《固體廢物處理與處置》課程線上線下混合式教學模式探索

高嬋娟

(吉林化工學院 資源與環境工程學院，吉林 吉林 132022)

隨著互聯網時代的到來，線上教學的技術對傳統的課堂教學產生了很大的沖擊，互聯網教學理念、教育模式和教育方法已逐漸應用于課程理論和實踐教學中；新冠肺炎疫情也加速了線上教學模式的普及速度；然而把傳統課堂完全搬到線上存在很多弊端，如學生聽課狀態的不可控，交流和討論的障礙等，因此線上線下混合教學模式受到較好的歡迎。與傳統的教學方法相比，線上線下混合式教學具有網絡教學課程資源豐富、教學方法多種多樣、學生學習時間自由的優點，它在高校教學中的應用，能夠提高高校課程教學水平和效率，極大地延伸了課堂的時間和空間[1]。《固體廢物處理與處置》課程(以下簡稱“《固廢》課程”)作為環境工程專業的核心課程之一，在教學形式上需緊跟時代發展。混合式教學模式不僅符合時代的需求，也是推動高校課堂改革的有力抓手，更是促使學生深度學習的有力手段，與此同時，也能促進優質教學資源的研發與利用；積極開展《固廢》課程教學改革，進行網絡教學+線下課堂混合式教學，可以彌補課程教學時間不充足的缺點；通過混合式教學建立以學生為中心的學習模式，可以增強學生的積極主動性及參與度；可以增強師生之間的情感交流。

在長期的實踐中發現，《固廢》課程存在學時短、教材內容更新慢、實踐環節薄弱、考核形式單一等問題，對《固廢》課程的教學組織、內容、教學模式和方法等方面進行了有益的探索和嘗試。本文根據工程教育認證的要求，在線上線下混合教學的背景下，從教學內容和教學方法等方面，對《固廢》課程的教學改革進行探討。

一、線上線下混合式教學模式初探

傳統的教學體系以“課堂教授—課后作業—期末考試”的模式進行，學生的學習興趣得不到激發，學習的主動性差[2]。本文根據課程組的教學研究與探索，逐漸形成了線上線下混合的教學模式。本課程以“超星學習通”為載體，建設和完善線上線下結合的教學方式，線上資源的建設、學生線上學習、線下課程總結補充與深化、課后學習評價效果和教師總結反饋持續改進五個步驟有效銜接，形成線上線下混合式教學模式運行機制。

(一) 線上課程資料建設

教學資源是教學目標達成的重要保障。加強優質教育資源、網絡資源開發、建設與應用，本團隊引進國內外優質數字化教學資源，新建部分課程資源，作為課程的線上學習資源。

課程資源包括教學基本信息、自學資源、教學活動資源、教學評價資源等。教學基本信息包括教學大綱、課程目標、授課計劃、習題庫、考核方式、考核目標、教學進度安排等通知性、概括性信息。自學資源包括課程知識點視頻、PPT講義、文本、知識庫、參考資料等，同時也會明確每一章的重點難點問題，從知識、能力和素質不同維度提出課程的要求。教學活動資源為組織和開展教學活動提供輔助，一般包括課堂講授、討論、問卷、提問、主題閱讀等課堂活動；教學評價資源包括考核標準、章節測試、作業、期末考試、課程成績等。各種課程資源堅持“以學生為中心”，通過前期給學生準備的大量的課程資料，讓學生在自主學習的基礎上能夠實現知識的攝入和視野的拓展。

(二) 線上線下混合教學模式運行

1.學生線上自主學習

隨著信息技術的發展，學習碎片化已經成為常態[3]。大學生的自主學習時間較多，學生能夠充分利用碎片化時間完成學習，學習能力較弱的學生根據需要還可以反復觀看，鞏固課程知識，不同學習能力的學生都可以在上課前的學習進度可以較好地統一，便于課堂組織。在教學平臺上，除了視頻資料，還有教學大綱、電子講義、擴展資料等文檔。學生可以利用網上資源開展自主學習、章節測試，也可以對學生進行在線答疑，同學們還可以互相討論、互動、分享學習心得，提高了學生的主動參與性。教師端管理平臺均可隨時觀察學生的學習動態。可對學習進度落后的學生加以督促，在線資料能夠保證自主學習行為的順利實施。

2.線下課堂教學總結、補充和深化線上學習內容

在線下的課堂教學，教師應該調整常規教學模式，改進傳統課堂教學內容。在線下課堂教師將知識點進行串聯，讓學生掌握《固廢》課程的知識構架結構及重點難點。線下課堂對線上知識點進行總結，對重點內容進行強調和鞏固，對非重點知識點進行補充，對難點進行解析，引入工程實踐案例、科研成果和前沿技術，對課程內容進行拓展，促進理論與實踐深度融合，解決學生線上所遇到的難題和疑惑，提高學生對知識的理解，彌補學生在新知識構建過程中缺口，重點培養學生對知識的遷移和應用能力，完成知識構建，使學生從知識、能力和素質方面全面提升。

3.課后考核評價學生學習效果，拓展提升知識結構的廣度與深度

采用章節測試、作業、考試、討論、問卷調查等方式進行學生學習效果的評價。根據課程內容合理設計學生學習過程考核指標和權重。每章教學結束后，通過發布課后討論、章節測驗和作業等，檢驗學生的學習效果。除了課上講解的工程案例和前沿技術等資料外，在資料模塊中輸入大量的課程資料，學生根據教師提出的討論問題和相關學習資料對知識進行進一步思考、鞏固、拓展與提升。

4.教師總結反饋與持續改進

教師對學生的學習成效、課程目標的達成情況和學習過程中存在的問題進行教學反思，持續改進教學方式方法，形成閉環操作。

通過混合式教學，建立以學生為中心的學習模式，不僅增強了學生的積極主動性及參與度，而且充分發揮了教師在整個教學過程中的主導作用，師生交流增多，強化了師生之間的融洽度，學生也取得良好的學習效果。2018年開始嘗試線上線下混合模式，目前持續完善中。學生表示可以利用線上學習資料對沒有聽懂或者錯過的信息課后可以自己補償學習，提高了學習效果。

(三) 學習效果評價方式探索

傳統的《固廢》課程的考核方式由期末考試(70%)與平時成績(30%)結合而成，平時成績包括考勤、提問、作業等。考核模式和內容相對比較單一，課堂表現參考標準不明確，不適應線上線下混合模式的考核，不利于學生自主學習。近年來，團隊一直在探索合理的，適應線上線下混合教學模式的、符合工程素質教育認證要求的、注重過程考核、能體現出學生解決復雜環境工程問題能力的學習效果評價形式。課程教學改革以來，評價方式增加了專題討論的參與情況、課程視頻任務點的完成情況、隨堂測試/章節測試、PBL小組合作等，取消了考勤的占比，注重對學生工程知識、工程素質、分析和解決問題、團隊合作等能力的考核與評價。在PBL分組任務環節，嘗試讓學生參與點評打分，形成教師-組間-組內評分結合的評分方式，彌補了單一任課教師評分存在的局限性與主觀性，取得了較好的評價效果。通過在學生中調研發現，學生期望增加線上學習和課堂活動的成績比例，提高學生參與線上活動的主動性和課堂活動的積極性。課程組將打破傳統的考核比例，嘗試建立更有利于學生能力培養的考核模式。

除了上述的評價方式外，本課程還通過每章發布問卷調查，讓學生從知識、能力和素質等方面全方位進行學習效果自我評價。調查結果用于下次課程的教學改進和學生學習情況的跟蹤反饋，可以讓學生就課程目標達成情況方面存在的不足進行自我修復與完善。

這種多元的課程評價體系滲透到了教學的每一個階段，教師端平臺可以隨時關注學生學習的態度、積極性，隨時考查學生對知識的掌握情況等，充分發揮了課程評價過程對學生學習興趣及主動性的推動作用[4]。

二、教學設計

(一) 調整開課時間，適應實習需要

《固廢》課程是環境工程專業的核心課程，設置在第七學期，正值學生忙于復習考研、考公務員、就業和卓越工程師頂崗實習(2～3個月)的黃金時段，上課期間學生經常請假去參加輔導班或招聘會，上課的時間難以保證，教學效果受到了嚴重的影響。基于此，討論或嘗試過調整本課程的開課學期為第五學期、第七學期期初或期末相對集中授課等方式，利用假期時間開展頂崗實習等多項對策，其中調整至第五學期的教學效果相對最好，且先修課程也滿足課程開設需求。針對開課時間的調查結果也表明學生傾向于先上課后頂崗實習的教學安排，這樣在實習過程中能夠將理論與實踐融會貫通，完成知識理論向應用能力的轉變。

(二) 完善課程建設，充實教學內容

《固廢》課程原有24學時，學時設置相對偏少，不利于學生對該課程的重視。固廢來源廣泛，處理處置技術日新月異，短學時很多教學內容無法有效開展，不利于學生工程素質的培養。因此，本團隊經過向其他院校和企業調研，現將《固廢》理論課程的學時增加到48學時。

課程選用寧平等人編著的《固體廢物處理與處置》教材，教材中固廢處理技術相對比較陳舊，特別是缺少一些應用新技術和新方法的工程案例。固體廢物的來源涉及行業多、領域廣，涵蓋工業固體廢物、農林廢棄物、生活垃圾、再生資源、建筑垃圾、危險廢物等，新技術新工藝日新月異。因此，在授課時適當加入新行業、新技術。在教學內容安排上既要考慮內容的系統性又要考慮國家、區域和行業發展最新技術及應用現狀。教學內容安排如下：(1)緒論：主要介紹固廢基礎知識，注重學生管理能力的培養。(2)生活垃圾分類、收集與清運：適應國家垃圾分類的號召，增加分類回收相關內容，注重垃圾收集與清運設計能力培養。(3)固廢預處理：包括壓實、破碎、分選、脫水等技術。(4)物化處理：包括浮選、溶劑浸出、固化、氯化焙燒等技術。(5)生物處理：重點介紹堆肥和厭氧沼氣發酵。(6)熱處理：包括焚燒和熱解，引入秸稈發電等新技術。(7)綜合利用：主要介紹工礦固廢的綜合利用。為順應國家和區域的發展需求，根據對我國、吉林省和吉林市產生的大宗工礦固廢種類的調研結果，在本章著重討論粉煤灰、尾礦、煤矸石、冶煉廢渣、爐渣和脫硫石膏的資源化途徑。(8)最終處置：重點介紹衛生填埋場和安全填埋場的設計。教學內容的出發點和落腳點均是為了培養學生固廢處理工藝設計能力、分析和解決固廢處理處置工程設計和運行中復雜問題的能力。

(三) 課程思政融入課堂，智育德育協同發展

寓“思”于“教”，寓“政”于“教”，培養專業技術過硬、思想端正的愛國敬業的社會主義棟梁之才是高校的重要職責[5]。《固廢》課程中多數知識點都滲透著習近平“綠水青山就是金山銀山”的重要思想，在宣傳和貫徹環境保護、綠色可持續發展、資源循環型經濟等理念上具有無法替代的教學優勢。教師要有捕捉育人時機的敏銳意識。以時代感強的、豐富而鮮活的內容來優化課程思政內容供給，提升高校思想政治教育的知識含量和信息含量[6]，回歸新時代高校德育的初心和使命[7]。本課程主要從時事熱點、固廢污染現象、先進處理技術、傳統文化、研究方法、優秀愛國主義科學家事跡、職業道德等角度，在授課過程中巧妙融入思政元素[8]。如：(1)通過時政熱點“碳中和”形勢下可以做什么，讓學生意識到環保就在身邊，生態文明建設需要大家共同努力；(2)通過餐飲浪費現象，強化“誰知盤中餐，粒粒皆辛苦”的文化素養，提升浪費可恥節約為榮的道德修養；(3)通過好氧堆肥、厭氧沼氣發酵處理、塑料高效降解菌的選育與構建等內容的介紹，加強學生一分為二看待事物，找到有利的一面并發揚光大，摒棄不利的一面的唯物辯證思想；(4)在固廢的生物處理這一章，通過“落紅不是無情物，化作春泥更護花”，展開堆肥知識點的輸入，對學生進行中華優秀傳統文化教育；(5)在介紹篩分的影響因素時，讓學生掌握A(A的性質)-B(B的性質)-AB(AB的作用方式)的分析問題的思維方法，(6)通過《中華人民共和國固體廢物污染防治法》修訂的內容及必要性的介紹，讓學生懂得法律法規的修訂著眼于我國國情，一切以法律為準繩，如固廢法中對進口洋垃圾的態度變遷，提升學生的政治認同和憲法法律意識。

(四) 充分利用多媒體的優勢

《固廢》課程教學過程中涉及大量處理設備的構造和工作原理以及各種固體廢物處理的工藝流程，傳統的講授效果較差。本課題采用集“聲像畫字”為一體的課件，將復雜的知識形象化和直觀化，有利于吸引學生的注意力，也便于學生理解和掌握[9]，同時對一些結構復雜的廢物處理設備采用仿真系統動畫演示。如在介紹焚燒爐排的工作原理及特點時，通過仿真動畫演示，使爐排結構及工作原理生動形象地展現在使學生面前，并有助于學生理解固體廢物在焚燒爐中的煙氣溫度分布和影響焚燒的因素；在介紹城市生活垃圾處理工藝流程時，通過仿真演示使生活垃圾的分選、壓縮等整個工藝過程更加完整清晰。在授課中科學合理地應用多媒體課件，將枯燥的專業理論知識通過圖片或動畫的形式傳授，使課堂有聲有色，加深學生對專業技術的直觀認識，可以激發學生自主學習的興趣，達到增強學生學習效果，提高教學質量的目的[10]。

除此以外，還可以在課程的講解過程中有意識地提供一些固廢相關的網絡資源，如網站(固廢網https：//www.solidwaste.com.cn/)、微信公眾號(固廢觀察、北極星固廢網)、紀錄片、電影和視頻等，使課程更接近e-時代，學生對該課程的興趣也會更加濃厚。

(五) 堅持以學生為中心，豐富教學方式方法

傳統的教學課堂都是以教為主，多采取“滿堂灌”的方式進行。為了強調學生在教學活動中的主體地位，采用能夠引導學生積極參與課堂教學的教學方法，堅持以學生為中心，本課程在教學方法上進行探索與改革，將以下方法應用于教學過程中：(1)工程案例教學法：在教學過程中引入大量的工程實例，將理論知識應用與工程實際當中，提升學生的固體廢物處理與處置的工程能力和素質；(2)PBL分組討論式教學：選取符合學生思維特點的討論話題，讓學生帶著問題去主動探究專業知識，實現價值觀的自我完善；(3)翻轉課堂形式：根據學生的自學內容、已修課程與本課程的交叉內容、設定題目等途徑，讓學生團隊制作PPT，對相關內容進行講解，采用講解-提問-點評的方式進行；(4)任務驅動法：在線上平臺中設定任務點，引導學生自主完成預設任務，將其作為平時成績的組成部分，驅使學生學習相關內容。引導學生課前自學，課后復盤，促進學生合作探究，達成教學目標，取得較好的學習效果和學生反響。

三、結 語

基于“互聯網+”背景下和工程教育專業認證的大背景下，針對《固體廢物處理與處置》課程，以線上線下混合式課程模式為中心，對其進行了深入的建設和教學改革。本文通過線上課程資源的建設、線上線下混合模式的運行、學習效果評價方式、以及教學設計等方面進行探索和實踐，內容上注重固廢知識點和面的輸入，教學方法和形式上注重學生能力的培養，整個環節中注重工程素質的培養，該課程的教學改革在教學中收到了良好效果。