基于混合式教学模式的教学改革探讨

李珊红 李彩亭 翟云波

[摘 要] “大气污染控制工程”是环境工程专业的必修课，其传统课堂教学模式在疫情新形势下突显不足，受时空限制，而在线教学模式既可发挥老师的主导作用，又能满足学生课后自主学习的需要。混合式教学模式集中了传统线下教学和现代网络在线教学的优势。基于混合式教学模式对该课程进行教学改革探讨。主要包括重构课程体系、优化课程教学内容、调整教学方法及完善评价方式等方面。混合式教学模式使得教师的教学行为和学生的学习由课堂扩展到课堂外，有效缓解课程时空受限问题，并能实现课程思政，为社会培养新型专业人才。

[关键词] 大气污染控制工程;混合式教学模式;教改

[基金项目] 2018年度湖南省社会发展领域重点研发项目（2018SK2033）

[作者简介] 李珊红（1975—），女，湖南汨罗人，博士，湖南大学环境科学与工程学院副教授，硕士生导师（通信作者），主要从事大气污染控制工程及环境过程模拟与优化研究。

[中图分类号] X701.2 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）14-0080-04 [收稿日期] 2021-07-15

引言

“大气污染控制工程”不断地进行教学改革与实践，如多媒体教学、项目式教学、小班讨论等，课程教改取得一定成效[1，2]。近几年MOOC课兴起给教育带来了新机遇与挑战，正深度改变着传统的教育教学方式、思维模式和学术组织形式，重构全球高等教育的新格局[3，4]。但单纯的线上MOOC教学模式无法保证学习效率，同时因缺乏师生间互动和课程思政育人受到质疑。在线教育时好时坏，难以界定[5]。针对这种弊端，混合式教学模式应运而生，它结合了传统教学模式和在线教学模式的优势。混合式教学模式下教师既可在线进行理论知识的教学，线上布置作业，学生线下完成，线上提交;教师也可线下批改作业，线上提交。另外，线上教学教师主要是引导学生思考、分析问题，重在“导”;并对课程的重点难点进行阐述，可以不受时空限制;而传统线下模式的实验、设计及实践等活动则可以更好地培养学生的实际动手和自主创新的能力。这种混合式模式既发挥了教师的主导作用，又可满足学生自主学习的需要[6]。因此，新形势下基于混合式教学模式开展教学改革。从重构课程体系、优化课程教学内容、调整教学方法及完善评价方式等方面探讨课程教学改革，实现从传统课堂教学向在线教学迈进目的。

二、教改内容

（一）重构课程体系

“大气污染控制工程”是高等学校环境工程专业的一门专业核心必修课。主要讨论大气污染控制的基本理论、各种控制方法的基本原理、典型控制设备的结构特征，以及典型工艺和设备的设计计算，以培养学生分析和解决大气污染控制工程问题的能力。结合大氣污染控制工程实验、课程设计及毕业设计（论文）等其他教学环节，为学生进行大气污染控制工程设计及系统分析、科学研究及技术管理打下必要的基础。“大气污染控制工程”课程教学体系如图1所示。理论教学是前提和基础，实验教学与实践教学是补充、拓展。理论教学中的先修课程（环工原理、普通化学、流体力学等）是必修课程（大气污染控制工程）的基础。大气污染控制工程理论课程与该课程的演示实验课以线上教学模式为主;而实验操作、课程设计和实习实践等环节以线下教学模式为主。因此，新形势下基于混合式教学模式建立条理清晰、层次分明的课程体系有助于老师引导学生利用在线课堂学习，加强学生对“大气污染控制工程”知识的理解和提升创新能力。

（二）优化课程内容

目前“大气污染控制工程”课程理论教学选用教材是由清华大学郝吉明等编著的《大气污染控制工程》（第三版）[7]。该教材2010年1月出版，其内容适应80～100学时，且部分内容陈旧过时。学校为培养符合社会需求的人才，不断改进学生培养方案，调整课程设置，导致教学学时缩减，传统教学模式下要补充新知识因课时限制较难实现。实验教学为自编项目式教学，实习和实践环节为线下教学模式。拟对理论教学和实验教学中的演示实验部分采取线上教学模式，以突破传统理论课受时间和空间限制的局限性;操作实验、课程设计和实习实践保留线下授课模式。这种混合式模式可以实现教学内容基础性和应用性相互融合;突出重点和难点;并实现教学内容经典性与前沿性的相互补充。

1.教学内容基础性和应用性相互融合。将“大气污染控制工程”课程的知识点分类，按照基本概念—原理—技术方法—设备设计及运行条件等主线理清课程脉络，重组课程知识，使教学内容模块化，理论教学课程模块如图2所示。第1、12章为概论内容，主要介绍大气污染的基本概念和全球大气污染，这部分内容，每年需要补充更新相关的法律法规，引入社会热点、难点问题。第2、3、4和5、7章是基础理论。其中第2章主要是讲污染物的形成、产生过程及机理;第3章为影响污染扩散传输的气象条件;第4章为大气污染的扩散估算模式。第5、6章侧重于颗粒污染物控制理论技术及装备。第7—11章为气态污染物的控制理论及装备。第13章为净化系统设计。借助网络平台，教师按照课程教学体系和理论课程模块等建立网上资料库。概念性内容以学生自学为主;线上授课时，教师重点讲述相应模块的理论难点及相关设计计算方法原理。线上授完理论课后，学生实验操作深入认识理论知识。同时教师线上布置课程设计任务学生线下独立完成设计方案设计计算说明书，并对较好的实验方案讨论，注重学生创新能力的培养。并且组织学生线下参加专业实习实践活动，强化学生理论联系实际的意识，为学生创造提高实践素质的机会。

2.教学内容重点与难点相突出。大气污染控制工程课程重点讲述典型污染物（PM、SO2、NO、VOCs及机动车尾气等）的形成机理;烟气体积的估算;阐明净化装置性能的评价及设计方法;气态污染物的控制原理与设计计算。难点是特殊条件下大气污染扩散模式及浓度估算;颗粒的捕集及气态污染物的吸收、吸附和催化理论。而大气污染气象学;颗粒粒径分布、理化性质等内容可相对简化。如对装置性能评价时着重讲清楚性能评价包括的技术指标和经济指标。技术指标又包括风量、风压和效率。风量涉及标态、参比状态和工况。如果装置不密封，还可能存在漏风现象。如果是装置里的风漏出来污染室外环境;如果外面的风渗入系统里，增加风机负荷，使得能耗增加。关于这个知识点，教材的相关内容没有深入讲解，学生很难通过自学掌握;这部门内容需要补充和参考多种教材及文献资料，才能深入浅出地把这个问题讲清楚透彻，从而让学生把握住重点和难点，有利于知识的消化与吸收。

3.教学内容经典性与前沿性相补充。传统教学内容多以成熟经典方法工艺技术为主。而新方法新工艺新技术常因课时限制不能详细讲解。开启线上教学模式后，教师可在现有教材基础上，多借鉴吸收国内外优秀教材，根据教学中的重点难点及国际国内前沿热点问题，提前上传相关教学资料并布置思考问题或者开设专题讨论板块，让学生提前预习，自主学习，然后带着问题在线上课，老师针对共性重点问题在课堂上进行答疑解惑，还可以线下收集资料，设计几个问题开展讨论式教学。如补充近些年备受社会关注的雾霾、大气复合污染、打赢蓝天保卫战、疾病预防与大气污染之间的关系等社会热点问题，加强互动式教学，充分调动学生的学习积极性。备课过程中收集典型案例、权威刊物中相关重点学术论文、实验最新研究成果及新法律法规等资料到课程教学中来，以丰富网络教学平台的教学资源库。教学过程中注意及时替换或增补新方法新工艺及新技术等内容，使课程教学内容始终紧跟国内外的学科发展水平。实现经典理论和前沿问题有机统一，培养与时俱进、综合能力较强、适应社会发展需求的新型专业人才。

（三）调整教学方法

在多媒体教学的基础上，理论教学、实验教学中的演示实验部分以线上教学模式为主，教师实现从“教”到“师”的转变，更像一个导师，即从以“教”为主变成以“导”为主。实验操作、课程设计、实习实践以线下项目式教学为主。学生在老师的引导下独立思考、积极动脑动手参与社会实践和相关研究课题，从而培养学生独立自主、自由探索、勇于创新的能力。采用混合式教学模式实现大气污染控制工程课程教学方法的多样化。如在传统教学的基础上，结合计算机与网络技术，制作电子教案，实施在线课堂及课程上网等现代教育技术方法进行教学。充分发挥网络资源平台优势，教师编写并上传课程简介、师资队伍、教学大纲、教学日历、教学课件、教学内容、习题解答和教学资料等栏目至课程网站，建成课程教学平台的网上学习空间。学生通过手机电脑等登录网上课程教学平台浏览预习复习，或上传下载功能将网上学习平台内容拷贝到手机电脑里，自主学习，扩展学习空间。也可通过论坛、QQ、微信、Email等进行互动，增加线上交流时间，弥补课时不足，摆脱地域限制。在线教学时，教师还可借助图形、图像、音频、视频、仿真动画等来增强教学的生动性、直观性和灵活性，帮助学生理解、消化吸收。如在讲解雾霾对人体的危害时，可以加入细颗粒物入侵人体的动画，以帮助学生更好理解这一过程。如果在线课堂拥堵或选课学生因故不能在规定的时间内上课，学生可在教学资料的栏目里收看课程回放，不会影响对该课程相关知识的学习。如果在线系统崩溃，也可另行找时间登陆课程网站查看相关资料。或者是受条件影响没有网络，可以課后询问老师或同学，抽空补上错过的教学内容。总之，借助网络教学平台，教师的教学行为和学生的学习由课堂内扩展到课堂外，有效缓解了课时和空间受限的问题。

（四）完善考核方式

混合式授课注重过程考核和评价。考核及评价包括成绩1（理论教学和实验教学）、成绩2（实践教学中的课程设计）和成绩3（实践教学中的实习成绩）三大块。该评价体系与以往以期末考试成绩为主的成绩评定方法不同，而是确立了考核因素和成绩计算公式。成绩1=平时考勤/课堂讨论10%+习题作业10%+实验20%+期中考查（开卷）10%+期末考试（闭卷）50%;成绩2：课程设计=设计说明书50%+设计图纸50%;成绩3：实习成绩，依据实习表现和实习报告给优、良、中、及格、不及格五个等级。这种多维度、过程性的成绩评定方法，注重学习的过程，以消除学生平时不学，考前强化学的弊病，而且注重理论与实践相结合，注重对学生综合能力的培养。

结语

新形势下开展混合式教学是从传统课堂教学向在线教学迈进的过程，建立在线课程是学科建设的方向。在这一过程中，重构课程体系;优化课程教学内容（包括教学内容基础性和应用性相互融合，突出重点和难点，经典性与前沿性的相互补充等）;调整教学方法;多维度全程评价完善考核方式。最大限度激发学生自主学习的热情兴趣;培养学生独立思考、与时俱进、自由探索、勇于创新的意识;发现解决问题的实践能力和团队合作精神，从而真正实现教学相长和课程思政育人。

参考文献

[1]李珊红，李彩亭，翟云波，等.大气污染控制工程小班讨论课的探索与实践[J].广州化工，2018，46（3）：160-161.

[2]何林锦，翟云波，李彩亭，等.项目式实验教学模式及其可行性评价方法[J].实验室研究与探索，2010，29（2）：94-96.

[3]王左利.MOOC：推动课堂向“以学为主”转变[J].中国教育网络，2015，2（3）：72-73.

[4]汤敏.慕课革命：互联网如何变革教育？[M].北京：中信出版社，2015：1.

[5]胡夏楠.美国研究：慕课发展需要不断创新[J].环球零距离，2014，343（7）：78.

[6]孙向晖.基于混合式教学模式的文献检索课讨论课环节内容设计与组织[J].农业网络信息，2015（6）：135-137.

[7]郝吉明，马广大，王书肖.大气污染控制工程[M].3版.北京：高等教育出版社，2010：1-570.

Discussion on the Teaching Reform Based on Mixed Teaching Model： Taking the Course of Air Pollution Control Engineering as an Example

LI Shan-honga，b， LI Cai-tinga，b， ZHAI Yun-boa，b

（a. College of Environmental Science and Engineering， b. Key Laboratory of Environmental Biology and Pollution Control， Hunan University， Changsha， Hunan 410082， China）

Abstract： Air Pollution Control Engineering is a compulsory course for environmental engineering majors. The traditional teaching model was limited by time and space under the new pandemic situation. The online teaching model can not only play the leading role of teachers， but also meet the needs of students’ independent learning after class. The mixed teaching model combines the advantages of traditional offline teaching and the modern online teaching model. This paper discusses the teaching reform of this course based on the mixed teaching model. It mainly includes reconstructing the curriculum system， optimizing the teaching content， adjusting the teaching methods， and perfecting the evaluation method. The mixed teaching model enables teachers’ teaching behaviors and students’ learning to extend from within classroom to the outside of the classroom， effectively alleviating the spatial-temporal limitation of the curriculum. It can realize “curriculum ideological and political education”， and cultivate new professional talents for the society.

Key words： Air Pollution Control Engineering; mixed teaching model; teaching reform