兩種混合教學模式下清潔生產與循環經濟課程的學情分析與對策探索

王雯 張龍輝 劉桐芬

摘 ?要：文章系統分析了相比于傳統線下教學，兩種常見的混合式教學模式各自的優缺點，并以環境類專業課清潔生產與循環經濟作為案例，具體探討了其在實施中的學情與效果。其中兩種混合式教學模式分別是線上為主線下為輔和線下為主SPOC為輔的兩種模式。結果表明，混合式教學在大多數情況下優于傳統線下教學，而線下為主SPOC為輔的教學模式效果更好。但對于理解、推演、計算等高階內容，混合式教學中的線下部分和傳統的線下教學都有一定的優勢。從文章的學情分析可以看出，未來高校課程的教學改革中應注意針對性地分析特定的學習內容，選擇不同的教學策略。

關鍵詞：學情分析;環境專業;混合式教學

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）S1-0049-05

Abstract： The strengths and weakness of two common blended teaching modes were analyzed， comparing with traditional face to face teaching. Cleaner Production and Circular Economy， which is professional course of environmental specialties， was used to practice these different teaching modes. The learning situation and study effect were collected and discussed. One blended mode is based on online teaching and attached with offline teaching and discussing， while another blended mode is based on face to face teaching and attached with SPOC online teaching. The result showed that blended modes are better than face to face mode in general， while offline plus SPOC mode is even better. But in specific to high order contents， such as understanding， deducing， and calculating， face to face teaching has more advantages， which is used in traditional mode and offline plus SPOC mode. Based on this learning situation analysis， the future teaching reform in college courses need to focus on teaching strategy selection， on account of the learning contents analysis.

Keywords： learning analysis; environmental specialties; blended teaching

一、課程教學改革的背景及難點分析

在高校教學改革逐漸深化的大背景下，隨著互聯網的普及與相關技術的發展，以學生為主體，以問題為導向，增加多種媒介在專業課教學中的應用逐漸成為高校課程改革的大方向[1]。特別是2020年新冠肺炎疫情大爆發后，為避免人群聚集，線上教學、混合教學在高校專業課上的應用取得了爆發式增長。

隨著嚴格管控期間的大規模線上教學，和部分城市間歇式隔離的短期線上教學，以及后疫情時期的混合式教學，積累了大量線上教學經驗，同時也暴露出一些實際應用中的問題[2]。特別是學生群體在這樣的教學過程中，軟硬件條件和心理上的接受度，以及教學效果，有待于分析總結。

與此同時，本科教學不同于中小學的標準化教學，其中相當一部分專業課的綜合性、非標性和應用性非常突出，使得混合式教學存在特有的困難[3]。本文擬以環境與資源類專業普遍開設的重要專業課清潔生產與循環經濟為例進行學情分析，將疫情大爆發時期、后疫情時期所進行的混合式教學，與課程傳統的線下教學進行比較，以探討高校專業課在不同類型內容、不同時期下所適合的教學方式。

二、課程內容與混合式教學的方式

作為一門專業性強、知識跨度大、有一定難度，且極具應用性的專業選修課，以清潔生產與循環經濟課程作為案例，來分析本科專業課程的混合式教學改革有一定的代表性。該課程涉及到以生產為主，包含供給側至消費端的資源減量化、循環化利用的專業內容[4-5]。在環境類和資源類專業普遍作為專業選修課開設。學科內容上除需要環境與資源學基礎外，還涉及數理及化工基礎、生產中的工程內容、經濟分析和管理措施等，內容跨度大[6]。其中包括物料衡算、技術經濟分析及LCA清單分析等內容有相當大的難度。而課程本身案例豐富，具有很高的實踐價值。

對于這樣的課程，傳統的線下授課存在諸多問題。因其知識跨度大且有一定難度，授課內容難以深入。而實用性強、案例多，在有限的教學學時內學習內容與未來的實踐難免存在錯位。另外，對數理基礎和知識跨度的要求，造成學生基礎差異凸顯，學習效果不均衡。而傳統線下教學學生自主性不強、學時不足等問題在這個背景下就顯得尤其突出。對此類課程進行混合式教學改革很可能極大地提高教學效果，是非常有必要有意義的。

特別是2020年新冠肺炎疫情全球大爆發以后，我國在2-5月采取了嚴格管控措施，全國高校只能線上授課，成為探究混合式教學實施的一個契機。隨后的秋季學期中，大部分高校也采取了推遲返校，線上教學2-4周的措施。而本課程教學小組抓住這個機遇，結合兩個學期中本課程教師的線上授課、學生隔離期間的線上教學活動、中國大學MOOC精品課程和返校后的線下授課，嘗試了不同的教學模式，并進行了學情分析。

以下分別介紹這三種教學模式的具體實施。

1. 傳統線下授課主要流程及考核方法

模式1為傳統授課方式的簡單改良，以2019年春季學期為案例。教學過程以教師線下講授為主，利用公共郵箱等方式作為學生提交和交流學習素材的渠道。主要進行的教學環節包括課堂上進行的：教師講授、隨堂測驗、階段性測試和小組展示;線上進行的：素材共享和作業提交;課后線下進行的：小組討論。

期末考核的總評成績包括70%的結課成績，10%的階段性測試，10%的作業成績，5%的小組討論，及5%的平時表現。其中，結課成績為開卷考試，試卷庫抽題，試題類型包括填空、簡答、計算、論述等四種。

2. 疫情期間線上為主教學的主要流程及考核方法

模式2以線上授課為主，是2020年春季學期疫情爆發全國嚴格封閉管理，高校推遲開學后的實踐。教師在絕大部分的授課時間中都是利用QQ分屏直播的方式講授課程內容并展示PPT，同時開啟雨課堂進行隨堂測試、學生交流、小組展示等活動，只在臨近期末的兩次課程進行了線下授課;課下分布在各地的學生利用QQ進行素材共享和小組討論;同時鼓勵學生學習當時在全國范圍內免費的國家級MOOC精品課循環經濟與可持續發展型企業，在平時成績中有適當引導。

期末考核的總評成績包括60%的結課成績，10%的階段性測試，10%的作業成績，10%的小組討論與展示，5%的MOOC自學表現，及5%的平時表現。其中結課成績考核方式無變化。

3.后疫情時代線下為主混合教學的主要流程及考核方法

模式3部分學時線下授課，部分學時線上SPOC課程，是在2021年春根據上一年的教學經驗進行的改進。課程32學時的授課時間中，80%由主講老師線下講授，另20%依托國家級MOOC精品課循環經濟與可持續發展型企業建立SPOC線上課程教授。除授課外，在SPOC課程討論區進行素材交流、小組展示和論壇討論，在作業區提交作業。同時，利用雨課堂進行課堂反饋，隨堂提問，階段性測試等。課后線下進行學生小組討論。

期末考核的總評成績包括60%的結課成績，10%的階段性測試，20%的線上成績，10%的小組討論與展示。其中結課成績考核方式無變化，線上成績出自SPOC課程，其中線上表現占30%，線上測驗占50%、線上討論占20%。

鑒于清潔生產與循環經濟課程實際上先后進行了三種典型教學模式的實踐，而三種教學模式各自存在優劣勢，對學情及效果進行詳細地分析，可以幫助進一步優化未來的教學實踐。

三、課程的學情分析與教學效果評價

（一）從成績和學生反饋看三種教學模式的優缺點

對三種教學模式下課程期末的結課考試成績和總評成績進行比較，圖1顯示了成績的變化，及三種模式下成績的顯著性差異檢驗。從圖中可以看出，在三種教學模式的逐步改革中，無論是結課成績還是綜合了各方面之后計算出的總評成績，均表現出了一定的成長。兩種混合教學的模式成績均明顯高于傳統的線下模式。而兩種混合模式彼此之間卷面成績稍有增長但無顯著差異，而總評成績差異不大。說明教學改革是成功的，混合教學提高了學生學習的效果。

通過具體數據、問卷調查和討論區反饋，具體分析學情，可以看出三種教學模式各自有其優劣勢。

1. 傳統教學模式的優缺點分析

采用傳統教學模式可以借用多年來各方面積累的經驗，有著成熟的運行流程和評價方法，其優勢是教學效果穩定可靠，與現有的培養體系嵌合度高，課堂反饋直接，學生和教師較容易接受，學生單位時間的學習效率較高。

但其缺陷也是很明顯的。首先，教學形式單一，近幾年互聯網多媒體發展迅速，涌現出多種新的學習素材，這些素材形式新穎，吸引力大，但往往很難直接有機的結合在傳統的課堂教學中。其次，課內講授時長有限，在固定且相對稀缺的課內時間，要進行的教學環節相對偏多，而本課程對教學內容的深度與廣度均有較高要求，課堂上能充分展示并保證學生接受的內容遠遠不夠。這就引出了傳統教學的第三個缺陷，當課內展示內容有限時，需要學生自主學習相關內容，而傳統的教學模式不利于培養學生自主學習的能力。以上傳統教學存在的問題也是高校大力推廣翻轉課堂、進行教學改革的深層次原因。

2. 疫情期間線上為主教學的優缺點分析

線上授課本來是不得已而為之的一個行為，但從實施效果看，具備很多優勢。首先，線上授課是應對重大公共安全突發事件的一個很好的備選方案，疫情肆虐全球已近兩年，全球各高校、教師、學生群體都積累了相當多的教學經驗。另外，線上授課中教師與學生的線上互動也可以很及時，特別適合在傳統課堂中因為性格等原因不愿與教師交流的學生。從雨課堂彈幕、討論、QQ群發言的記錄來看，線上發言積極的群體與傳統課堂中發言積極的群體分布差異較大，且線上發言總體數量遠大于傳統線下課堂，教有余力的教師可以及時獲得每個學生學習效果的反饋。

同時，疫情期間線上教學暴露出一些缺陷和問題。首先，硬件條件上，學生之間受經濟條件和實際情況制約，差異極大，教師群體對新技術的掌握能力也有差異，難以標準化。其次，心理上，學生一方面沒有學習場地的約束，缺乏儀式感，另一方面沒有同學一起營造的學習氛圍，從而影響學習效果。更重要的是，非語言的信息交流受阻，教師和學生都無法及時獲得對方形體、表情、姿態等方面的信息，不利于及時調整教學策略。圖2顯示了通過問卷和討論區的反饋，學生反映的疫情期間教學軟硬件和學習心理中的問題。

因為以上這些問題的存在，整體上看，某些知識性內容的教學效果較好，而在講授一些有一定難度的教學內容的時候，教師無法在短時間同時捕捉到大部分學生掌握的程度，而學生自身保持注意力有困難，又無法像傳統課堂一樣及時求助于同學，很容易造成深度內容教學效果下降。

3. 線下為主SPOC為輔混合式教學的優缺點分析

從實踐效果來看，線下為主SPOC輔助的混合式教學結合了傳統線下授課和線上數據豐富的優勢。首先，極大地擴充了學生可接觸的學習內容，對于清潔生產與循環經濟這種牽涉面廣，背景知識要求多的課程，可以很好地彌補傳統課堂學時的不足。其次，更適合開展以問題為導向的自主學習，通過預習階段和小組討論中設置的問題，引導學生自主學習，并形成自己的專業偏好。另外，SPOC的數據支持較全面，可以實現基于數據反饋的教學調整，例如分內容、分難度、分層次、對不同接受度的學生適度調整教學進度，針對性地增減線上自學學時，推薦閱讀深度擴展資料等。

雖然混合式教學優勢很大，但相比傳統課堂也出現了一些問題。首先，對學習硬件條件的要求較高，基礎的網絡覆蓋、電腦、手機及相應的軟件配置等是必須的，對于貧困地區學生必須考慮到這些造成的經濟壓力。其次，線下授課時基于雨課堂進行的隨堂提問、討論等內容涉及多媒體任務切換處理，有研究顯示這類行為可能影響學習效果[7]，實踐中也觀察到學生注意力被分散的現象。另外，線下授課和SPOC課程總和教學時長實際是大于傳統的線下授課時長的，在呈現了更豐富的教學內容的同時，其單位時間的教學密度、單位時間的知識傳遞總量是偏低的，也占用了學生更多的課余時間進行課程學習，需要慎用。

不同的教學模式實際上顯示出在不同類型的教學內容上優勢度有差異，并沒有某一種教學模式對于所有教學內容都擅長。有必要探討不同類型教學內容適合的教學模式。將知識點進行分類細化，具體分析不同類型在不同模式下的教學效果。

（二）探究不同類型教學內容適合的教學模式

清潔生產與循環經濟課程涉及的教學內容中的重點能力包括四大類：基礎知識的掌握、吸收信息后的理解力、借助已有信息進行推演的能力和計算能力。對于不同的教學內容對這四種基本能力的要求不同。在實踐中可以看出，不同教學模式下，學生對不同能力的掌握有差異。特別是計算能力的學習效果，混合式教學中教學效果不同于其他能力的效果。

因此，選取了差異度較大的四個典型教學內容，分別分析了學生在不同模式下的掌握程度。圖3表現了不同內容側重的能力差異。四個教學內容分別是：（1）課程中以“能源”為主的資源分布、利用、氣候變化等相關的知識性內容，側重背景知識的積累，同時需兼顧信息的理解力和基于基本知識推演的能力，而對計算能力要求較低。（2）與產業生態系統中資源的循環代謝等相關的“工業代謝”內容，要求有較深厚的知識積累和對信息的理解，同時具備一定的推演和計算能力。（3）產品從搖籃到墳墓的“LCA”分析，涉及生命周期評價的基本知識框架，要求學生能夠針對不同行業進行簡單的推演與計算。（4）工業生產系統中相關物質合成轉化等的“物料衡算”內容，要求學生在具備相關知識的基礎上具有一定的推演能力，并有較強的計算能力。

實施三種教學模式后，將期末開卷考試中涉及以上四部分內容的題目篩選出來，分別進行得分統計，并以該部分題目的滿分進行歸一化，以非配對T檢驗驗證成績差異的顯著性。圖4分別展示了這四類教學內容在三種教學模式下的學習效果。可以看出，不同的教學模式下，學生對這些能力側重點不同的教學內容的掌握程度存在統計學意義上的差異，可據此分析不同能力適合的教學模式。

總體而言，除“物料衡算”相關內容外，對于其他三類教學內容，兩種混合教學模式的成績均明顯優于傳統線下教學。其中“能源”類內容，更側重知識積累，兼顧理解和推演能力，兩類混合式教學的成績均顯著高于線下教學。而疫情期間線上教學為主的成績最好，與線下相比差異極顯著，與線下SPOC結合的相比也存在顯著差異，說明對于知識性內容，線上教學很好地擴充了學生能夠接觸的范圍，提高了知識的廣度，而知識的擴展也有助于學生理解能力和推演能力的提高。

“工業代謝”相關內容對知識的廣度和信息的理解能力均有較高要求，同時還要求有一定的計算和推演能力。兩種混合式教學的平均成績均顯著高于傳統線下教學，線下為主SPOC為輔的混合式教學成績的差異極顯著，同時該教學模式的成績也略高于線上為主的混合式教學。說明混合式教學在擴充知識面上的優勢。同時，教師的面授提高了學生的理解等信息深度處理的能力。

“LCA分析”部分要求學生除具備一定的基礎知識外，還要有較強的計算和外推能力。和“工業代謝”類似，此類教學內容混合式教學顯著優于傳統線下教學，線下為主SPOC為輔的混合式教學優勢極顯著，也略優于線上為主的混合式教學。“工業代謝”與“LCA分析”部分的結果表明，對于一些需要教師引導的高階能力，如理解能力和推演能力，線下為主SPOC為輔的混合式教學具備一定的優勢，即可以通過線上部分的內容幫助學生鋪墊基礎知識，又可以在線上學習的基礎上由教師在線下進行深度教學。

而四部分教學內容中結果差異較大的是“物料衡算”。傳統線下教學和線下為主混合教學成績無顯著差異，但線上為主的混合教學成績極顯著的低于另兩種教學模式，說明線上教學對這部分內容是一個不適合的改革舉措。考慮到“物料衡算”這部分與另外三部分內容主要的差異在于對計算能力的要求非常突出，分析很可能是這部分能力的傳授，要求教師面對面給學生指導，線上教學效果較差。這一點在以往的教學交流中也有共識[8]，計算類內容嚴重依賴教師與學生的接觸互動，傳統PPT甚至無法替代板書的功能。可以想象，隔在屏幕兩端，無同學交流的線上教學，對于學生計算能力的培訓較為無力。

綜合四部分內容的學情分析來看，混合式教學相比于傳統教學的優勢還是很明顯的。特別是對知識性內容的擴充，線上教學在延長學生課后學習時間和提升知識廣度方面表現突出，而這些也是其他高階學習能力的基礎。與此同時，線下教學仍是不可或缺的，對于理解能力，推演能力這些高階能力，線上講授效果還是略差于線下課堂。而這種差異最明顯是表現在計算能力方面，面對面的講授效果明顯優于同樣的老師線上進行的講授。

因此，針對清潔生產與循環經濟這種綜合了基礎知識、理解、計算與推演能力的專業選修課，課程整體上采用線下為主，SPOC為輔的混合式教學，是當前學情下更適合的教學模式。這一點，無論是課程結課成績、總評成績的統計分析，還是考慮到不同教學內容分項的分析，都是一致的。

而在課程具體教學學時的設計中，應該考慮教學內容，基于不同內容所要求學生能力的差異進行分析，安排線上線下學時分布。例如，可以將更多知識性內容分布在線上學時中，有助于利用現有的國家精品MOOC等網絡資源擴充知識范圍。同時，以此為先導，在知識性內容線上學習之后，再安排相關的理解性和推演性的內容在線下學習，節約了線下學習時間的同時，這些高階教學內容也更適合線下教師面授。特別是對于“物料衡算”這類計算能力培訓尤其突出的內容，應側重線下學時的安排。

四、結束語

近幾年，隨著各高校教學改革的推進，線上教學、混合式教學的實踐逐漸豐富。特別是疫情后，世界范圍內線上教學呈爆發式增長，也涌現出了相當多的教學形式探索。因而很有必要在此基礎上，對這些教學形式的實際運行效果，操作中的學情進行詳細分析。特別是有針對性地結合不同課程特點，探索適合的教學模式。

本論文以環境資源類專業課清潔生產與循環經濟的實踐為例，分析了兩種不同模式的混合式教學，與傳統線下教學的學情差異。證明針對此類課程，混合式教學總體上效果優于傳統單一線下教學，但應詳細分析具體教學內容，針對不同內容涉及的培養能力特點，設計線下線上學習的學時占比與具體教學實踐。

參考文獻：

[1]張其亮，王愛春.基于“翻轉課堂”的新型混合式教學模式研究[J].現代教育技術，2014，24（4）：27-32.

[2]張倩，馬秀鵬.后疫情時期高校混合式教學模式的構建與建議[J].江蘇高教，2021（2）：93-97.

[3]姜倩，李艷，錢圣凡.基于大數據的高校精準教學模式構建研究[J].高教探索，2020（11）：31-35.

[4]曲向榮.清潔生產與循環經濟[M].北京：清華大學出版社，2011：1.

[5]奚旦立.清潔生產與循環經濟[M].北京：化學工業出版社，2014：4.

[6]陳潤羊.基于行動導向的“清潔生產與循環經濟”教學改革研究[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版），2015，28（1）：143-145.

[7]Simon Amez， Stijn Baert. Smartphone use and academic performance： A literature review[J]. International Journal of Educational Research， 2020，103.

[8]Kaveri Subrahmanyam， Minas Michikyan， Chirstine Clemmons， et al. Learning from paper， Learning from screens： Impact of screen reading and multitasking conditions on reading and writing among college students[J]. International Journal of Cyber Behavior， Psychology and Learning， 2013，3（4）：1-27.