全英文課程“惡臭污染生物控制”教學改革初探

丁 穎，朱維琴，和苗苗，倪偉敏，張杭君

（杭州師范大學 生命與環境科學學院，浙江 杭州 311121）

引言

近年來，全球惡臭擾民事件頻發，惡臭的評價、分析和治理成為當前的熱點研究課題。應惡臭污染控制市場的要求，杭州師范大學生命與環境科學學院環境工程系在2013版培養方案中增設了“惡臭污染生物控制”全英文特色專業必修課程，重點介紹了惡臭污染生物控制的技術原理、生物相、反應器、填料選擇、案例研究及最新科研動態。該課程是環境科學與工程專業核心知識體系的重要組成部分，其教學旨在使學生了解惡臭污染生物控制的基本知識，具有常見惡臭污染生物控制的設計能力。

由于該課程涉及的專業基礎課程多，但學時較少（16學時），且是全英文大班授課方式，產生了教學信息量多和計劃學時少的矛盾，課程教學內容和模式亟待豐富與完善。同時，由于學生的自主性和研究性學習不夠，部分英語基礎較薄弱的學生在相關專業知識的接收、消化和吸收上有一定的障礙。此外，大班授課的方式較易忽視學生獲得知識的潛在性、理解知識的差異性和發展知識的創造性，因此，必須發揮學生的自主性，引導其更有效率的學習。教師要想在有限的課堂教學學時內提高教學效果，必須對現有的教學手段和教學方法進行改進，摸索出更好的專業課堂教學模式。

翻轉課堂作為一種新型教學形式，給傳統課堂教學帶來了極大的沖擊和影響。近年來，翻轉課堂的理論與實踐研究同步推進，已被世界各國教育機構采用和實施。當前國內外研究重心主要是翻轉課堂的內涵與本質研究和實踐研究。國內較多關注其應用模式的研究，致力于提出和應用具體可行的翻轉課堂教學模式；國外更多的是關注其支持體系的研究，比如教學設計、改革、實踐和信息技術的發展等對翻轉課堂教學的影響，更注重學生在課堂中的實際體驗［1］。信息技術支持下的翻轉課堂教學模式充分肯定了課前視頻學習所帶來的課堂解放與學生的深度學習，只是在如何銜接課前與課堂、如何更好地提升課前視頻學習效果與課內互動質量的問題上，學者還在不斷探索與實踐［2］。此外，關于翻轉課堂的教學質量評價研究還處在起步階段，以評價體系的討論和構建為主，實踐應用尚不豐富，需要繼續從教師“教”與學生“學”的角度綜合考慮，構建系統的翻轉課堂教學質量評價體系，并用于翻轉課堂的教學實踐。

本文的教改工作立足于“惡臭污染生物控制”課程教學，通過創建該課程的教育教學資源和教學設計，構建了基于學校慕課平臺的數字化教學環境和翻轉課堂教學模式，把傳統的“教師課堂講解+學生課后作業”轉變為“課前知識傳授—課內知識內化—課后教學評價”，提高了學生的自主學習能力、團隊協作能力和解決問題的能力，以期為高校環境工程專業構建與惡臭污染治理相關的課程及其教學改革提供模板和借鑒。

一、教學模式改革流程設計

縱觀已有翻轉課堂的研究案例，其基本教學流程是“學生提前看材料—做練習—教師指導—總結提升”［3］。針對“惡臭污染生物控制”教學大綱的要求，并結合教學平臺，我們設計了基于慕課平臺和實踐翻轉課堂的教學模式改革，其具體流程如圖1所示。教學改革的主要內容包括以下幾個方面。

圖1 基于慕課平臺和實踐翻轉課堂的“惡臭污染生物控制”教學流程

（一）完善“惡臭污染生物控制”課程的翻轉課堂教育教學資源

教師完善全英文教材自編講義和教案，內容涉及惡臭污染生物控制技術理論、案例研究及最新科研動態，錄制支持翻轉課堂的微課教學視頻，制定“學生自主學習任務單”，幫助學生明確課前自主學習的內容、目標和方法，結合微課內容設置相關練習，以鞏固學生對知識點的理解和掌握。

（二）創設基于學校慕課平臺的“惡臭污染生物控制”課程數字化教學環境

教師在學校的慕課平臺上開放共享微課教學視頻和其他教學資料，為翻轉課堂提供教學保障。學生在“學習任務單”的指引下，利用學校慕課平臺或學習通開展自學、分組合作學習和討論，完成課前練習，為課堂教學打好基礎。在課堂上，學生將課前自學中遇到的問題反饋給教師。

（三）構建“惡臭污染生物控制”課程翻轉課堂的教學模式

教師收集學生在自學時遇到的問題，設計課堂教學方案，課堂答疑解惑，挖掘內容體系，引導學生深入理解惡臭污染生物控制的技術、原理與設備；引導學生進行小組討論，教師總結升華，凝練知識點，促進學生的知識內化。

（四）建立“惡臭污染生物控制”課程翻轉課堂課后教學評價體系

在翻轉課堂中，學生成為學習主體，翻轉課堂模式下的評價體系由師生共同完成，以教師評價為主、學生評價為輔，建立教師個人評價、學生團隊評價、學生自我評價相結合的多元評價體系。

二、教學模式改革實施過程

（一）課前知識傳授階段

1.教材是教學的載體［4-6］。全英文課程以Shareefdeen Z.和Singh A.主 編 的Biotechnology for Odor and Air Pollution Control，以 及Kennes C.和Veiga M.C.主編的Bioreactors for Waste Gas Treatment為藍本與綱要，教師自編講義，設置了6 章內容，包括Chapter 1: VOCs and Odor Definition；Chapter 2: Methods for Odor Control；Chapter 3: Types of Bioreactors；Chapter 4: Biofilter Technology；Chapter 5: Biotrickling Filter Technology和Chapter 6: Future Prospects of Biotechnology for Odor Control。同時，教師制作、修改并完善了適用于學生自主學習的課件，將其與講義、英文參考書的電子版一并上傳至學校的慕課平臺。

2.教師提前錄制好微課教學視頻，在學校的慕課平臺上開放共享，每個視頻的時長控制在10分鐘以內；教師根據講義、課件和微課教學視頻的教學內容，分別制定每個章節的學生自主學習任務單，提前一周發給學生，并提出自主學習目標和學習內容，推薦學習方法，布置若干個課前練習思考題。翻轉課堂強調的是以學生為主，充分發揮學生的主動性，所以課前預習是學生非常重要的學習任務［7］。學生在課前根據自主學習任務單，在學校的慕課平臺或手機學習通等App上，有針對性地觀看微課教學視頻，邊看邊思考，如有問題記錄下來，通過反復觀看講義、課件和教學視頻，解除疑問，開展個人或分組合作學習和討論，完成課前練習，為課堂教學打好基礎。學生3～4人為一個學習小組，每個學生歸納記錄在自學過程中遇到的問題并匯總給小組長，小組長負責將問題反饋給教師。教師收集學生在自學過程中遇到的問題，在課堂上對共性問題進行講解，完成課堂教學方案，制作、修改并完善適用于翻轉課堂的課件。

（二）課內知識內化階段

翻轉課堂是為了幫助學生更好地進行知識的遷移和內化，要求教師準確把握本節課的教學目標，以及重點和難點，摸清學生的課前學習情況，再選擇合適的課堂組織形式［8］。

針對“惡臭污染生物控制”全英文課程的特點，采用以下三種組織形式：（1）教師針對學生在課前自學過程中產生的共性問題，先引導和啟發不同組之間進行解答和研討，教師進行糾錯答疑和歸納總結，提煉出要點，確保每個學生完成學習目標。比如，重點解讀惡臭污染控制的物理、化學、生物學方法及原理，區分不同控制技術的適用范圍和選擇依據。（2）引導學生完成一些難度較高的練習題，拓展基礎知識。題型包括連線配對、縮略詞解釋、判斷、簡答、計算等，旨在挖掘內容體系，引導學生進行小組討論，教師總結升華，凝練知識點。比如，引導學生深入理解惡臭污染生物控制的技術、原理與設備，掌握惡臭生物處理系統的EBRT、VL、ML、EC和%R等參數的計算方法。（3）在學習了惡臭污染生物控制反應器基本類型的內容后，布置以小組為單位進行文獻匯報（英文匯報）的任務，分3～4周完成匯報，每次2～3個組，每組約10分鐘，并設立提問環節，讓學生進行互動研討，增強緊跟科學發展前沿的意識，培養科技文獻的閱讀能力、語言表達能力、自我展示能力和團隊協作能力。由教師和學生代表從完整性（30%）、理解深刻度（20%）、語言能力（20%）、表現力（10%）、PPT美觀度（10%）、時間控制（10%）等方面共同打分，教師和學生的分值各占50%。

課程的實施實現了兩個轉變：一是學生由被動接受轉為主動學習，學生有了更多的主動權；二是教師由傳遞知識轉為答疑解惑，成了真正的引路人［9］。教師有針對性地答疑解惑，并引導學生分組討論、協作學習，完成對知識的內化。

（三）課后教學評價階段

課程考核包括線上考核（25%）、線下平時考核（25%）和期末考核（50%）三個部分。線上考核包括微課觀看時間（10%）、在線學習和討論（5%）、線上作業完成情況（10%）等，以課程平臺提供在線記錄的方式進行考核。線下平時考核從學生出勤和翻轉課堂中的討論交流表現（10%）、小組文獻匯報（15%）等方面評定。考慮到全英文課程的學習難度較高，其期末考核采取開卷考試的方式進行。通過期末考核促進學生的自主學習，同時有助于教師及時掌握學生的學習情況，調整課程結構，提升教學效果［10］。

經過一學期的翻轉課堂實踐，教師發放了調查問卷，調查了學生對翻轉課堂教學模式的總體看法、對教學任務的評價和對教學活動實施的看法。調查問卷的有效回收率是100%。問卷調查結果顯示，絕大部分學生都給予了積極評價。其中，對翻轉課堂教學模式改革表示滿意并認為能提升學習興趣的學生占比82.6%，認為該改革能有效提升自主學習能力和學習主動性的學生占比95.7%，認為能提高學習效率的學生占比91.3%，認為能增強團隊合作意識的學生占比78.3%。同時，65.2%的學生認為課程任務具有較高或非常高的難度，78.3%的學生能按時完成課前預習任務，82.6%的學生認為自主學習視頻是有用的，95.7%的學生認為預習任務和課后作業設置合理并能按時完成課后作業。此外，翻轉課堂教學模式的實施十分成功，95.7%的學生認為教學平臺的欄目設置合理；91.3%的學生認為師生交流的形式合適，同時學習效果滿意度高；87%的學生具有良好的交流與協作能力，同時課上參與度高；100%的學生認為翻轉課堂的學習氣氛良好。

結語

翻轉課堂在我校環境工程專業的“惡臭污染生物控制”全英文課程中的應用是對該門課程教學模式的革新。從筆者教改初探的效果來看，學生能積極主動地參與教學活動，活躍了課堂氣氛，提高了課堂效率，踐行了“以學生為中心”的翻轉課堂教學理念。但在探索過程中也發現了一些問題，如教師制作課前微課視頻及備課的工作量加大；翻轉課堂的全英文課程對英語基礎薄弱的學生來說加大了學習難度，學生反映學習內容較多，但課時較少，并且有些小組成員在小組文獻匯報活動中的參與度不高；等等。這些問題都需要教師在未來的教學中不斷探索并改善，以期實現更好的教學效果，提高學生的自主學習能力、分析解決問題的能力及專業英語應用能力，使翻轉課堂成為提高“惡臭污染生物控制”全英文課程教學質量的行之有效的教學模式，為培養環境科學與工程領域的科研型、應用型和創新型人才奠定堅實的基礎。