“線上-線下-實踐”三位一體的《生態工程學》教學模式探討

田紀輝，蔡昆爭，黃飛，蔡一霞

(華南農業大學 資源環境學院，廣東 廣州)

一 引言

近年來，隨著互聯網與信息技術的快速發展，“微課”等基于互聯網的線上教學模式蓬勃興起。線上教學模式不僅大大拓展了優質教育資源，有效地提高了學生學習的主動性，其快速發展也對傳統教學模式提出了新的挑戰[1]。因此，將優質的線上教育資源與傳統的線下教育模式深度融合，針對特定課程及受眾群體進行教學活動設計，探索具有針對性的混合教育模式是今后教學改革的必然趨勢。

《生態工程學》是研究生態工程學原理、技術及裝配設計的應用生態學分支，其目標是結合生態學原理解決在資源管理、環境保護和各種產業類型存在的生態問題，最終達到經濟-社會-生態效益的同步協調發展。《生態工程學》的研究對象是自然-社會-經濟復合系統，教學內容與教學方式必須面向社會經濟生產實踐，才能培養學生創新意識與動手實踐能力。基于此，針對《生態工程學》課程及受眾群體特征，本文提出依托“微課”技術建設優質線上教學資源，發展參與式線下課堂教學，同時開展研究型野外綜合實踐，逐步形成“線上-線下-實踐”三位一體的混合式教學模式，以期培養學生自主學習的能力，并在研究型實踐中培養動手能力和創新意識，提高人才培養質量。

二 《生態工程學》教學中存在的問題

（一）教學內容豐富，存在“泛與專”的矛盾

《生態工程學》內容涵蓋廣泛，通常包括生態工程學原理與設計、農業生態工程、林業生態工程、環境生態工程、濕地生態工程、草業生態工程、城市生態工程和退化系統恢復生態工程等內容。在具體教學過程中，還需要結合專業特點，適時擴充與生態工程學科研、實踐相關的最新進展。可見《生態工程學》課程學科交叉性高，涉及范圍相當廣泛。但本課程理論教學時數設置在24 或者32 學時，在有限的教學時間內系統地介紹《生態工程學》的理論原理和實踐應用，教學任務比較艱巨[2]。學生普遍反映對課程教學的重點和難點把握不夠，尤其是生態工程學原理與生態工程技術在生態工程模式構建中的應用。因此，將課程教學重點內容進行優化整合，構建優質的線上教學資源，可以讓學習者突破時間和空間的限制，為多樣化和個性化教學提供了新途徑[3]，是《生態工程學》教學改革的重要方向。

（二）學生課堂參與度低，積極性不高

由于課程內容豐富，學時有限，《生態工程學》仍以傳統講授教學為主，強調教學活動的三中心（以教師為中心、以課堂為中心、以知識為中心）。即教師掌控課堂教學活動的進程，學生學習按教師設定的框架循序漸進，教師可以及時了解學生對知識的掌握情況，有利于學科知識的系統化傳授。但該教學模式往往忽視了學生個性與積極性的發展，使得部分學生對課堂教學失去了興趣，積極性不高。現代大學教育是鼓勵探求知識、思想碰撞和探求創新的場所，課堂教學的方法應該在一定程度上反映大學教育教學的精神與特質，而不是單純“填鴨式”的知識傳授。因此，在民主、寬容的環境中創造性引導學生融入教學活動，發揮學生的主體作用，在活躍教學氛圍的同時又可有效地激發學生學習的自主性與積極性[4]。

（三）實踐教學薄弱，學生動手能力差

學生對《生態工程學》理論知識的學習和掌握，最終還要應用于實踐生產，才能實現價值塑造的宗旨，因此，實踐教學在培養學生創新意識、鍛煉學生實踐動手能力方面具有不可替代的作用[5]。長期以來，實踐教學一直被認為是理論教學的輔助環節，處于“配角”和“從屬”的地位。目前《生態工程學野外綜合實習》雖然已從理論課中獨立出來，但由于校內實踐基地場地或配套不足，校外實訓基地受生產、安全、經濟效益等因素的影響，學生實習缺乏熱情，致使學生工程實踐教學環節的質量難以保證，學生自主發現問題、分析問題和解決問題的機會較少，動手實踐能力的培養不夠[6]。因此，加強實踐教學的改革與探索，將短期參觀性調研轉變成自主參與探究型的實踐研究教學模式，有助于學生實踐能力和創新思維的培養。

三 《生態工程學》“線上-線下-實踐”三位一體教學模式的構建

《生態工程學》作為一門跨學科且綜合性很強的應用科學和技術課程，綜合利用“線上-線下-實踐”教學相結合可保證學生對理論知識掌握的同時提高其實踐創新能力。具體來說，開課前，教師圍繞重點和難點構建線上教學資源與教學體系，根據教學進度安排學生進行課前自由學習并完成相關考核，調動學生學習的積極性與主動性，總計8 學時；線下課程圍繞重點生態工程模式安排代表性案例分析、討論及重點答疑，深化學生對理論知識的理解，總計24 學時；課后，依托校內外實習基地、相關科研課題等開展獨立的研究型綜合實習，培養學生的創新思維和將理論付諸實踐的能力，總計30 學時。最終形成“線上-線下-實踐”三位一體的混合式教學模式（見圖1）。

（一）構建線上教學資源，鼓勵學生自主學習

混合式教學模式的關鍵是要構建線上教學資源與教學體系。首先，教師需要根據《生態工程學》課程特征選取重難點內容并分解成許多知識點，在課程開課前做好相關教學資源（如網絡視頻、媒體報道、中英文文獻）的整合與分配，并按照章節順序制作不同知識點的“微課”短視頻。例如，講到林德曼效率在森林生物多樣性保護中的應用時，以CCTV 專題視頻——野生東北虎豹的回歸為素材，結合北京師范大學葛劍平教授團隊在野生東北虎豹保護領域取得的一系列最新研究成果，制作一期“微課”小視頻，以科研數據解釋東北虎豹國家公園建設規模是根據動物種群數量和林德曼十分之一效率演算而來，可以形象的介紹如何在生物多樣性保護中應用生態學原理。

此外，在不斷完善線上教學資源的同時，還要安排合理的線上教學體系。比如開展線上任務性教學，參照課堂教學進度組織學生個人或分組學習相應線上內容，并要求學生完成相關測試。教師可通過分析學生線上學習效果反饋，考查學生對知識點的掌握情況，不斷調整課堂學習進度以及線上學習內容匹配度，逐步構建《生態工程學》線上教學體系。這樣，教師在線下課堂上不再過多贅述識記性的知識，而把更多的精力和時間放在重難點突破上。

圖1 《生態工程學》線上-線下-實踐“三位一體”混合式教學模式設計

發展線下參與式教學，引導學生思考加深理解。學生是學習的主體，是知識的接受方，學生掌握知識的程度關系到課堂教學的實際效果。根據學生對線上教學效果的反饋，在線下課堂發展案例式和參與式教學模式，即加強對重難點的分析，充分發揮學生的主觀能動性，積極引導學生參與進來，激發學生的興趣與潛能，提高學生綜合素質。可以針對課程的重難點內容設計一些探究性或發散性的主題，引導學生進行小組討論或課堂匯報，在此期間適時引導，最終對討論中的各種觀點進行評價總結，通過討論與辯論進一步加深學生對知識的理解。例如針對我國農林廢棄物種類多、產量大、利用程度低等問題，讓學生根據所學知識自己設計農林廢棄物處理生態工程，并進一步分析實施過程中涉及的生態工程學原理、技術以及模式運行的關鍵參數、可能存在的問題等，分小組在課堂匯報討論，以學生為課堂的主體，通過案例設計與分析提高學生綜合運用知識的能力。

（二）開展研究性實踐教學，提高學生科研創新能力

《生態工程學》是一門實踐性很強的學科門類，實踐教學是理論聯系實際、培養學生掌握科學方法和實踐能力的重要平臺。首先，根據《生態工程學》理論課的教學內容設置獨立的《生態工程學綜合實習》，以案例綜合實踐教學為核心，使實習內容更加綜合，實習時間增長，使有限的實習經費使用更加集中，從而提高了實習的效率[6]。同時，為配合理論課的教學，配套一系列創新性和科研型實踐課程，強調科研與實踐相互結合的教學[5]。將實習課程與多個課題組正在開展的各級各類科研項目結合，比如依托甘蔗-大豆、玉米-大豆、水稻-雍菜間作長期定位試驗開展農業生態工程實習，以生態工程中的“生態位原理”和“生物多樣性原理”為核心，學生通過觀測和采樣獲得數據，比較分析不同間套作與單作模式下農田生態系統的作物生產力、養分循環、溫室氣體減排、病蟲害防控、綜合效益等，并撰寫實踐報告，深入分析間套作的優勢及其蘊含的生態學原理，培養學生的動手能力和創新思維。此外，還可根據學校條件開展任務驅動型特色實驗。比如利用廣州市河涌整治和華南農業大學校內濕地類型和數量眾多的優勢，要求學生分組進行不同類型濕地生態工程的綜合評價和優化（包括濕地生物多樣性與結構、水的來源、吸污排污方法、濕地的布局、濕地土壤），提出不同濕地建設中存在的問題以及解決問題的措施或建議，形成實踐報告提交，讓學生在解決問題的過程中加深對知識的掌握。

四 “三位一體”課程教學實踐過程存在的問題及對策

（一）“線上-線下-實踐”三者的協調

《生態工程學》三位一體混合式教學模式的關鍵在于不同教學環節之間的關系，若處理不好則會適得其反。要合理安排線上、線下與實踐教學環節的重點內容、學時比例，三者既要重點突出又要相互聯系。總地來說，《生態工程學》教學要理論與實踐并重，設置獨立于理論課的綜合實習，理論教學又以線下教學為主、線上教學為輔。具體而言，線上教學以重點難點知識的理解為主，約占理論學時的三分之一為宜；線下教學以案例分析和難點答疑為主，約占理論學時的三分之二為宜；實踐教學要有獨立于理論教學的課程設計，學時大約與理論課程一致。此外，在課程設計時教師要做好不同教學環節之間的呼應，如線上知識點的學習要服務于線下課堂的案例分析與討論，實踐教學環節要突出主要生態學理論在實際生產中的應用，重點在于探討不同模式的運行參數、存在問題與解決思路等，最終使不同教學環節既重點突出又相互聯系，真正實現理論聯系實際。

（二）線上教學的執行度

線上教學雖然整合了優質資源并緩解了課堂教學的負擔，但學生學習自由度較高，沒有時間和空間的約束，需要學生具有較高的自制力自覺獨立的完成學習任務。而有些學生容易受到外界環境的干擾，較難自覺進行線上學習，教學效果與進度較難把控。要解決此問題，一方面要注意線上和線下教學的分配比例，采取線下教學為主，線上教學為輔的方式；另一方面要強化線上教學的監督機制，通過課前打卡簽到和課后作業提交等方式進行，還可適當提高該部分在課程考核中的占比。

（三）學生課程的考核

“線上-線下-實踐”三位一體的《生態工程學》教學模式可以充分發揮不同教學環節的作用，有效地利用線上資源，提高學生課堂參與度與動手實踐能力，但多樣的教學組織形式會形成多樣的課程考核方式，比如線上學習打卡與測驗，線下學習的考勤、課堂作業、案例匯報與期末考試，實踐課程的調研實驗、實踐報告等多種考核方式對有些同學可能會形成課業壓力。要解決此問題，則要探討建立過程和結果并重的考核機制，并適當提高過程考核，降低結果考核占比，避免僅以考試成績或僅以實踐報告作為衡量的標準。比如在理論教學中采取過程考核（考勤、課堂測驗和匯報討論）和開卷考試相結合的做法，其中考勤、測驗、匯報和考試分別占該部分的10%、20%、20% 和50%。實踐教學考核包括考勤、調查研究、數據分析和實踐報告四部分，分別占該部分的10%、25%、25% 和40%。特別是對于依托于科研課題的創新型實踐，實踐報告可采用PPT 匯報的方式，對培養學生的團結協作、歸納總計和演講表達能力有較好的作用。

五 結語

基于《生態工程學》理論性與應用性兼具的特點，利用信息技術構建優質線上教學資源，調動學生學習主動性；推動線上教學與課堂參與式教學有機融合，加深學生對重難點知識的掌握；設計研究型實踐教學模式，提高學生動手實踐能力，“線上-線下-實踐”三位一體混合式教學是對教學模式的創新，為推動課程教學改革、改善教學效果和提升學生綜合能力提供理論參考和實踐基礎。