互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下混合式融合研究型教學法在研究生教學中的應用探索

任會學 王文秀 李雪梅 羅從偉

摘? 要 混合式教學是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術飛速發(fā)展而衍生出來的一種新型教學模式，以啟發(fā)式教學為主要特點的研究型教學是研究生人才培養(yǎng)的重要方式。針對傳統(tǒng)環(huán)境生物化學教學模式中存在的諸多問題，設計提出在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下由混合式教學融合研究型教學法的教學模式，并進行教學應用和探索。應用實踐證明，研究型的混合式教學模式不但能充分調(diào)動和培養(yǎng)學生學習興趣，而且可以提升學生的獨立思考能力，發(fā)揮引導和啟發(fā)學生破除“四唯”、大膽創(chuàng)新的引領作用，提升學生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、獨立解決問題的能力，促進高水平的環(huán)境工程類創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

關鍵詞 互聯(lián)網(wǎng)+;混合式教學;研究型教學;教學改革;環(huán)境生物化學;網(wǎng)絡課程

中圖分類號：G643.2? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）10-0036-04

Exploration of Blended Teaching Combined Research Teaching?Method in Postgraduate Teaching under Internet + Environment：?Taking Environmental Biochemistry as Example//REN Huixue， WANG Wenxiu， LI Xuemei， LUO Congwei

Abstract Blended teaching is a new teaching mode derived from the?rapid development of Internet technology. Research teaching with heuristic teaching as the main feature is an important way to train graduate students. Aiming at the problems existing in the traditional teaching mode of Environmental Biochemistry， this paper puts for-ward the teaching mode of blended teaching and research-based tea-ching method under the “Internet +” environment， and carries out the?teaching practice. The results show that the teaching model based on?the research of hybrid can fully stimulate students learning interest and learning potential， inspire students innovative thinking， motiva-ting students to learn the internal resource， cultivate the students independent thinking ability， improve students ability to discover problems， analyze and solve problems， to promote a high level of environmental engineering innovative talents training.

Key words Internet +; blended teaching; research teaching; teaching reform; environmental biochemistry; network course

0? 前言

隨著我國進入以知識經(jīng)濟為代表的社會發(fā)展新階段，以研究生為主的社會高層次人才成為主要的創(chuàng)新群體。為適應這一需求，我國研究生招生數(shù)量持續(xù)攀升。據(jù)中國教育在線發(fā)布的《2019年全國研究生招生調(diào)查報告》指出，2019年全國碩士研究生報名人數(shù)創(chuàng)下改革開放40年來最高紀錄，報名人數(shù)達到290萬人。而2020年報名人數(shù)更是達到341萬人[1]。隨著研究生招生規(guī)模及數(shù)量的急劇增高，如何高質量地培養(yǎng)研究生就成為當今社會和高校教育關注的問題之一。研究生不同專業(yè)的課程教學改革也成為高校教育研究的熱點話題。

2017年，國務院發(fā)布《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，明確指出：“積極發(fā)展‘互聯(lián)網(wǎng) + 教育，全力推動信息技術與教育教學深度融合，建設課程教學與應用服務有機結合的優(yōu)質在線開放課程和資源庫。”[2]探索“互聯(lián)網(wǎng) +教育”背景下的創(chuàng)新教學模式，已成為促進教學改革、提高人才培養(yǎng)質量的主要手段[3]。

混合式教學利用互聯(lián)網(wǎng)手段，通過課堂教學方式的變化改變傳統(tǒng)課堂教學的模式，學生自主學習，主動參與教學中教的環(huán)節(jié)，變?yōu)閷W習的主人;教師作為課堂的設計者，引導學生寓學于教，將原有的填鴨式教學方式變革為互動式、交流式，充分調(diào)動學生的學習興趣、學習積極性，培養(yǎng)其形成良好的自主學習的習慣和方法[4]。研究型教學則通過問題導向，利用制定和完成適宜的科學目標，培養(yǎng)學生的獨立思考和個性創(chuàng)新能力，將科研活動融入教學環(huán)節(jié)，實現(xiàn)理論學習與實踐學習的有機結合，提高研究生的動手能力和獨立解決問題的能力[5]。

混合式教學融合研究性教學，一方面可以促進研究生的教學內(nèi)容、教學模式以及教學理論和教學評價的全方位變革，實現(xiàn)培養(yǎng)研究生提高專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)理論思維水平的目標;另一方面，兩種教學方式的交叉，可探索一條信息化條件下互動教學與傳統(tǒng)的課堂教學有機結合的新途徑，提高教學效率，將研究生培養(yǎng)與社會需求緊密結合，為培養(yǎng)出有思想、有作為、能創(chuàng)新的新型研究生人才發(fā)揮重要作用。

1? 環(huán)境生物化學課程教學存在的問題

環(huán)境生物化學課程是環(huán)境工程專業(yè)的基礎課程之一，是環(huán)境科學與生物學和化學交叉的一個邊緣學科，是環(huán)境類專業(yè)研究生的專業(yè)基礎課，對環(huán)境類專業(yè)的理論及應用研究至關重要。然而，該課程教學存在下面一些問題：

1）環(huán)境生物化學內(nèi)容多，課程體系復雜，跳躍性大，學生學習難以找到重點;

2）學生的相關學科背景有較大差異，基礎知識較為缺乏，教學模式及教學內(nèi)容難以統(tǒng)一;

3）研究生來源于不同課題組，其導師的研究方向和內(nèi)容千差萬別，對學生掌握環(huán)境生物化學知識的要求迥異，加大了課程組織的難度;

4）學生在學習過程中不僅覺得很難真正掌握與專業(yè)相關的內(nèi)容，而且不知道如何針對自己的專業(yè)需要進行選擇性學習;

5）傳統(tǒng)教學模式僅為教師教授、學生聽課，教學氣氛沉悶，教學效果不佳。

針對以上問題，依托“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境，發(fā)揮現(xiàn)代信息技術優(yōu)勢，開展線上線下混合式教學，并充分融合研究型教學模式，調(diào)動學生的學習興趣，提高課堂教學質量，使學生在有限的課堂時間內(nèi)能夠較好地、全面系統(tǒng)地掌握與專業(yè)相關的生物化學知識，有的放矢地進行教學內(nèi)容及教學模式改革，調(diào)整教學目標、豐富教學方式、優(yōu)化評價機制，探索研究生綜合能力培養(yǎng)新模式。

2? “互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下環(huán)境生物化學混合式教學模式的設計與安排

混合式教學模式突出以學生為中心，顛覆傳統(tǒng)教學方式，由教師的單一傳授改變?yōu)閹熒樱虒W中以某一研究問題為主題，調(diào)動學生主動思考、積極參與、充分討論，提高學習知識的效率[6]。因此，混合式教學模式需要學生圍繞將要在課堂探討的問題，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”資源，獨立收集資料，與相同的學習小組共同發(fā)現(xiàn)問題和分析問題，形成分析報告，在課堂中結合教師講授的知識，對自己分析的報告進行闡述，提出自己的見解，經(jīng)過師生之間討論和交流，理解消化知識，課后再對內(nèi)容進行深化，整個過程注重培養(yǎng)學生綜合分析問題的能力[7]。這種教學方式可以全方位培養(yǎng)學生獨立思考和創(chuàng)新的意識，提高學生獨立解決問題的能力，把知識學活、學精。

為此，研究采用以互聯(lián)網(wǎng)為基礎的現(xiàn)代信息技術結合以研究分析為主的傳統(tǒng)教學方式，充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”資源，打造“學生自主學習和研討問題—相關知識難點反饋后由教師指導和講解—通過師生交流討論，掌握核心知識”的混合式教學新模式，以此利用問題導向調(diào)動學生的自主學習潛能，實現(xiàn)課堂教學效率和學生培養(yǎng)質量雙提升的教學目標。

2.1? 設計適應環(huán)境生物化學課程與學生基礎的梯度型混合式教學專題

為了適應學生的不同學習基礎，充分發(fā)揮學生自主選擇和自主學習的能動性，獲得良好的課堂教學效果，設計基于學生基礎差異的梯度型教學專題非常必要。在環(huán)境生物化學教學中，結合課程章節(jié)對混合式教學按內(nèi)容進行分類設計，從大的方向將專題分為普通認知型和深度研究型。

普通認知型混合式教學內(nèi)容著重于環(huán)境生物化學靜態(tài)的生物大分子結構及理化性質。如對生物大分子蛋白質的內(nèi)容，學生難以想象出從低級二維結構到高級三維空間立體結構和空間構型的變化，就可應用多媒體的動態(tài)畫面直觀地演示出其不同空間結構的立體模型，展現(xiàn)其相互關系。再如，在講授“新陳代謝催化劑——酶化學”一章時，學生難以領會酶的活性中心與不同空間構型的底物匹配的原理。為此，在課堂教學中通過現(xiàn)代三維多媒體動畫演示，將這一過程生動立體地加以動態(tài)展示，加深學生對誘導契合學說中酶的空間結構隨著底物的變化而變化的動態(tài)特點的直觀感受，降低學生學習和理解這一抽象知識點的難度。

而深度研究型則是環(huán)境生物化學中針對不同的污染介質所采取的方法的內(nèi)在原理分析與工藝對比，這些只是需要學生運用所教內(nèi)容和查閱資料自主完成。深度研究型混合式教學內(nèi)容以分析和研究問題為主，讓學生以科學問題為出發(fā)點，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源檢索相關資料，探索科學問題的控制核心是什么，其解決思路有哪些。如染料廢水中的生物化學原理，需要分析染料廢水中物質組成的特異性，以及帶來的細胞毒性對后續(xù)的生化工藝的影響，為此采用的預處理方式的設計思路與原理分析都需要檢索大量的資料，通過系統(tǒng)分析得出一些結論并進行深度討論。

2.2? 依據(jù)混合式教學要求，設計寓學于教理念的混合式教學法

混合式教學的核心教學要求就是應用互聯(lián)網(wǎng)的開放資源培養(yǎng)學生獨立思考、主動學習和終身學習的能力，促進學生創(chuàng)造性思維的發(fā)展。因此，針對這一核心教學要求，設計實施寓學于教、師生互動、因材施教的混合式教學三原則。寓學于教的精髓就是調(diào)整教師與學生的角色、理順教與學的關系，教師根據(jù)學生的認知水平設計不同的課程內(nèi)容和知識專題，設計有針對性的師生互動式環(huán)境生物化學教學新模式。寓學于教的混合式教學分為問題導向式的概要講述與師生互動式的專題討論兩部分，具體教學結構則根據(jù)上課人數(shù)和課程課時數(shù)進行安排。

2.2.1? 課前信息交流? 任課教師根據(jù)課程計劃及知識要求，在課前一周左右下發(fā)相關的課程學習要求及任務，確定課程研討的主題和關鍵詞、需檢索的參考資料;研究生則根據(jù)教師的要求及任務，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”資源，充分查閱書籍和文獻，確定自己的論點和支持材料，形成報告。

2.2.2? 線下課堂教學? 首先，教師簡要介紹課程知識背景及討論的主題;然后讓研究生將已準備好的知識要點以PPT報告的形式與同學及老師分享，并講解自己的觀點及對知識要點的理解，以及支持自己觀點的參考資料。

2.2.3? 學生分組進行交流討論? 針對不同的同學的觀點，學生自由組合成不同的小組，圍繞相關觀點進行自由論辯，發(fā)表自己的看法、意見和建議，通過相互的知識碰撞，形成一定的共識。教師在此階段會傾聽不同小組的討論，通過發(fā)問和發(fā)表意見，與學生進行知識的交流，并從不同角度啟發(fā)學生進行辯證的思維。最后，由教師逐一進行專題點評，針對學生討論的共識進行分類指導，并對學生的論辯意見從不同角度分別加以評點，對線下課堂學習交流情況進行梳理和總結。

2.2.4? 課后知識歸納? 學生根據(jù)課堂的交流討論情況進行進一步整理，對原來的初步報告進行修改完善，形成規(guī)范的材料，以書面材料的形式將混合式教學的知識歸納為課程成果，在全班進行分享。

3? 構建研究型教學模式，提高問題分析能力

利用“互聯(lián)網(wǎng)+”構建研究性教學模式，是提高研究生教育水平的重要途徑。研究型教學模式秉承“以學生為主體，教師為主導”的教學理念，該理念要求在研究生教學中更注重對方法的指導而不是單向式的知識灌輸[8]。在環(huán)境生物化學教學中，根據(jù)研究生已初步具有生物化學專業(yè)知識和可以探究環(huán)境專業(yè)問題的狀況，積極開展以問題為導向的研究型教學，使教學環(huán)節(jié)與科研探索交相呼應。

如以太湖藍藻的環(huán)境治理科研案例為主題，分別從環(huán)境生物化學的水環(huán)境污染的控制和治理角度，讓學生充分分析自然環(huán)境中藍藻形成的條件、發(fā)展的原因及影響的要素，并在此研究討論的基礎上，提出藍藻治理的污染環(huán)境的微生物修復方法、原理。這樣的基于現(xiàn)實案例的研究型教學，可以有力地突破環(huán)境生物化學教學的重難點，突破原有的課堂教學方式，形成探索式研究型課堂。這種探索型研究生教學模式不僅可以促進學生善于發(fā)現(xiàn)問題，敢于獨立思考和分析，而且可以培養(yǎng)學生勇于克服困難、解決實際問題的能力，并實現(xiàn)課堂教學目標與現(xiàn)實的有機結合。

為了構建研究型環(huán)境生物化學課堂，根據(jù)課程的知識要點，設立環(huán)境迥異的研究型教學情境，啟發(fā)學生從生物化學角度討論、分析及總結環(huán)境污染問題的因果，利用課堂進行交流探討，開展將環(huán)境生物化學的知識要點融合不同的污染治理方法的科研分析，培養(yǎng)學生形成獨立、完善的科研思維及靈活運用知識的科學方法。探索研究型的環(huán)境生物化學課堂教學模式，一方面加深了學生對環(huán)境治理及環(huán)境保護和環(huán)境修復學術問題及相關知識點的內(nèi)涵和外延的理解，另一方面提升了學生學有所得、學以致用地學習興趣，提高了課堂教學效率，為學生的發(fā)展和成長及獨立開展科研工作奠定扎實的理論基礎。

4? 充分利用網(wǎng)絡資源，拓展混合式、研究型教學模式的融合途徑

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，形式多樣的網(wǎng)絡課程蓬勃發(fā)展，許多與環(huán)境生物化學相關的教學內(nèi)容也呈現(xiàn)在各大網(wǎng)絡平臺。這些互聯(lián)網(wǎng)資源對開展混合式、研究型教學的融合提供了非常方便的途徑和渠道，尤其在疫情期間，網(wǎng)絡化的教學課程發(fā)揮了其遠程、線上教學的優(yōu)勢。與課堂教學相比，環(huán)境生物化學的網(wǎng)絡課程使教學活動不受時間、空間的限制，教學內(nèi)容可多次重復，有利于學生反復學習、鞏固知識。因此，為了加深研究生對生澀的環(huán)境化學理論和抽象的生物大分子結構的認識和理解，提高研究生熟練應用環(huán)境生物化學理論解決環(huán)境污染問題的能力，通過應用現(xiàn)代網(wǎng)絡技術和CAI技術，探索混合式融合研究型教學的新模式，充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+”信息化、精細化優(yōu)勢，組織和篩選優(yōu)秀教學資源，并通過系統(tǒng)分析和研究整理，實施科學分類，通過內(nèi)在的邏輯聯(lián)系整合相關資源，成為一套系統(tǒng)化、專業(yè)化的環(huán)境生物化學知識“互聯(lián)網(wǎng)+”信息資源庫。該信息資源庫主要分為四大模塊。

1）模塊化教材資源庫，主要包含國內(nèi)外優(yōu)秀的經(jīng)典電子版環(huán)境生物化學教材，各類電子教程（PPT）及教輔用書。

2）素材資源庫，主要包含各類環(huán)境及生化科技前沿的案例庫、各專業(yè)教材的章節(jié)練習及習題庫、各型利用Flash 動畫與Chem3D技術制作的三維生物大分子空間模型。

3）MOOC資源庫，主要是利用網(wǎng)絡資源整合或自行錄制的各大型網(wǎng)絡平臺在線教學資源。

4）學習評價資源庫，主要包括在線測試評價交互系統(tǒng)。

利用這四大特色資源，拓展混合式和研究型教學模式的教學資源和教學手段，支持和協(xié)助研究生開展全流程記錄教學環(huán)節(jié)，把學習步驟分解、細化，減少資料檢索、資源分析的時間，提高學習效率。同時，積極整理和收集研究生的現(xiàn)實科研與學習，通過分析交流，實時增加和補充資源庫資料，通過學生自我現(xiàn)身寓學于教實例的補充，達到教學相長、互為支持的教學目的 [9]。

5? 構筑多元評價體系，實施科學考核評價方式改革

與混合式教學融合研究型教學新模式相銜接，環(huán)境生物化學課程的考核評價方式也同步進行改革。具體的改革原則是采用多元評價體系，將不再采用集中考試的傳統(tǒng)方式。評價包括以下內(nèi)容。

1）利用混合式教學中研討互動部分的內(nèi)容，結合研究型教學模式中師生研討的內(nèi)容，梳理整改為專題交流的知識，最后書寫為論文并提交。

2）學生最終成績的評定將結合學生平常討論交流的表現(xiàn)、課程專題論文的書寫以及針對特定科研問題的答辯等方面進行綜合評判。

3）具體考核方式及成績分布：日常學習表現(xiàn)（包括考勤、討論互動）占30%，專業(yè)課程論文書寫及最終知識答辯占70%（其中論文選題占10%，交流匯報占20%，論文內(nèi)容占20%，知識答辯占20%）。

通過上述多元評價體系的建立，可以展示混合式教學融合研究型教學的教學成果，最大限度地提升學生的知識能力。

6? 結語

隨著研究生專業(yè)培養(yǎng)要求的逐步提高，以及各類與環(huán)境治理相關學科的多重交叉，對環(huán)境生物化學教學提出新的、更高的要求。同時，不同環(huán)境專業(yè)學科間的知識交叉，要求高校教師具備更加靈活、更加專業(yè)且與時俱進的教學思維和教學方式，如此才能滿足未來研究生教學改革的發(fā)展要求。在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，要充分利用網(wǎng)絡資源進行混合式教學建設，并融合啟發(fā)式研究型教學模式的探索，將知識傳授方式推進為“授之以漁”的人才培養(yǎng)新途徑，形成符合社會發(fā)展需要的更合理的、更符合現(xiàn)代人才培養(yǎng)機制的研究生教學模式改革新氣象。■

參考文獻

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