的主要流程及考核方法

模式3部分学时线下授课，部分学时线上SPOC课程，是在2021年春根據上一年的教学经验进行的改进。课程32学时的授课时间中，80%由主讲老师线下讲授，另20%依托国家级MOOC精品课循环经济与可持续发展型企业建立SPOC线上课程教授。除授课外，在SPOC课程讨论区进行素材交流、小组展示和论坛讨论，在作业区提交作业。同时，利用雨课堂进行课堂反馈，随堂提问，阶段性测试等。课后线下进行学生小组讨论。

期末考核的总评成绩包括60%的结课成绩，10%的阶段性测试，20%的线上成绩，10%的小组讨论与展示。其中结课成绩考核方式无变化，线上成绩出自SPOC课程，其中线上表现占30%，线上测验占50%、线上讨论占20%。

鉴于清洁生产与循环经济课程实际上先后进行了三种典型教学模式的实践，而三种教学模式各自存在优劣势，对学情及效果进行详细地分析，可以帮助进一步优化未来的教学实践。

三、课程的学情分析与教学效果评价

（一）从成绩和学生反馈看三种教学模式的优缺点

对三种教学模式下课程期末的结课考试成绩和总评成绩进行比较，图1显示了成绩的变化，及三种模式下成绩的显著性差异检验。从图中可以看出，在三种教学模式的逐步改革中，无论是结课成绩还是综合了各方面之后计算出的总评成绩，均表现出了一定的成长。两种混合教学的模式成绩均明显高于传统的线下模式。而两种混合模式彼此之间卷面成绩稍有增长但无显著差异，而总评成绩差异不大。说明教学改革是成功的，混合教学提高了学生学习的效果。

通过具体数据、问卷调查和讨论区反馈，具体分析学情，可以看出三种教学模式各自有其优劣势。

1. 传统教学模式的优缺点分析

采用传统教学模式可以借用多年来各方面积累的经验，有着成熟的运行流程和评价方法，其优势是教学效果稳定可靠，与现有的培养体系嵌合度高，课堂反馈直接，学生和教师较容易接受，学生单位时间的学习效率较高。

但其缺陷也是很明显的。首先，教学形式单一，近几年互联网多媒体发展迅速，涌现出多种新的学习素材，这些素材形式新颖，吸引力大，但往往很难直接有机的结合在传统的课堂教学中。其次，课内讲授时长有限，在固定且相对稀缺的课内时间，要进行的教学环节相对偏多，而本课程对教学内容的深度与广度均有较高要求，课堂上能充分展示并保证学生接受的内容远远不够。这就引出了传统教学的第三个缺陷，当课内展示内容有限时，需要学生自主学习相关内容，而传统的教学模式不利于培养学生自主学习的能力。以上传统教学存在的问题也是高校大力推广翻转课堂、进行教学改革的深层次原因。

2. 疫情期间线上为主教学的优缺点分析

线上授课本来是不得已而为之的一个行为，但从实施效果看，具备很多优势。首先，线上授课是应对重大公共安全突发事件的一个很好的备选方案，疫情肆虐全球已近两年，全球各高校、教师、学生群体都积累了相当多的教学经验。另外，线上授课中教师与学生的线上互动也可以很及时，特别适合在传统课堂中因为性格等原因不愿与教师交流的学生。从雨课堂弹幕、讨论、QQ群发言的记录来看，线上发言积极的群体与传统课堂中发言积极的群体分布差异较大，且线上发言总体数量远大于传统线下课堂，教有余力的教师可以及时获得每个学生学习效果的反馈。

同时，疫情期间线上教学暴露出一些缺陷和问题。首先，硬件条件上，学生之间受经济条件和实际情况制约，差异极大，教师群体对新技术的掌握能力也有差异，难以标准化。其次，心理上，学生一方面没有学习场地的约束，缺乏仪式感，另一方面没有同学一起营造的学习氛围，从而影响学习效果。更重要的是，非语言的信息交流受阻，教师和学生都无法及时获得对方形体、表情、姿态等方面的信息，不利于及时调整教学策略。图2显示了通过问卷和讨论区的反馈，学生反映的疫情期间教学软硬件和学习心理中的问题。

因为以上这些问题的存在，整体上看，某些知识性内容的教学效果较好，而在讲授一些有一定难度的教学内容的时候，教师无法在短时间同时捕捉到大部分学生掌握的程度，而学生自身保持注意力有困难，又无法像传统课堂一样及时求助于同学，很容易造成深度内容教学效果下降。

3. 线下为主SPOC为辅混合式教学的优缺点分析

从实践效果来看，线下为主SPOC辅助的混合式教学结合了传统线下授课和线上数据丰富的优势。首先，极大地扩充了学生可接触的学习内容，对于清洁生产与循环经济这种牵涉面广，背景知识要求多的课程，可以很好地弥补传统课堂学时的不足。其次，更适合开展以问题为导向的自主学习，通过预习阶段和小组讨论中设置的问题，引导学生自主学习，并形成自己的专业偏好。另外，SPOC的数据支持较全面，可以实现基于数据反馈的教学调整，例如分内容、分难度、分层次、对不同接受度的学生适度调整教学进度，针对性地增减线上自学学时，推荐阅读深度扩展资料等。

虽然混合式教学优势很大，但相比传统课堂也出现了一些问题。首先，对学习硬件条件的要求较高，基础的网络覆盖、电脑、手机及相应的软件配置等是必须的，对于贫困地区学生必须考虑到这些造成的经济压力。其次，線下授课时基于雨课堂进行的随堂提问、讨论等内容涉及多媒体任务切换处理，有研究显示这类行为可能影响学习效果[7]，实践中也观察到学生注意力被分散的现象。另外，线下授课和SPOC课程总和教学时长实际是大于传统的线下授课时长的，在呈现了更丰富的教学内容的同时，其单位时间的教学密度、单位时间的知识传递总量是偏低的，也占用了学生更多的课余时间进行课程学习，需要慎用。

不同的教学模式实际上显示出在不同类型的教学内容上优势度有差异，并没有某一种教学模式对于所有教学内容都擅长。有必要探讨不同类型教学内容适合的教学模式。将知识点进行分类细化，具体分析不同类型在不同模式下的教学效果。

（二）探究不同类型教学内容适合的教学模式

清洁生产与循环经济课程涉及的教学内容中的重点能力包括四大类：基础知识的掌握、吸收信息后的理解力、借助已有信息进行推演的能力和计算能力。对于不同的教学内容对这四种基本能力的要求不同。在实践中可以看出，不同教学模式下，学生对不同能力的掌握有差异。特别是计算能力的学习效果，混合式教学中教学效果不同于其他能力的效果。

因此，选取了差异度较大的四个典型教学内容，分别分析了学生在不同模式下的掌握程度。图3表现了不同内容侧重的能力差异。四个教学内容分别是：（1）课程中以“能源”为主的资源分布、利用、气候变化等相关的知识性内容，侧重背景知识的积累，同时需兼顾信息的理解力和基于基本知识推演的能力，而对计算能力要求较低。（2）与产业生态系统中资源的循环代谢等相关的“工业代谢”内容，要求有较深厚的知识积累和对信息的理解，同时具备一定的推演和计算能力。（3）产品从摇篮到坟墓的“LCA”分析，涉及生命周期评价的基本知识框架，要求学生能够针对不同行业进行简单的推演与计算。（4）工业生产系统中相关物质合成转化等的“物料衡算”内容，要求学生在具备相关知识的基础上具有一定的推演能力，并有较强的计算能力。

实施三种教学模式后，将期末开卷考试中涉及以上四部分内容的题目筛选出来，分别进行得分统计，并以该部分题目的满分进行归一化，以非配对T检验验证成绩差异的显著性。图4分别展示了这四类教学内容在三种教学模式下的学习效果。可以看出，不同的教学模式下，学生对这些能力侧重点不同的教学内容的掌握程度存在统计学意义上的差异，可据此分析不同能力适合的教学模式。

总体而言，除“物料衡算”相关内容外，对于其他三类教学内容，两种混合教学模式的成绩均明显优于传统线下教学。其中“能源”类内容，更侧重知识积累，兼顾理解和推演能力，两类混合式教学的成绩均显著高于线下教学。而疫情期间线上教学为主的成绩最好，与线下相比差异极显著，与线下SPOC结合的相比也存在显著差异，说明对于知识性内容，线上教学很好地扩充了学生能够接触的范围，提高了知识的广度，而知识的扩展也有助于学生理解能力和推演能力的提高。

“工业代谢”相关内容对知识的广度和信息的理解能力均有较高要求，同时还要求有一定的计算和推演能力。两种混合式教学的平均成绩均显著高于传统线下教学，线下为主SPOC为辅的混合式教学成绩的差异极显著，同时该教学模式的成绩也略高于线上为主的混合式教学。说明混合式教学在扩充知识面上的优势。同时，教师的面授提高了学生的理解等信息深度处理的能力。

“LCA分析”部分要求学生除具备一定的基础知识外，还要有较强的计算和外推能力。和“工业代谢”类似，此类教学内容混合式教学显著优于传统线下教学，线下为主SPOC为辅的混合式教学优势极显著，也略优于线上为主的混合式教学。“工业代谢”与“LCA分析”部分的结果表明，对于一些需要教师引导的高阶能力，如理解能力和推演能力，线下为主SPOC为辅的混合式教学具备一定的优势，即可以通过线上部分的内容帮助学生铺垫基础知识，又可以在线上学习的基础上由教师在线下进行深度教学。

而四部分教学内容中结果差异较大的是“物料衡算”。传统线下教学和线下为主混合教学成绩无显著差异，但线上为主的混合教学成绩极显著的低于另两种教学模式，说明线上教学对这部分内容是一个不适合的改革举措。考虑到“物料衡算”这部分与另外三部分内容主要的差异在于对计算能力的要求非常突出，分析很可能是这部分能力的传授，要求教师面对面给学生指导，线上教学效果较差。这一点在以往的教学交流中也有共识[8]，计算类内容严重依赖教师与学生的接触互动，传统PPT甚至无法替代板书的功能。可以想象，隔在屏幕两端，无同学交流的线上教学，对于学生计算能力的培训较为无力。

综合四部分内容的学情分析来看，混合式教学相比于传统教学的优势还是很明显的。特别是对知识性内容的扩充，线上教学在延长学生课后学习时间和提升知识广度方面表现突出，而这些也是其他高阶学习能力的基础。与此同时，线下教学仍是不可或缺的，对于理解能力，推演能力这些高阶能力，线上讲授效果还是略差于线下课堂。而这种差异最明显是表现在计算能力方面，面对面的讲授效果明显优于同样的老师线上进行的讲授。

因此，针对清洁生产与循环经济这种综合了基础知识、理解、计算与推演能力的专业选修课，课程整体上采用线下为主，SPOC为辅的混合式教学，是当前学情下更适合的教学模式。这一点，无论是课程结课成绩、总评成绩的统计分析，还是考虑到不同教学内容分项的分析，都是一致的。

而在课程具体教学学时的设计中，应该考虑教学内容，基于不同内容所要求学生能力的差异进行分析，安排线上线下学时分布。例如，可以将更多知识性内容分布在线上学时中，有助于利用现有的国家精品MOOC等网络资源扩充知识范围。同时，以此为先导，在知识性内容线上学习之后，再安排相关的理解性和推演性的内容在线下学习，节约了线下学习时间的同时，这些高阶教学内容也更适合线下教师面授。特别是对于“物料衡算”这类计算能力培训尤其突出的内容，应侧重线下学时的安排。

四、结束语

近几年，随着各高校教学改革的推进，线上教学、混合式教学的实践逐渐丰富。特别是疫情后，世界范围内线上教学呈爆发式增长，也涌现出了相当多的教学形式探索。因而很有必要在此基础上，对这些教学形式的实际运行效果，操作中的学情进行详细分析。特别是有针对性地结合不同课程特点，探索适合的教学模式。

本论文以环境资源类专业课清洁生产与循环经济的实践为例，分析了两种不同模式的混合式教学，与传统线下教学的学情差异。证明针对此类课程，混合式教学总体上效果优于传统单一线下教学，但应详细分析具体教学内容，针对不同内容涉及的培养能力特点，设计线下线上学习的学时占比与具体教学实践。

参考文献：

[1]张其亮，王爱春.基于“翻转课堂”的新型混合式教学模式研究[J].现代教育技术，2014，24（4）：27-32.

[2]张倩，马秀鹏.后疫情时期高校混合式教学模式的构建与建议[J].江苏高教，2021（2）：93-97.

[3]姜倩，李艳，钱圣凡.基于大数据的高校精准教學模式构建研究[J].高教探索，2020（11）：31-35.

[4]曲向荣.清洁生产与循环经济[M].北京：清华大学出版社，2011：1.

[5]奚旦立.清洁生产与循环经济[M].北京：化学工业出版社，2014：4.

[6]陈润羊.基于行动导向的“清洁生产与循环经济”教学改革研究[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2015，28（1）：143-145.

[7]Simon Amez， Stijn Baert. Smartphone use and academic performance： A literature review[J]. International Journal of Educational Research， 2020，103.

[8]Kaveri Subrahmanyam， Minas Michikyan， Chirstine Clemmons， et al. Learning from paper， Learning from screens： Impact of screen reading and multitasking conditions on reading and writing among college students[J]. International Journal of Cyber Behavior， Psychology and Learning， 2013，3（4）：1-27.