海洋环境立体监测与评价课堂教学改革与实践

卢霞，查国震，赵屹立

（江苏海洋大学海洋技术与测绘学院，江苏 连云港 222005）

一、课堂教学改革的意义

在2018年6月21日召开的新时代全国高等学校本科教育工作会议上，陈宝生部长提出“金课”的概念。金课就是建设一流课程，其标准就是“两性一度”，即高阶性、创新性、挑战度。高阶性是指知识能力素质的有机融合，要培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。创新性是课程内容反映前沿性和时代性，教学形式呈现先进性和互动性，学习结果具有探究性和个性化。挑战度是指课程有一定难度，需要“跳一跳”才能够得着，教师备课和学生课下有较高要求。要打造“金课”，就必须重视课堂教学这一主阵地，努力营造课堂教学的热烈氛围；要合理运用现代信息技术手段，积极推进慕课建设与应用，开展基于慕课的线上线下混合式教学；要抓好国家虚拟仿真实验项目，开辟“智能”教育新途径。

传统的海洋环境立体监测与评价课堂教学多以教师讲授为主，学生的课堂学习效果则往往被忽略。尽管通过一系列海洋环境监测与评价的最新文献或案例分析等教学方式在一定程度上增强了师生之间的交流，但依然无法实现从以“教”为中心到以“学”为中心的转变。想要改变这种状况，增强教师与学生之间的互动程度，营造良好的教学氛围，科学运用教育信息化手段，充分利用慕课和虚拟仿真平台，切实提高课堂教学质量，开展课堂教学改革势在必行。

以OBE（Outcome-Based Education）育人理念[1]贯穿海洋环境立体监测与评价课程教学的全过程，围绕提高课堂教学这个主题，从“课程、课堂、课外、实践、考评”五大维度进行课堂教学改革，并利用雨课堂将手机转变为学习的工具，利用国家级虚拟仿真实验平台开展线上实验理论知识学习和网上虚拟操作实践训练，利用中国大学MOOC平台开展线上学习、课后作业和互动讨论等教学活动，突破了传统课堂对教学时间和空间的限制，实现了传统课堂与在线课堂有机结合，增强了师生互动，活跃了课堂氛围，提高了课堂教学质量，实现了以“教”为主到以“学”为主的转变。

二、OBE理念支撑下的混合式教学

OBE理念的核心就是学生中心，成果导向，持续改进。学生中心理念强调以学生为中心，围绕培养目标和全体学生毕业要求的达成进行资源配置和教学安排。在教学设计环节，要注重与毕业要求相对应的教学活动的效果；在教学过程环节，要求教与学的方法更加关注毕业要求能力的达成；在教学评价环节，要关注培养目标达成情况评价、毕业要求的达成情况评价和课程教学质量评价。成果导向强调学生学到什么，要按照“反向设计，正向施工”的思路，以培养目标和毕业要求为出发点，设计科学合理的培养方案、课程体系、教学大纲，采用合适的教学内容和教学方法，合理考核学生是否达成毕业要求。

混合式教学，即将在线教学和传统教学的优势结合起来的一种“线上”+“线下”的教学。通过两种教学组织形式的有机结合，可以把学习者的学习由浅到深地引向深度学习。线上学习可以反复观看课程核心知识点的教学视频和教学文档，开展练习与测试，参与线上大讨论等；线下学习可以对线上学习、测试、讨论情况做一些总结，教师和学生可以发现教学过程中存在的问题，做到持续改进，不断优化课程教学内容和方法，提升课程教学质量。

三、课堂教学改革实践

（一）课程维度的改革

海洋环境立体监测与评价课程是江苏省一流专业海洋技术的专业核心课程，该课程自2014年开课以来，已历经近6年的教学实践砥砺。期间，选用过多种类型的材料作为教材，其原因是国内外尚未有一本专门针对海洋环境立体监测与评价的教材。2016年，《海洋环境立体监测与评价》教材建设获得江苏省“十三五”教材规划立项建设；2019年10月，海洋出版社出版发行；2020年，作为本科生的教材开始使用。教材共8章，分别为绪论、天基海洋环境监测技术、空基海洋环境监测技术、岸基海洋环境监测技术、海基海洋环境监测技术、潜基海洋环境监测技术、海洋环境常规监测技术和海洋环境评价。该教材从海洋环境监测的五大空间视角（航天、航空、地面、海面、水下）出发，结合常规的海洋环境监测技术来介绍海洋环境立体监测的技术和方法。此外，教材还介绍了海洋环境评价的方法和流程，形成了一套科学、合理的认识和经略体系，即在对海洋环境要素开展立体综合观测和调查的基础上，通过定性与定量相结合的方法进行评价，给出海洋环境质量的评价结果，为海洋环境的治理和保护提供决策依据。教材的出版给教师和学生提供了优质的教学资源，为相关专业学生系统学习海洋环境立体监测技术与方法、海洋环境评价的方法和程序提供了重要的理论和技术支撑。2019年，海洋环境立体监测与评价课程被批为江苏省教育厅2018—2019年高等学校在线开放课程，并依据教学内容精心梳理核心知识点，在中国大学MOOC平台开设在线开放SPOC课程。通过教材和线上教学资源的“双轮驱动”建设，海洋环境立体监测与评价课程的课堂教学质量有了重要的资源保障。

（二）课堂维度的改革

课堂是学生学习的主渠道和主路径，是“金课”建设的主战场。海洋环境立体监测与评价课程课堂教学改革的核心目的是从“讲授中心课堂”转向“学习中心课堂”，课堂互动功能增强了学生的学习兴趣，促进了学生有效参与课堂环节。理论知识部分，课堂45分钟安排为：复习上节课的主要内容（10分钟）；针对上节课布置的预习内容，给学生提供5～8个问题进行思考（10分钟）；讨论（10分钟）；针对师生讨论中的疑问，教师进行解答（10分钟）；教师总结本次授课内容（5分钟）。

“雨课堂”是清华大学“和学堂”在线推出的新型智慧教学工具，包含课前学习、课上测验、师生互动和数据驱动等功能，主要基于PPT和微信实现。“学习中心课堂”的主要通过“雨课堂”课前、课中和课后的互动实现[2]，通过。课前，教师利用雨课堂制作预习课件，通过手机端推送，学生提前熟悉下节课的主要内容。课中，教师通过雨课堂公众号操控教室手机遥控器，进行理论和案例分析讲解的同时，还可进行随堂练习和课堂小测等，以查看学生对知识点的掌握情况。利用雨课堂的弹幕功能可对教师讲解的内容提出问题，促进师生交流。课后，教师将雨课堂记录的学生学习数据导出，分析学生对课程学习的掌握程度。在抽样调研中雨课堂数据分析表明：课堂考勤率为97%；发布预习课件24个；发布课堂测试题30道，学生答题率为95%，正确率为93.6%。弹幕功能统计显示：师生互动交流次数达33次。通过雨课堂可以实现课前、课中和课后的深度融合，通过有效的课堂活动，激活课堂，提升课堂教学质量。

（三）课外维度的改革

海洋环境立体监测与评价课程的课外教学活动，主要有中国大学MOOC平台上布置的作业、讨论、小视频、互评等环节和线下大作业。利用MOOC平台，学生可随时观看课程核心知识点，进一步学习课堂上尚未理解透的教学内容，也让学生充分感受线上学习、线上完成作业、线上作业互评、线上讨论的学习新方式。利用国家虚拟仿真实验教学项目共享平台上的无人机仿真实验，要求学生在线完成实验项目规定的每个环节，并取得线上实验报告，以增强对无人机的感性认识，加强学生对无人机遥控器的各个按键功能训练。线下大作业首先将学生进行分组，每组5～6人；其次，每组在规定时间内完成大作业的工作方案，明确大作业的完成思路、技术路线、人员分工和关键技术方法；再次，每组录制一段小视频，展示大作业的完成成果和实现途径；最后，提交大作业的综合报告。线下大作业突破了传统的作业布置方式，帮助学生树立系统工程思维，提升学生的学习思维素养和创新意识。

（四）实践维度的改革

海洋环境立体监测与评价课程的实践教学环节包括教学型无人机的飞行实验和基于浅地层剖面仪的障碍物识别。实验教学均采用项目学习的组织方式，主要是一种任务导向的实践学习。将全班学生分成若干组，要求每组经历实验方案设计、无人机和浅地层剖面仪原理及操作流程、飞行和航行路线设计、数据采集的参数设计、数据处理、解释和分析。通过整个实验流程的实施，学生不仅培养了团队意识，还掌握了无人机和浅地层剖面仪的监测技术和方法。最重要的是每个学生最终都会形成有形的“作品”，这也是学生创造性学习和劳动的智慧结晶，极大地激发了学生的学习热情。

（五）考评维度的改革

海洋环境立体监测与评价课程考核采用过程性考核方式进行，主要包括课堂考勤、课堂测验、线下大作业、线下实验报告、线下期末考试和线上学习全过程。其中，课堂考勤、课堂测验、线下大作业和线上学习全过程记入平时成绩，线下实验报告记入实验成绩，线下期末考试记入期末成绩，占比分别为30%，20%，50%。课程的具体考核内容、评价标准和所占成绩比例如“表1”所示。从表中可以看出：课程考核内容主要通过六种形式进行评价，每项考核内容明确了在课程总评成绩中的比例。过程化考核是成果导向教育理念全过程深入课程教学的最好体现，有助于地培养独立分析问题和解决问题的能力。常规化考核以考勤和平时表现占10%，实验报告分数占20%，期末考试成绩占70%为标准进行的考核。本研究以2017级海洋技术专业学生2019-2020学年度第2学期的课程教学为例，在期末分别按过程化考核和常规化考核进行总成绩计算，得到两种不同考核标准下的学生课程总评成绩分布，相关统计参数如“表2”所示。从表中可以看出：过程化考核方式缩小了学生总评成绩之间的差异，且偏度数据表明曲线分布与正态分布相比呈现左偏趋势；但与常规化考核相比，左偏的程度要弱得多。也就是说，常规化考核标准导致一些学生处于70分以下，而过程化考核的改革实践，改善了这种情况，提高了学生的学习积极性和主动性，取得了良好的效果。

表1 课程考核内容和评分标准

表2 两种考核标准下的课程总评成绩分布统计表

四、结论

建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程，必须把教育事业放在优先位置，深化教育改革，加快教育现代化，办好人民满意的教育[3]。随着互联网技术的快速发展，尤其是2020年蔓延全球的新冠肺炎疫情更是推动了广大教师积极开展网络线上授课，为推进教育现代化积累了丰富的经验。本文坚持成果导向教育理念，综合应用线上线下、雨课堂、中国大学MOOC和国家虚拟仿真实验教学项目共享平台进行海洋环境立体监测与评价的课堂教学改革与实践取得一定成果。但是，这种教学模式对教师和学生来说都是新生事物，都需要时间来适应这种全新的教学模式。此外，线上和线下混合的学习方式无形中增加了学生的学习量，学生能否长期适应这样的教学模式，需要进一步关注和研究。