线上线下混合式教学模式在“环境监测”课程教学中的研究探索

蒋玉婷 夏伟 潘自平 冯艳斐

茅台学院资源环境系 贵州仁怀 564500

一、课程背景

社会经济的快速发展对工程应用型本科高校建设的学科布局、专业建设、课程设置、知识模块、技术技能标准、师资队伍配备等方面提出了新的要求。当前，各种资源的消耗量不断增加，对走可持续发展道路对环境保护工作提出更高的要求，“互联网+”技术、“工业时代4.0”等为技术的创新提供了新契机。“环境监测”是环境相关专业较为重要的一门专业基础课程，是环境学、化学和生态学等多学科交叉的一门课程，具有较强的实践性，属于应用技术型科目，对环境相关专业的课程起着基础支撑的作用。在新工科背景下，培养符合专业认证标准的本科环境专业人才，为区域经济和产业发展提供人才支撑是每一位教师的职责。在教学过程中要不断地改进教学方式，注重教学内容的创新，重视环境监测在环境相关专业人才培养中的重要地位。

环境监测在环境保护各项工作中都是必不可少的一环，与其他相比，该门课程对学生的综合能力要求较高，鉴于该门课程的重要性，旨在通过借助“互联网+”技术从传统教学模式向在线学习模式延伸，探索“环境监测”课程线上线下混合教学模式的应用研究情况。

二、“环境监测”课程特点与存在问题

“环境监测”学习内容覆盖面广，专业性较强，包含水、大气和固废等污染的监测技术和方法，立足学校实际，其教学目标是培养应用技术型人才。结合环境保护行业技术规范开展教学，希望学生通过学习水环境、大气环境、固体废弃物、环境生物等监测方案的制订、采集、保存样品、前期处理、检测方法的选择和结果的分析的全方位监测，掌握环境污染物的监测分析及处理环境监测实践问题的能力，为学生以后从事环境保护领域方面的生产管理、技术及研究工作奠定良好的基础，培养符合国家需求的环境专业领域的应用型技术人才。

该门课程开设于第5学期，课时量共计32学时，课时量较少(含实践教学)，对系统开展理论教学和实践教学工作提出了要求和挑战。经过纯线下理论教学、纯线上教学、线上线下混合教学的教学方式，针对“环境监测”这门课程在教学过程中存在的问题进行梳理，主要有以下几个方面：

(一)理论性较强，学生缺乏兴趣

“环境监测”课程涵盖内容多，与多门学科都有交叉，逻辑性及系统性较强，在学习过程中，对学生的专业知识储备有较高要求，且需要学生具有较强的抽象能力和扎实的实验操作技能。由于学校学生的基础理论知识不够扎实，导致学生在专业学习中对专业理论的理解度不够，最终导致学生对“环境监测”这门课程缺乏兴趣。在课堂理论知识讲授过程中，学生也较难跟上理论学习的进度。

(二)纯线上效果较差

纯线上教学主要采用多媒体教学方式，优点是节约板书，学生可随时进行重听、回放，不受时间和空间的限制，然而其缺点也尤为明显，线上教学老师与学生之间缺乏有效的互动，无法像线下教学那样直观地展示板书教学过程，学生即时反馈的情况也难以把握，课堂学习对学生的监督力度也同时降低。且线上教学需要学生有较强的自控能力，通过问卷调查发现大部分学生的自控能力表现较差。

(三)教学内容多，课时设置不足

“环境监测”这门课程专业性及综合性较强，涉及的知识点也相对广泛。在实际的教学过程中，课堂授课内容完全依托于教材，将教材上知识无差别地灌输给学生，容易出现教学内容过多而课时分配不足的情况；而在授课中存在选择性教授，且没有对教材中较为陈旧内容做出调整，导致教学没有充分发挥出应有的作用，实际教学效果不够理想。

(四)实验课程讲授难度大

该课程涵盖内容多，设计实验环节时，在理论的讲授中，多以监测技术规范和标准进行讲解，在相应的实验课程中，学生需要根据监测需求选取正确的监测技术规范和标准，但在实际的过程中情况多样，学生对正确的技术规范和标准的使用一知半解。且由于该课程学时较少，设计实验环节时不能有效对理论学习的水、大气、固废等污染的监测技术和方法进行全覆盖。

综上所述，当前“环境监测”的教学方法难以激发学生学习的积极性，纯线上教学、纯线下教学均较难达到教学目的，因此考虑线上线下混合教学模式能有效解决这些问题。

三、线上线下混合教学的优点

混合式教学是将线上教学和传统教学的优势结合起来的一种“线上+线下”的教学，其目的在于将两种教学形式有机结合。线上教学是整个教学活动的辅助，学生可以利用碎片化时间在课前将教师布置到网上的知识点和视频学习完，带着问题去课堂；线下教学基于线上的前期学习，然后在课堂上开展更加深入的教学活动，可以通过小组讨论、教师答疑等方式解决学生的疑问，进一步加深对知识的理解和运用。“线上+线下”的教学打破了传统过程中教师单向传输理论知识的教学方法，使教师起到引导作用，能使学生充分发挥其主观能动性，达到更好的学习效果。

四、“环境监测”课程线上线下教学模式设计

“环境监测”课程线上线下混合式教学模式设计是以“成果导向、以学生为中心、持续改进”为理念，通过“预期学习产出—教育过程—评估学习产出”的线路，采用教师理论指导、企业工程师实践指导的方式，让学生参与监测的全过程，不断优化教学内容和教学组织，提高学生的学习兴趣和学习效果。

“环境监测”课程线上线下混合教学模式设计方案是将知识体系分为“基本理论、知识延伸、实践应用”三个层次，将教学模式分为“微课MOOC、理论教学、实践教学”三种形式，在“网络覆盖地、多媒体教室、实训基地”三种教学场所进行教学组织。

具体呈现形式如下图：

“基本理论”知识体系学习主要通过网络教学开展。首先，选择学生适应的网络教学平台。在平台上，任课教师将“环境工程”的教学大纲、课件、教学案例、MOOC的在线精品课程等共享给学生；在平台内，学生可以随时选择观看教学资源内容，教师可以查询学生的学习进度和观看时长。其次，加强题库建设。要求学生在课堂教学前完成相关习题练习，这有利于任课教师对学生自学后掌握的知识进行评价。最后，在网络教学平台上搭建交流平台。鼓励学生在平台上分享观点或提出疑问，任课教师尽量做到第一时间为其答疑解惑。

“知识延伸”知识体系学习主要是课堂理论教学，任课教师通过查看平台上学生视频、资料的学习记录，掌握学生课前学习进度；通过查看学生的习题完成情况，掌握学生对知识的理解程度。结合环境类标准的修订和当地产业发展，将水、大气、固废等污染监测的知识融成一个整体，删除重复、陈旧的内容，优化更新教学内容和结构，使授课内容更好地适应学生培养的需求。在课堂教学中，引导学生在学习过程中找到水、大气、固废等污染检测的知识点之间的联系，帮助学生思考和解决问题，促使学生系统地学习专业知识。

“实践教学”知识体系学习主要是现场教学，在“MOOC微课、理论教学”两部分学习中穿插实践教学，培养学生解决问题的能力和创新能力，增加对理论知识的理解和掌握。一种是融入任务驱动教学模式，教学过程中采用双导师制，理论导师进行理论知识指导教学，实践导师(企业工程师)发布监测任务和负责过程把控，重点培养学生在监测数据收集、整理、评价和分析等方面的能力。将学生进行分组后设置不同的任务，发挥学生的主观能动性，由学生根据任务设计实验方案和执行，包括监测方案的设计、布点优化、样品采集及预处理、运输及分析测定等内容。在实践过程中，教师参与讨论和指导，引入案例教学，引导学生完成任务，及时解决过程中遇到的问题。任务完成后，学生撰写分析报告，不同小组之间进行分享、讨论、评价。另一种是构建校企合作平台，将学生的校内学习和企业锻炼有机融合在一起，使学生走进监测单位或企业现场进行学习或跟岗锻炼，学习结束后，撰写学习报告，和其他同学进行分享和交流。

五、“环境监测”课程线上线下混合式教学模式的效果分析

课程考核是用于衡量和评价“教与学”两方面是否达到教学目标的一种手段，也是评价和改进课程教学的基本途径。教学评价聚焦在学习成果上，强调达成学习成果的内涵和个人的学习进步。通过学生课堂观察、实践表现、理论考察等方面，对学生的学习效果进行评价。

根据网络平台数据统计显示，学生任务点的完成率平均达到80%以上，线上测试题的准确率达60%，学生的自主性和积极性得到了有效的调动。在课堂上，线上任务点完成较好的学生课堂表现活跃，能较快地理解和吸收讲授的理论知识，课堂效率提升明显。

由于课时限制，任务型实践课仅设计了校园大气二氧化硫的测定和赤水河监测断面调查、水样采集和保存两个实践内容，选择任务型实践课开设后，学生普遍反映学习兴趣显著提高。任务型实践课采用的评价从方案、报告、知识掌握度方面进行综合评价，根据每个学生能达到的教育要求程度，赋予从不熟练到优秀的等级。通过任务型教学，加强了师生互动，有效地促进了学生自主学习，同时促使学生主动思考理论知识的应用场景和方式，充分调动了学生对该门课程的积极性，针对学生的评价中发现，在任务型教学分组中起主导带队的学生更易获得优秀评价。

线上线下混合教学模式开设后，学生理论考试成绩优秀、良好人数较之前有显著的提高。根据不同层次学习总结发现，网络平台学习自主性强的学生在课堂表现、实践课的表现较为活跃，对知识的理解和吸收更熟练，基础更为扎实，在选择性开展的跟岗实践中，带队教师(企业工程师)的反馈评价也较为优秀。

结语

线上线下混合式教学模式在提高学生学习的积极性、主动性和学习效果的同时，也促使教师能充分利用网络教学平台的评价功能，帮助其不断优化原有的教学计划和过程。“微课MOOC、理论教学、实践教学”教学方式充分利用网络平台资源，结合传统课堂教学，融入实践教学，将“以教师、教材”为中心的课堂教学模式转变为以学生主动学习为中心的教学模式，着重培养学生良好的思维和学习习惯，促进学生的自主学习能力和创新能力的提升。未来还将继续探索线上线下的混合教学模式在“环境监测”这门课程中的应用，在教学过程中结合当地的环境和发展现状，不断完善教学内容，不断优选实践教学项目，在实践中去检验教学成果，保证实践教学的应用型和有效性，在应用中不断完善和提高，全面提升教学效果和教学质量，培养出满足社会需求的高素质、高水平的环境监测技术人才。