线上线下混合式教学模式下环境化学教学的思考与实践

王雅洁 范百龄

（贵州民族大学生态环境工程学院 贵州贵阳 550025）

混合式教学模式是利用信息技术把传统课堂教学的优势和网络在线教学的优势结合起来的教学方式，是以学生为中心的学习和教学方式的革命[1]。互联网的普及和丰富的教学应用软件（如智慧树、慕课、爱课程）为高校在班级授课制环境下进行混合式教学提供了技术保障[2]。线上线下混合式教学在借鉴国内众多优质教学资源，依托线上平台，开展校内线上环境化学课程资源的建设和完善，并将线上学习与课堂授课、小组讨论、技能实操相结合，应用于不同的教学环节中，以期达到提高学生自主学习能力和兴趣，锻炼学生独立思考的能力，从而取得最优化的学习效果。

一、环境化学教学现状

（一）环境化学教学模式

尽管教师在课堂上多以案例导向教学模式以期调动学生学习的主动性和积极性，但是由于教学方式单一，效果不甚理想，学生学习缺乏主动意识，其主体的地位没有得到充分发挥[3]。而针对环境化学课程中所包含的环境污染物的分析基本方法和技术等方面的教学内容，则更着眼于知识传授，未能实现从课程目标、内容、设计、评价等方面全过程的融入与提升，故不能有效地全面提高学生的综合素质。

（二）环境化学课程特点

1.环境化学课程的理论教学内容

环境化学是研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学[4]。环境化学是以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的新兴交叉学科。环境化学教学内容主要以戴树桂第二版《环境化学》为参考，涉及知识面广、领域宽，而教学的时间又有限。虽然在以往的教学设计中考虑了本课程的系统性，但是内容与学时之间的矛盾依旧突出，即在有限的课堂时间内无法做到因材施教，很多学生仅依赖课堂讲授的有限时间和内容，对环境化学知识囫囵吞枣，不求甚解，教学效果差。

2.环境化学课程的实践内容

环境化学课程主要是为了培养环境科学与工程学科学生具有环境化学基础理论和实践能力而开设的，是一门理论性和实用性很强的专业基础课程。但是目前我校环境化学课程以理论教学为主，实践性教学很少。其中主要实验项目仅为16个学时（4次试验）所占学时比重小，不能全面覆盖理论知识。而其他的实践教学形式几乎为0，没有很好地将理论与实践教学结合起来，导致部分学生对该课程内容掌握内容程度低。

3.环境化学课程成绩考核方式

与其他课程一样，该课程主要采用闭卷考试的考核方式，考试内容局限于教材、课堂讲授知识，教师划定的范围和重点。所以使得学生平时没有认真学习和思考问题，只是在期末考试前对一些知识点进行强行记忆，也让学生觉得该课程的学习目的就是为了期末考试，学了无用。而这种单一的成绩考核方式无法正确评价学生的学习情况和激励学生自主学习，远不能适应素质教育的要求。

因此，本文从校内微课及其相关教学资源的建设、教学模式的重构以及综合化考核体系的构建三方面，阐明线上线下混合式教学模式在环境化学课程中的实际应用，以期有效地解决上述问题。

（三）环境化学教学资源建设

1.基础知识的微课建设

通过对环境化学教材和教学大纲的解析、与教研组教师的讨论、专业课课程思政教育的融合，结合学生内部的调研结果。将每个章节的部分重点难点内容进行分解、细化，制作成短小清晰的微课程，时间控制在10～15mins。如大气环境化学中有关光化学烟雾的内容，被分解为光化学烟雾的定义、主要污染物、形成条件和日变化曲线，另外对光化学烟雾形成的简化机制进行详细描述，让学生在短时间内对涉及的12个反应方程式进行理解性记忆，并通过文字性描述加深学生对简化机制的理解和掌握。而水环境化学章节的微课主要涉及天然水体的碳酸盐体系、pE的公式推导及计算和水体中污染物的光解作用等。

2.实验部分的微课建设

针对基础性实验中操作细节和注意事项进行强调和专门演示。实验部分的微课内容包括水体中酸碱度的测定、土壤代换性酸度的测定；实验教学中涉及的仪器使用，如可见光分光光度计、液相色谱仪、红外光谱仪等。

（四）教学模式的重构

1.线上教学的组织

网络课通过班级二维码的方式，设定爱课程平台中学习该课程的学生人数，进而实现微课自学和平台互动的线上教学。线上教学作为课堂教学的辅助，主要从以下方面实施。

2.课程内容课前准备阶段

制定不同的学习任务清单，要求学生按照清单进行微课自学并完成线上提交；同时将课程相关的学习资源上传于平台，学生可以用移动设备随时学习环境化学课程相关知识，并可以提问，师生针对具体问题进行在线讨论，对于线上难以解决的复杂问题，则利用课堂教学进行详细讲解和讨论。

3.小组讨论环节

贵州省作为我国西南高原上的一颗明珠，而且随着贵州省“工业强省”战略的提出，我省在发展的过程中会面临更多的环境问题，将有很多的问题需要去解决，这些环境问题如何解决？就需要环境科学与工程学科专业学生，利用本门课程的理论、方法去解决。针对不同章节的内容，教师在学期开始布置了4-5个与环境化学息息相关的问题，要求学生分组讨论，并将讨论结果以ppt形式给全班同学讲解。该环节安排在每周周末，利用腾讯会议平台，要求每个小组对讨论结果进行汇报、讨论和分析。小组讨论涉及城市大气的首要污染物、水体富营养化、本省主要土壤污染等问题。通过线上讨论，学生加深了对相关知识的掌握。

4.线上实验教学安排

由于本课程的实验教学安排较少，部分实验内容采取线上教学的方式进行，线上教学平台为爱课程，实验教学资源为大连理工大学陈锦文教授的《环境化学及实验》，学生在平台进行注册后即可登录学习。学生可自行观看实验简介和实验视频内容，观看完成后，在线下填写实验报告。另外在爱课程平台学习结束后，教师发布自制实验微课程，同样需要学生观看，并线下填写实验报告。

5.课后巩固阶段

根据每堂课的教学情况，将优质的学习资源或重点学习的内容再次发布在学习平台，要求学生通过讨论互动-线上答疑-反复学习与测试的学习形式，在作业发布后一周内完成。另外，针对每个章节的知识点设置相应的小测试，并在作业完成后发布，对知识点进行进一步的巩固。通过学习结果的交流，学生可以清楚了解自己对知识点和整个章节的掌握情况，发现问题，解决问题。而教师可以根据作业情况对自己下一步的教学内容和计划进行修正，以保证学生高质量地掌握知识要领。

6.线下教学的组织形式

线下教学由传统课堂教学、实验教学和实践教学三个部分组成。传统课堂教学以大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学以及环境修复技术等章节的内容为主，在学校安排的课时内完成（48学时）。针对每章节重点和难点进行详细讲解，而对学生在微课和学习平台上已经学习的基础性内容则少讲或不讲。

实验教学分为基础性实验和设计性试验，基础性实验包括土壤阳离子交换量的测定、室内甲醛水平检测、水体中总铁与亚铁离子浓度的测定等实验内容；设计性实验主要以化学手段解决环境问题，如利用光Fenton对偶氮染料进行降解、新型吸附材料的制备以及对重金属吸附的探索实验。设计性实验需要学生自己确定实验药品、实验内容、设计实验步骤，实验教材以我校环境化学教研组教师出版的《环境化学实验》为参考教材[5]。而实践教学则邀请校企合作的专家给学生讲授环境监测和治理过程中用到的环境化学知识，做到学以致用，把课堂学到的理论知识升华为实际技能；同时组织学生到环境监测站的实验室去参观，详细了解环境监测过程。

（五）综合化考核体系的建立

由于整个教学过程分为线上和线下两个部分构成，而线上和线下又由不同的环节组成。因此对学生的考核体系不能在按照以前“一考定乾坤”的考核体系，而需要建立一套系统的多元化的评价体系。评价体系应对线上预习、线上作业、线上讨论、线上实验和课堂考勤、作业、实验以及实践等环节的成绩进行综合评定，以全面科学地评价学生的学习过程。

二、展望

混合式教学在环境化学课程中的应用促进了教学理念及课堂主体的转变，教师一改“说书先生”的角色，把更多精力放在与学生沟通交流上，培养学生的创新精神。

混合式教学增加了教学方式的互补性及教学体验的主动性，进一步提高教学质量；以学生自主性学习为主要特征的混合式教学有利于激发学生的思考能力，有效增强学生的教学参与主动性。

混合式教学满足了环境化学教学需求的时效性，不断完善教学内容：利用丰富的网络教学资源将传统教材延伸到视频、音频、图片等，使学生及时了解传统课堂所未涉及的学科前沿以及不断出现的新环境问题，从而引导学生对教学中的重点、难点有更科学、全面的认识。另一方面，加强了优质教学资源的建设与共享。

混合式教学促进了更为科学合理的考核评价方式的发展。在混合式教学中学生的参与度、发言讨论、在线视频学习、课堂测试等都纳入最终成绩，这意味着过程性考核将取代结果性考核，对学生综合水平能做出全面的评价。在“十三五”及今后更长时间内，我国的教育信息化将继续快速发展，信息化对教学的促进作用将充分显示。以混合式教学来深入推进学业评价体系改革，促进了学生全面发展。