环境学实验课程线上线下混合教学模式研究

王 楠,金雪松,张延鹏

(1.长春师范大学,吉林 长春 130032;2.长春市九台区六台中心学校,吉林 长春 130517)

随着信息技术的飞速发展,为顺应“互联网+”时代教学模式的变革和发展,提升高校人才培养质量,本文探索建立了环境学实验课程线上线下混合教学模式。从实验课程准备、实验线上教学、线下实验实施及持续的意见反馈四个模块进行研究,旨在帮助学生增强自主学习意识,培养创新精神,提高实践能力。

1 环境学实验课程线上线下混合教学研究背景

1.1 课程研究背景

《中国教育现代化2035》中指出:“加强课程教材体系建设,科学规划大中小学课程,分类制定课程标准,充分利用现代信息技术,丰富并创新课程形式”[1]。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2022—2022)》中明确指出:“信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视”[2-3]。为了适应信息化时代的蓬勃发展,满足当代大学生的学习需求,传统课堂教学模式改革迫在眉睫。

环境学实验课程是环境科学专业课程教学体系的重要组成部分,与理论教学相辅相成。教学基本任务是对学生进行基本技能、实验方法和创新能力的训练[4],使学生加深对大气环境、水环境及土壤环境的基本概念、现象及相关原理的理解,掌握一般实验技能及仪器设备的使用方法,学会实验数据的处理及分析,具有一定的解决环境实验技术问题的能力。

1.2 课程存在的问题

随着教育水平的不断提高,传统教育模式暴露出很多弊端;在当前的实验课程中,仍存在一些亟需解决的问题[5]。

一是教学目标缺乏层次。著名教育家布鲁姆把教学目标分为六个层次:知道、理解、应用、分析、评价、创造[6]。传统教学方法往往忽视学生的差异性,不利于分层次设计教学目标。教师应根据学生的不同水平和能力,设定不同的策略指导方法并布置相应的作业,避免学生培养的两极分化问题。

二是教学内容设计滞后。环境学主要涵盖环境自然科学、环境技术科学和环境人文社会科学等领域的内容。随着环境问题的日益严重,技术与应用知识也不断更新,导致教学内容的设计出现一定的滞后性[7]。教师根据新技术新方法设计新的教学内容时,会发现实验室没有更新实验所需的仪器设备及实验耗材,导致部分实验课程无法开设。

三是未适应学生的需求。泰勒目标模式认为,如果要对教学目标作出明智的选择,必须考虑学生的需要[8]。传统教学往往过于死板,忽视学生的心理感受、体验,不重视学生的个体体验。教学中应适当地将课程内容与学生的心理素质及社会适应能力等联系在一起,让学生从课程中获得专业知识的同时增加学生的情感体验,引领学生的价值导向。

为弥补传统教学模式的诸多缺点,提升课程的教学效果,本文提出在环境学实验课程中开展线上线下混合教学模式的研究,根据实验课程的特点,设计并构建混合式教学模式的具体设想及实施方案。

2 教学过程组织与设计

构建环境学实验课程线上线下混合教学模式,重点从四个环节进行,分别为实验课程准备、实验线上教学、线下实验实施及持续的意见反馈(图1)。这四个环节层层递进,为混合教学模式改革的开展奠定良好基础。

图1 混合教学模式设计图

2.1 实验课程准备

教师要为学生准备充足的学习资料,供学生在课前自主学习。课程资料形式是多样的,包括实验课件、微课、实验视频、习题集等。同时,教师要清晰地发布实验学习任务,根据学生的差异,提出不同的任务书内容。

2.2 实验线上教学

此阶段以学生为主体,以线上资源为引领。学生在线学习实验原理,熟悉实验方法及步骤,明确实验目标。考虑到线上学习环境比较宽松,为保证学习的有效性,教师需通过平台实时与学生进行互动交流,跟踪学生的学习情况,对未完成学习任务的学生进行线上指导和监督。学生可随时通过平台留言提问,教师在线逐一解答。

2.3 线下实验实施

在实验室内进行实验实操。基于之前两个环节,学生对实验内容有了基本的了解,此阶段教师是课堂活动的组织者。实验操作前,针对实验原理、实验步骤、实验内容等对学生进行提问,检验学生线上学习的效果。实验操作中,学生互相监督操作的规范性,教师鼓励学生独立解决操作问题,组织学生讨论疑点难点。实验结束后,组织学生进行实验结果分析与讨论。

2.4 持续的意见反馈

课程结束后,教师通过面对面访谈或问卷调研方式,多角度、全方位对学生学习效果进行评价。通过反馈意见,教师掌握学生对课程的适应能力,在此基础上不断调整、完善教学设计。

3 课程教学效果评价

通过对学生进行问卷调查,了解学生的知识基础、学习倾向性和学习探究能力等实际情况,使教学策略更能体现以学生为主体这一核心思想,促进教学设计的完善。通过访谈获取课后反馈,以便了解混合式教学模式存在的问题,并及时作出修正和解决。采用线上方式对学生进行问卷调查及访谈,在基础理论知识指导下,根据调查结果进行分析,得出相应的结论。

本研究选取化学学院环境科学专业两个年级(2018级,2019级)学生作为研究对象,学生的实验学时、实验内容及平均年龄无明显差异。调查问卷主要包括以下几个方面:(1)学生对课堂教学的反馈;(2)学生视角下课堂教学情况;(3)课程需求分析,包括学生学习动机、学习兴趣、学习收获等;(4)学生对线上线下混合教学模式的态度。

分别对传统授课方式及混合授课方式满意度、课程内容掌握满意度、课程目标满意度、课程设计满意度及课程整体满意度进行了调查。由图2和图3可见,与传统课堂教学相比,混合式教学方式的整体满意度比较高。传统教学中对课程课前准备及课后布置的满意度、对课程目标的满意度、对课程设计的满意度都比较低,其中对课程内容掌握的不满意度高达44%。这主要是因为线下教学往往忽视学生的差异性。在实验课程教学过程中,教师教授并操作后,部分学生并没有完全理解实验过程,不能够独自完整地完成实验。由于实验时间有限,大多数学生都会求助其他学生来完成,致使学生缺乏独立思考能力及动手实践能力。混合式教学中,学生可在线上对课程反复听、反复看,能很清晰地看到老师的示范和讲解。当学生充分了解实验原理及实验过程后,线下实践才会顺利进行。

图2 传统授课方式满意度调查结果

图3 混合授课方式满意度调查结果

混合教学模式下学生学习态度调查结果如图4所示。通过调查结果可以看出,绝大多数学生能自主完成学习,并积极探索。混合教学模式提高了学生的学习兴趣、实践能力,学生都有较大的收获。这是由于混合式教学把传统教学的时间和空间都进行了扩展,“教”和“学”不一定在同一时间同一地点进行。传统教学普遍以教师为主导,老师教,学生学,忽略了学生学习的主体性,学生对学习往往缺乏兴趣和积极性。传统教学更注重学生对所学知识的掌握,忽略了对学生学习能力的培养,不利于激发学生的创新思维和创新能力。混合教学模式将课程学习的两个步骤——理论传授与实践运用分别放在线上与线下,线上学习通过预习资料、学习视频与习题自测等环节来完成,线下学习通过实操训练、交流探讨、合作互动等形式来完成。混合模式的学习过程充分体现了教师的主导性和学生的主体性,激发了学生的学习兴趣,锻炼了学生的探索能力。

图4 混合教学模式学生学习态度调查结果

混合教学模式不同环节满意度调查统计结果如图5所示。结果显示,学生对混合教学的满意度高达80%以上。混合模式教学构建了实验课程理论与现代技术应用相结合,重视教学过程中学生的参与性,线上线下相辅相成的课程体系。混合式教学使学生学习的热情增加、学习效率提高,使师生之间的交流都更为顺畅,进而完成从理论到实践,再从实践回到理论的升华过程。调查结果表明,混合教学模式提高了学生的综合分析能力、设计能力以及创新意识。

图5 混合教学模式不同环节满意度调查结果

4 结论

本文从环境学实验课程线上线下混合教学研究背景出发,设计了混合模式的教学过程,并对课程教学现状进行了调查与分析。研究结果表明,与传统课堂相比,混合教学模式更能够体现学生的主体性,激发学生的学习兴趣,锻炼学生的探索能力,进而提升课程的教学效果。线上线下混合教学模式充分体现了教育教学和信息技术之间深度融合的必要性,但其课程体系还有待完善。在实施过程中需注意加强教师培训,注意线上线下教学中各个要素的合理分配与整合,同时要大力推进技术支持和良性机制的建设,为混合教学模式的改革发展提供科学的支撑与指引。