“互聯網+”背景下應用型示范課程“環境監測”的教學改革

李 新，劉 泉，李 華，馬 麗，王 瑛

(綿陽師范學院資源環境工程學院，四川綿陽 621006)

0 引言

2019年教育部明確提出了深化本科教育教學改革，全面提高人才培養質量的意見；實施國家級和省級一流課程建設，打造具有應用型、創新型的“金課”；積極發展“互聯網+教育”、探索智能教育新形態，推動課堂教學改革、提高課程建設質量[1].“環境監測”是一門綜合性、實踐性很強的專業核心課程，傳統的教學模式已經無法滿足應用型人才培養目標的要求；在“互聯網+”新時代下，課程教學改革勢在必行，探索和研究能夠將理論與實踐有機結合、適合課程線上與線下混合式的教學方法；目的是為了提高學生課堂參與度和學習積極性，培養符合社會經濟發展需要的生態環境保護工作高層次人才.

1 教學中存在的問題

1.1 教學目標不明確

教學目標是課程教學活動實施的方向和預期的結果.教學過程設計應緊緊圍繞教學目標展開，教學方法的選擇、教學資源的利用也要依據教學目標，教學目標就是每節課教學的靈魂和核心.而很多教師在備課時，完全按照教材的目錄、框架，自主思考及設計比較少，導致教學中目標定位不準確；上課時，教師憑著經驗和感覺講授，缺乏邏輯性和系統性；學生學完課程沒有什么收獲，只靠死記硬背部分知識點應付期末考試[2].

1.2 課堂教學方法單一

課程面向環境類專業低年級學生，對于剛剛走進大學不久的學生來說，他們缺乏獨立生活、社會實踐經驗.教學中傳統的“滿堂灌”授課模式，教師以播放PPT為主的教學手段，缺少行業及企業新穎的案例分析資料；學生無法獲得直觀地感受和體驗，學得吃力、做得辛苦，逐漸失去了學習興趣，甚至產生厭煩情緒.現代教育教學技術在課堂教學中發揮的作用效果有限[2、3].

1.3 理論與實踐教學脫節

“環境監測”是環境類專業應用性很強的骨干課程，目的是培養學生掌握水體環境、大氣環境、土壤環境、生物環境與物理環境監測的基本理論和環境監測過程中的方案設計、試樣采集、樣品測定與質量評價的基本方法，具有發現、分析和解決生態環境問題的能力.傳統教學方法是將理論知識與實踐內容分離，課堂上講授理論知識，實驗室內完成實際操作.在實踐環節中設置的驗證性實驗太多，而綜合性、設計性實驗太少，不能滿足培養具有創新能力和綜合素質應用型人才的要求[3-5].

1.4 整體掌控能力欠缺

教師作為課程教學的主導者，既要把控教學進程、課堂活動，又要預測學生反應、突發事件，并具備高超的組織、應變和駕馭能力.這需要教師具有扎實的基礎理論，廣博的專業知識，豐富的實踐經驗，還要有較強的語言表達力、洞察判斷力等綜合素質.然而教學經驗累積來源于不斷的教學實踐、總結和反思，扎實的專業知識則需要繼續教育、進修和學習，青年教師更應該注重提高自己對課程整體性和課堂教學把控能力[2].

1.5 評價機制不健全

隨著“互聯網+”時代的到來，學習成績評價機制不健全的問題暴露出來.首先，學習成績評價內容不夠全面，課堂考勤、平時作業和期末閉卷考試為考核方式；第二，學習成績評價過程不夠科學，課堂活動、實驗操作、翻轉課堂等沒有納入成績評定中；在新時代下，采用線上、線下混合式教學，課內、課外相結合學習方式都會對學生掌握所學專業知識、提高自身解決問題能力產生重要的影響[2-5].

2 混合教學模式構建

在“互聯網+”背景下，課堂教學方式更加多樣化，知識學習和技能訓練也已是多元化，新的教學手段和學習路徑應用于課程教學改革中，調動學生學習積極性、激發潛能，培養學生的創新精神與實踐能力[2].

2.1 教學設計

首先樹立以教師為主導、學生為中心的教育思想，并依據課程標準要求以及行業、企業用人需求，確定學生預期學習成果、教學目標和教學方法，建立案例、習題等資源庫.應用多媒體技術和互聯網資源，采用現代教育技術制作課件、視頻與微課等，建設課內與課外、線上與線下相結合的混合教學模式.

圖1 環境監測程序及學習單元Fig.1 Environmental monitoring procedure and learning unit

根據課程定位、教學目標和使用教材，重新組織教學內容分為水體、空氣、土壤、生物與物理環境監測五個模塊，每個模塊教學路線即為環境監測程序：環境監測方案→采樣與測試→環境監測報告，其中每個學習環節均為知識單元，如圖1.實踐環節將教學目標轉化為項目及其任務，通過完成每個任務達到課程培養目標.實踐教學環節的項目設置與理論教學環節的模塊相互對應，每個任務涉及的知識點、技能點不宜過多，任務數量可以根據課程各模塊的重點、難點而增減，參考案例如表1.在教學過程中，前后任務之間相互關聯，主要知識點和技能點反復出現，既強化了學生對專業知識理解和掌握，又體現出課程知識內容的系統性[3-5].

表1 環境監測實踐教學項目和任務Tab.1 Practical teaching items and tasks of environmental monitoring

“環境監測”課程教學設計是將理論和實踐內容有機地結合為一個整體，應用課內與課外、線上與線下相結合的混合教學模式.首先布置任務、問題引入，創設學習情境，選擇采用啟發式、互動式、探究式等教學方法，結合實際的案例分析，理論課以教師講授知識為主；實踐環節則采用項目導向、任務驅動教學模式，學生自主學習為主；完成每個模塊學習和項目實踐之后，利用翻轉課堂總結教學成果，由學生匯報、教師點評.

2.2 教學實施

2.2.1 創設學習情境 創設情境是以學生學習經歷、生活經驗為基礎，促進學生主動參與為目的，迅速吸引學生注意力，調動學生學習積極性.通過錄像、動畫、圖片等展演方式導入任務或引出問題，激發出學生學習的興趣.教師充分利用現代信息工具和網絡資源，通過在線課程、手機微信與QQ社交平臺等，及時發布與課程教學相關的學習資料，比如學生分組名單、項目任務書與實驗實訓指導書、教學日歷及實驗計劃等，學習小組的組長負責組織同學討論和任務細化，讓每位學生在課前預習、思考與查閱所需要的相關知識，學生們帶著問題和疑問進入課堂.實踐證明，學生對于有趣的任務，會專心致志、樂此不疲，養成了“發現問題—探討問題—解決問題”的思維習慣[3、6].

2.2.2 師生互動 師生交互活動貫穿整個教學過程始終，課內、課外主要特點如下：

(1)課堂組織

解決同學們發現和提出的系列問題，需要學習新的知識和方法；各模塊與單元知識學習采用教師講授為主的形式，實際技能訓練則是通過任務驅動學生自主學習形式.課堂活動包括提問、討論、答疑、總結，案例分析與知識點學習有效結合起來，加深對內容的了解和知識的認識，逐步培養應用所學理論知識分析和解決實際問題的能力.在實驗教學過程中，及時發現學生操作過程的共性問題和難點問題，做出答疑和操作演示，鼓勵互相交流和共同合作[3-5].

(2)課后拓展

在項目結束后，除布置課后作業和下一個項目要預習內容之外，每個小組還要完成環境監測方案設計、采樣測試準備、環境監測報告撰寫；鼓勵學生參加第二課堂、學科競賽等活動，指導學生申報國家級大學生創新創業項目；通過課外活動獲得寶貴的實踐經驗，豐富拓寬所學專業知識，為步入社會打下良好基礎.利用校企合作、產教融合機制，組織學生參觀學習、課程實習，直觀感受專業知識的靈活運用，真正做到學以致用，再次激發對課程的學習興趣[2、3].

2.2.3 課程考核 課程考核是為了檢驗學生的學習效果，是教師對學生的評價.采用混合式教學更要關注和加強學生學習過程的考核，確保教學目標和任務的實現.通過教學輔助軟件記錄成績，包括出勤率、小測驗、作業、實驗、作品展示與期末考試等多種形式，考核評價要客觀、全面，明確評分細則和評價標準.跟蹤學生學習軌跡和掌握學生學習情況，將不同環節的學習效果及時評價與反饋.在每個模塊或項目學習完成后，應用翻轉課堂進行歸納、總結新知識，搭建起新舊知識之間的聯系；加深學生對知識的記憶和理解，將感性知識轉化為理性知識，構建形成新的知識體系[2-10].

2.3 教學效果評價

在“互聯網+”時代下，“環境監測”課程采用將理論與實踐內容有機地結合，建立課內與課外、線上與線下相結合的混合教學模式.體現建構主義學習理論的指導思想，即教師為主導，學生為中心.學生積極主動地學習，教材成為建構知識的對象，媒體成為探索知識的工具，任務成為獲得知識的載體.經過不斷優化課程教學方案和積極嘗試教學方法改革，取得了寶貴經驗和階段性成果.教學質量評價為優秀，本科課程評估獲得良好，教學改革項目獲得教學成果三等獎，已先后獲得四川省和學校應用型示范課程建設項目.近五年，“環境監測”課程建設和教學改革取得主要成果、獎勵，如表2.

表2 大學生創新創業成果與獎勵情況Tab.2 Innovation and entrepreneurship achievements and awards of college students

“互聯網+”背景下的混合式教學改革，要求教師了解中國大學MOOC平臺上各種在線課程資源，熟悉現代信息技術和教育手段，能夠制作“微課”充實講授課程的資源庫，并及時更新上傳教學內容和資料，成為可以駕馭新形態下課程教學的合格教師.使用移動工具和教學軟件，增加了師生間的互動機會，可以實現任何時間、任何地點的學習、討論、提問與交流等活動，使學生學習變得更加輕松、自由，可以培養學生的自主學習習慣，形成良好的自律學習氛圍[2].

3 結語

“互聯網+”背景下的混合式教學改革，改變了傳統的學生被動接受知識的學習模式；以學生為中心和采用現代信息技術的教學方法，讓學生可以在任何時間、地點輕松地獲得各種學習資源，開展網絡討論、考核、比賽等交互活動.學生了解學習內容與工作崗位的無縫對接，明確學習目標及重要性，改變了學習觀念和態度，提高學習興趣和積極性；培養學生自主學習習慣，形成良好的學習氛圍，符合人類的認知規律，滿足專業課程的培養目標要求.

(1)培養學生自主學習能力，發揮學生主體作用

在學習水體、大氣、土壤、生物、物理各環境要素監測的知識和技能時，采用提出問題與解決問題、項目導向與任務驅動的教學方法，激發學生學習興趣和積極性，學會主動利用圖書館和互聯網查閱資料，擴展學習渠道和視野范圍，培養獨立思考與工作、書面與語言表達、綜合與創新能力.

(2)培養學生科學地認知方法，構建學習的知識體系

掌握并學會環境監測方案設計、布點采樣與樣品測試、環境質量評價等各環節的基本理論知識和實際技能，為今后專業課程學習以及從事環境科學研究與環境保護工作奠定堅實的基礎.滿足環境保護工作崗位要求，培養具備一定綜合素質的創新型人才.

(3)培養學生團隊協作精神，增強學生集體榮譽感

在學習過程中，通過學生間互相交流與幫助，親身體驗團隊的重要性、合作的影響力與集體的榮譽感等；同時找出自己的缺點和不足，激發勇于進取精神；在不斷增長知識、提高操作技能與培養協作精神中，建立起良好的社會人際關系.