混合式学习在《水质监测分析》课程中的应用*

2021-12-09刘晓晴柳素霞

科学与信息化 2021年29期

刘晓晴柳素霞

北京水利水电学校北京 100024

引言

近几年中职生源不断变化，学生的基础素质普遍下降，贪玩、不成熟，学习兴趣不高。作为中职学校的教师，做好因材施教，探索出合适的教育教学方法尤为重要。

混合式学习即Blended Learning[1]，就是将传统的学习方式与网络学习的优势结合起来，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。混合式学习[2]充分体现了学生在教育活动中的主体地位，培养学生有效利用资源进行自主学习和个性化学习的能力，教师在“教”的过程中具有更大的灵活性。

《水质监测分析》课程以检测水质指标为主线，进行水质分析，实际岗位工作对学生安全操作、规范操作要求高，一旦发生化学药品腐蚀皮肤、设备爆炸，将会危害人体，甚至危及生命。同时，水质分析工作对水质指标结果的真实性、准确性要求高，因此，要求学生全面深入掌握检测分析方法，而传统单一的教学资源、教学模式、考核形式等不能充分调动学生学习的主动性、积极性，学习效果差，不能完全规范操作。所以，要进行全面改革。

在《水质监测分析》课程教学中，进行线上+线下混合式学习，能够有效增加学生的课堂互动，为学习者与教师提供更加自由研讨空间；方便快捷的上传作业，能够提高学习效率；在线讨论有效增加同伴交流，让学习者学会利用网络平台开展自主学习。虚拟仿真模拟实验操作，激发学生的学习兴趣，降低实验成本，校内实验、企业实践培养学生的动手操作能力。混合式学习营造情境，促进学生的认知，提升建构主义学习的意义[3]，促进合作学习，拓展思维发展，因此，在《水质监测分析》课程应用混合式学习，充分体现了“先学后教，以学定教”的教学特征[4]。

1 线上+线下混合式学习，促进学生的深度学习

笔者将资源优化组合，重整课堂教学设计（如图1所示），利用云班课，结合立体化教材、微课、虚拟仿真软件资源、网络试题库于一体，将传统教学与网络教学有机融合。

图1 基于混合式学习的《水质监测分析》课堂教学设计

笔者课前发布丰富的资源，学生进行自主学习探究。课中以活动为载体，学生将已学的知识迁移到新的情境中，构建深度学习。课后布置任务，学生探寻规律，以虚拟仿真和实际操作为重要的载体，促进学生的深度学习。

1.1 课前自主学习精品资源，了解学生学习情况

笔者将课程按照理实一体化任务所需的知识点进行碎片化拆分，与知识点相对应的图片、视频、动画、文档等多种类型学习资源上传平台并发布，平台的资源集中展现，让学生有目的性的进行自学。着眼于学生自主探究及自主学习能力的培养，学生在课前学习中遇到问题，可以通过平台向教师进行提问，通过讨论，师生互动，掌握教学的重难点，并完成对应知识点设置的测试题，及时反馈学生的学习情况，保证课堂教学内容的针对性。

1.2 课中丰富教学活动，深化学习水平

根据学生课前预习和完成测试情况，确定教学内容，提高教学效率。混合式学习优化师生互动过程。通过云班课进行抢答，有效引起学生注意；随机抽取名单，活跃课堂气氛。学生积极参与课堂学习，便于教师掌握易错点。结合课堂讲解内容开展有效的教学活动如头脑风暴、测试、摇一摇等，促进学生思考交流。具体实施过程如下：

1.2.1 考勤签到，提高效率。采用限时签到、一键签到或手势签到的方式代替传统的点名，大大节省了时间，方便教师对学生到课情况的统计。

1.2.2 教学活动，营造良好教学氛围。结合课堂讲解内容开展有效的教学活动，如头脑风暴、测试、摇一摇、投票等，活跃了课堂气氛。课堂活动必须满足以下两点：一是要能引发学生思考，提高学生的课堂参与度和学习主动性，增强学生的自信心；二是要贴合课堂讲解内容。学生课堂表现积极。

1.2.3 深度学习，提升职业能力。以水样的采集课堂内容为例，进行教学活动设计（如图2所示）。课前云班课发布资源，布置小组作业，完成某河段采集断面的布设。学生通过查阅资料、立体化教材、线上观看视频等，进行小组自由探究、交流讨论，将成果上传平台。教师线上答疑。课中，学生签到并汇报小组作业，教师点评、总结课前学习情况，播放采样视频，引出采样垂线和采样点的布设。教师引导学生完成采样垂线和采样点的布设，通过抢答、随机选人活跃课堂气氛，增强师生互动。通过平台测试快速掌握学生学习情况。

图2 水样的采集教学活动设计

课前教师合理布置任务，学生在学习过程中自主设定学习目标、制订学习计划，切实提升学生的学习积极性和自主学习能力。采集断面的布设是采样垂线和采样点的布设基础，课中教师引导，学生实现知识迁移、知识加工以及知识运用等，使学生能更好地解决各种复杂问题。

1.3 课后拓展，巩固提升

设置调查问卷，一方面了解学生学习情况；另一方面，让学生给教师的课堂教学提出合理化意见和建议。通过教学平台开展测试活动，着眼于学习巩固，学以致用，总结、分析和逻辑思考能力的培养，便于教师快速了解学生对知识技能点的掌握情况，及时反馈到教学活动中。

笔者有针对性地布置作业，并及时批改作业。《水质监测分析》旨在培养学生保护生态环境的责任意识，严谨认真的态度及较强的职业能力。通过课前、课中的学习和探究，学生已熟悉采样、测定水质指标硬度、数据处理、质量控制和撰写报告等全过程的相关知识和技能点，课后进行拓展，在掌握总硬度的测定方法基础上通过第二课堂的形式进行水质指标碱度测定，实现知识的迁移和技能的巩固。

2 运用混合式学习提升理实一体化教学效果

依据职业院校专业人才培养方案[5]，结合中职学生特点，将理论知识进行浓缩，取其精华，坚持理论知识“实用为主，够用为度”的基本原则，将培养专业技术能力作为教学重点，以实际目标为导向，确定所需要掌握的技能知识。采用“够用”的理论知识与完善的实践经验相结合的教学模式[6]。

2.1 利用虚拟仿真实验室，模拟实操

实施理实一体化，混合式资源辅助，教师引导完成水质分析检测任务，实验室录播系统实时反馈学生实验操作，企业技能大师随时指导安全、规范操作，教师讲解理论知识，巩固实操过程。

以化学需氧量的测定为例，操作步骤多，流程长，学生对教材的依赖性强，不能独立完成操作，实验难以达到预期的效果。笔者为了强调教学重点，通过播放教师操作的微课、原理仿真动画，要求学生认真观看掌握实验的要领及注意事项。学生利用自主研发的“虚拟仿真实验室”，从取样到出具检测报告真实模拟工作场景，通过仿真模拟加深对内容的理解，系统掌握分析检测化学需氧量的全过程，打破了时间和空间的限制，随时开始实验，同时避免发生安全事故，为实际演练操作奠定了基础。

模拟实操后，各小组按照任务实施方案，完成化学需氧量的测定，进行实际演练。教师分组指导，以规范学生的操作。学生在实验过程中可随时扫描“仪器规范操作二维码”观看微课。学生在操作过程中及时记录、分析数据，形成检测报告，上传至教学平台，从而达成了能力目标。

目前水质监测分析实训教学中存在“高投入、高耗材、高危险、难实施、难观摩、难再现”问题，虚拟仿真实训教学可以有效地解决这些问题。基于虚拟仿真的模拟实操+水质实验相结合的混合式学习模式，让不同层次的学生结合自身的学习能力利用“虚拟仿真实验室”反复练习，再进行现场实操，学生的操作更加规范、更加熟练、更加安全。

2.2 校内实验与校外实践混合学习

通过校企深度融合，学校与校外排水监测总站、水文总站等水质监测中心岗位实践混合学习，校内实验操作巩固基础实验，校外实践学习拓展先进技术方法。

课程安排水质监测分析实训周，共两周，学生到企业参加培训、实习，企业配备技能大师进行指导，为学生发上岗证，学生拓展、强化技能。具体内容如下：

某个湖水、河水或者工业废水、生活污水水质的测定，学生从采样地点、采样时间、采样容器、采样方法和样品保存方面都要综合设计，最后根据不同水体的特点确定要测定的水质参数进行综合性实验。学生除了应该完成的实验报告外，每个组应完成一份水质检测报告，对水质情况进行描述，强化学生操作技能。

2.3 混合式学习的考核评价

2.3.1 以课程平台为载体的评价方式，实现课程的综合性评价。借助云班课，笔者通过以下两种方式掌握学生日常学习、课堂表现、课堂出勤、作业等情况：一是云班课成员学习数据，包括学习报告和经验值明细；二是导出班课明细数据，包括签到、视频资源学习、非视频资源学习、课堂表现等。班课统计数据基本说明了学生的日常学习情况，使过程性考核更加公平合理。此外，教师可以通过导出数据掌握学生的学习情况，及时调整课程内容和教学进度；学生可以了解自己的学习状况和成绩，及时调整学习状态，增加危机意识，从而提高教师“教”和学生“学”的效果，使过程性考核更加科学化、合理化、精细化和透明化。通过这种综合性的考核，引导学生放弃突击过关的侥幸心理，重视平时学习和实践能力的锻炼。对学生进行全方位、全过程、全面考核，培养高素养、精技能的优秀水质监测人才。

学生可以借助云班课对自己上传的实操视频进行打分，实操情况取决于学生认真、严谨的程度，考查的是学生的自主学习和自我管理能力。在小组讨论、课堂展示等课堂活动中，每位学生可针对小组成员的课堂表现以及同伴的课堂汇报情况，利用云班课发起投票，对同伴进行课堂评价，将评价结果按一定比例计入平日成绩，作为过程性评价的一部分。利用混合式学习，以建立评价主体多元化、评价方式多样化、评价内容全面化的评价体系。

2.3.2 以虚拟仿真平台为载体的评价方式，实现操作性技能的自动化评价。笔者借助虚拟仿真，对学生的实操能力进行评价。系统对学生操作过程中的错误操作次数、知识点解答的错误次数进行统计。通过星级和错误率方式给出本次实验的操作评价和知识点解答情况，实现了对学生的操作行为进行自动化评价。