“線上線下+翻轉(zhuǎn)課堂”混合式教學(xué)模式下“海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)”教學(xué)改革探討

摘?要：為解決“海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)”教學(xué)中缺教材、內(nèi)容混雜、知識點多且易混淆、缺乏新技術(shù)和新方法知識以及學(xué)生被動學(xué)習(xí)等問題，以學(xué)生為主體，轉(zhuǎn)變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)習(xí)慣，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力，樹立其發(fā)展海洋強國信念為目標(biāo)，把“線上線下+翻轉(zhuǎn)課堂”混合教學(xué)模式應(yīng)用于“海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)”課程，通過選用最新出版的參考書以及文獻資料，重新整合知識體系，增加海洋環(huán)境新監(jiān)測對象和新技術(shù)等知識體系，結(jié)合社會熱點，增加應(yīng)急事件案例庫，豐富線上各種教學(xué)資源。基于“翻轉(zhuǎn)課堂”模式下，調(diào)整教學(xué)計劃和評價指標(biāo)體系，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)中的主導(dǎo)者。

關(guān)鍵詞：線上線下；翻轉(zhuǎn)課堂；混合式教學(xué)；教學(xué)改革

“海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)”是理論教學(xué)與實驗和課程實踐相結(jié)合專業(yè)課程，使學(xué)生能夠掌握從海洋環(huán)境監(jiān)測方案制訂、監(jiān)測對象指標(biāo)選取、監(jiān)測采樣點和頻率的布設(shè)和優(yōu)化、各類樣品（水樣、沉積物、生物、氣溶膠）的采集和預(yù)處理、海洋環(huán)境常規(guī)監(jiān)測測定方法和技術(shù)（主要包括水文氣象、物理性質(zhì)、營養(yǎng)鹽、重金屬、有機物等）、立體監(jiān)測（包括天基、航空、岸基、潛基等）、應(yīng)急監(jiān)測（包括溢油和赤潮等）等到數(shù)據(jù)處理和測試結(jié)果的分析評價以及過程中質(zhì)量控制等“海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)”的方法原理；知識點多、雜亂、章節(jié)內(nèi)容重疊、難度較大。采用線上線下混合式教學(xué)，拓展教和學(xué)的時間和空間，重構(gòu)傳統(tǒng)課堂教學(xué)，“以學(xué)生為主體”［1］，改變我們在課堂教學(xué)過程中過分使用講授而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不高、認(rèn)知參與度不足、不同學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果差異過大等問題［2-6］，使學(xué)生能夠在很大程度上體驗自主性和個性化的學(xué)習(xí)。

一、“海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)”教學(xué)現(xiàn)狀與存在問題

（一）“海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)”教學(xué)現(xiàn)狀

從2018級開始，依托學(xué)習(xí)通線上平臺與線下的課堂相結(jié)合教學(xué)模式，完成整個課程的教學(xué)與考核。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，改進內(nèi)容主要包括：

（1）教學(xué)內(nèi)容重新整合：理論課按照監(jiān)測方案的設(shè)計與優(yōu)化、樣品的采集和保存、監(jiān)測與測定技術(shù)、監(jiān)測資料的分析和海洋環(huán)境質(zhì)量評價的順序進行內(nèi)容整合，刪掉重合部分；關(guān)注社會熱點的海洋環(huán)境問題，通過案例分析引入一些新設(shè)備以及海洋遙感等新技術(shù)的應(yīng)用；針對各種海洋突發(fā)事故頻發(fā)，加入了應(yīng)急“海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)”的教學(xué)。實驗課增加綜合性、設(shè)計性、開放式實驗內(nèi)容，鍛煉學(xué)生的獨立工作能力和綜合分析問題的能力。同一實驗課可以設(shè)置不同組完成不同實驗，比如氮元素不同形態(tài)（氨氮、亞硝酸氮、硝酸氮、總氮等）含量的測定；可以設(shè)置不同的實驗條件，如開放式實驗中用不同方法測定COD（化學(xué)需氧量）以及用不同的吸附劑去除COD，學(xué)生不同組之間可以進行比較不同方法測定值之間的關(guān)系以及不同吸附劑的使用效果。

（2）教學(xué)模式：線上教學(xué)利用學(xué)習(xí)通平臺，以PPT、視頻、文獻等形式推送學(xué)習(xí)資料，并設(shè)置部分習(xí)題，學(xué)生進行基礎(chǔ)知識和原理學(xué)習(xí)，老師通過線上工具進行指導(dǎo)；線下課堂主要是進一步學(xué)習(xí)如何去應(yīng)用和分析評價以及在綜合調(diào)查中如何進行綜合設(shè)計方案和開展實際海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測研究，以期實現(xiàn)學(xué)生知識向能力的轉(zhuǎn)化，課中難點重點講解完成后以線上方式發(fā)放課后習(xí)題，完成線下課堂延伸，最后對課后學(xué)生完成情況進行評價和反饋。

（3）考核方式：過程性考核和終結(jié)性考核各占據(jù)一定比例相結(jié)合［7-9］，并注重學(xué)生課堂和小組活動參與度［10-11］。

（二）“海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)”教學(xué)現(xiàn)存問題

線上線下混合式教學(xué)模式的采用，對于一部分學(xué)生來說自由度加大，但是仍有一部分學(xué)生習(xí)慣于教師催促，存在課前臨時突擊預(yù)習(xí)等習(xí)慣，一旦發(fā)現(xiàn)不易理解的、抽象的知識點和問題，容易產(chǎn)生畏難情緒，不再主動學(xué)習(xí)和不接受新的教學(xué)模式［12］。

教學(xué)內(nèi)容雖進行了整合，分出了知識模塊，但由于資料較少、時間較緊張等原因，授課時仍是把講解重點放在了常規(guī)監(jiān)測的方法和技術(shù)上，監(jiān)測方案制訂方面只簡單講述了監(jiān)測方案的一般程序，缺少具體制訂和優(yōu)化方法的相關(guān)知識和案例，對于應(yīng)急監(jiān)測、立體監(jiān)測和監(jiān)測評價部分內(nèi)容較少，缺乏案例和練習(xí)，需要再進一步對知識體系整合和優(yōu)化，多增加案例庫和案例分析練習(xí)。

雖然課堂分為了課前、課中和課后三個學(xué)習(xí)階段，但仍存在線上資源比較單一、任務(wù)點考核標(biāo)準(zhǔn)缺乏、學(xué)生預(yù)習(xí)目的性模糊［13］、教師仍占主導(dǎo)性、部分學(xué)生參與度低、課后題類型單一等問題，不利于學(xué)生主動性、個體差異性學(xué)習(xí)，不能充分挖掘?qū)W生創(chuàng)新能力。

二、“線上線下+翻轉(zhuǎn)課堂”混合教學(xué)的課程重構(gòu)

（一）重構(gòu)課程知識體系

對課程知識體系進行建構(gòu)，資料來源為最近幾年新出版的相關(guān)書籍，包括《海洋環(huán)境分析監(jiān)測技術(shù)》（陳令新主編）、《海洋環(huán)境立體監(jiān)測與評價》（焦明連主編）、《海洋環(huán)境監(jiān)測設(shè)計》（梁斌主編）、《海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)方法培訓(xùn)教材》（遙感、生物、化學(xué)、動力、海洋環(huán)境監(jiān)測評價質(zhì)量保證與質(zhì)量控制分冊）以及一些關(guān)于特殊海洋環(huán)境監(jiān)測（如海洋傾廢、河口區(qū)、港口）和具體各類污染物如重金屬、有機物等監(jiān)測的書籍，這些資料并沒有單獨一本適合作為教材使用，需要教師根據(jù)知識模塊的主題進行重點知識提取，組織出適合本專業(yè)學(xué)生能力和技能需求的知識體系，拓展資料主要來源于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫資料，在此基礎(chǔ)上將全部授課內(nèi)容分為四個模塊：

模塊一為海洋環(huán)境監(jiān)測基礎(chǔ)知識，主要包括前四章（海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)概述、海洋環(huán)境監(jiān)測評價質(zhì)量保證與質(zhì)量控制、海洋環(huán)境監(jiān)測方案設(shè)計與優(yōu)化、海洋環(huán)境監(jiān)測樣品采集和預(yù)處理）。

模塊二為海洋環(huán)境常規(guī)監(jiān)測項目和技術(shù)，為第五章內(nèi)容，主要包括物理指標(biāo)監(jiān)測、營養(yǎng)鹽監(jiān)測、葉綠素監(jiān)測、重金屬監(jiān)測、非金屬監(jiān)測、有機污染物監(jiān)測。

模塊三為海洋環(huán)境新型污染物監(jiān)測和新監(jiān)測技術(shù)，主要包括第六、七、八章（新型污染物監(jiān)測、應(yīng)急監(jiān)測、立體監(jiān)測）。

模塊四為海洋環(huán)境監(jiān)測評價與保護，為第九章內(nèi)容，主要包括海洋環(huán)境評價的方法和案例、保護的措施和案例。

（二）重整和豐富教學(xué)資源

1.對線上教學(xué)資源進行分類重整

授課教師將教學(xué)課件、教學(xué)視頻根據(jù)教學(xué)模式進行碎化，依據(jù)培養(yǎng)計劃和教學(xué)目標(biāo)進行組合，設(shè)計該門課程的理論和實驗教學(xué)電子教學(xué)資源。教學(xué)視頻是教師系統(tǒng)講解和學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)課程基礎(chǔ)知識的主陣地［6］，講解時，要注意知識之間的邏輯聯(lián)系和層層遞進，語言精準(zhǔn)簡練、規(guī)范易懂，對問題的分析要清晰透徹［7］；在錄制微課視頻時，結(jié)合學(xué)生興趣點和實際生活，讓學(xué)生更容易理解內(nèi)容，著重講解重點和難點，并利用多種表達形式在最后進行知識點總結(jié)［1，6］。同時在相關(guān)教學(xué)資源里增加任務(wù)點、學(xué)習(xí)目標(biāo)、相關(guān)的知識考核點，主要為客觀題，題型相對簡單。此外，拓展提高的知識點、任務(wù)點和目標(biāo)要求上傳至平臺的討論區(qū)［12］。

2.增加案例庫

案例庫分為兩部分，一部分是為了加深學(xué)生對理論知識的理解和應(yīng)用而給出的資料分析案例，主要是難度較大的重要知識點應(yīng)用的延伸，例如，海洋環(huán)境監(jiān)測方案中站位、指標(biāo)及頻率設(shè)計中包含很多抽象數(shù)學(xué)知識，學(xué)生難以記住，需要提供一個具體海域全面的設(shè)計過程，有助于學(xué)生理解；應(yīng)急監(jiān)測中利用遙感監(jiān)測石油和赤潮，程序較為復(fù)雜且學(xué)生基礎(chǔ)知識較少，案例的提供有助于學(xué)生理解整個過程；立體監(jiān)測在全世界范圍內(nèi)均為新發(fā)展技術(shù)和趨勢，學(xué)生在以往的課程中幾乎接觸不到相關(guān)知識，每一部分新技術(shù)的應(yīng)用可以建立一個案例庫，有利于學(xué)生掌握新技術(shù)和開闊視野；在海洋環(huán)境監(jiān)測評價與保護部分，評價方法較多，且為公式形式表達，適用范圍和對象容易混淆，保護措施更是多為口號，均需要提供案例以提高學(xué)生分析問題能力和對海洋環(huán)境保護的意識。另一部分是案例習(xí)題，通過重點和難點知識點相關(guān)案例導(dǎo)入，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)能力選擇案例題目、查閱資料，進而參與、討論、體驗、反思，既能完成對知識的拓展又能有效抓住學(xué)生的思想，在解決問題的同時完成思政教育，把思政教育的主動權(quán)放在學(xué)生手中。

三、教學(xué)模式的重構(gòu)建

（一）“線上線下+翻轉(zhuǎn)課堂”混合式教學(xué)

翻轉(zhuǎn)課堂是以線上預(yù)習(xí)、完成教學(xué)任務(wù)，線下課堂上分享學(xué)習(xí)成果的一種混合式教學(xué)模式［12］。以任務(wù)驅(qū)動式為主，以“最好的學(xué)，就是讓學(xué)生給別人講”為目標(biāo)，學(xué)生被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動學(xué)習(xí)，在線上學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，給學(xué)生發(fā)布翻轉(zhuǎn)任務(wù)，小組組長負責(zé)提交分工清單，翻轉(zhuǎn)作業(yè)內(nèi)容為每個小組圍繞一個知識點，組員可選擇其中1～2個知識點進行講解或者1～2個討論點或者知識的拓展和延伸均可以，必須用自己語言進行解釋，討論點必須清晰闡明自己的觀點和看法，拓展和延伸需要自己查閱相關(guān)資料并歸納總結(jié)，要求內(nèi)容清晰、講解重點突出并限制時長（5分鐘左右）。在規(guī)定時間內(nèi)完成上傳后，教師批閱，然后選取各類代表性作業(yè)在線下課堂上與學(xué)生一起討論分析，學(xué)生進行自由點評，教師進行系統(tǒng)的評析，最后教師再把每個知識模塊進行梳理歸納并講解共性問題，以及對提供的案例進行解析。

導(dǎo)讀課完成的任務(wù)包括在線班級設(shè)立、學(xué)生分組完成、在線課程開放，在首次課前完成；首次上課講解概述部分以及介紹課程各方面流程設(shè)置；線上學(xué)生自學(xué)部分包括各種教學(xué)資料推送以及翻轉(zhuǎn)任務(wù)發(fā)布、學(xué)生學(xué)習(xí)和討論、教師答疑、學(xué)生組內(nèi)分工、組員完成翻轉(zhuǎn)作業(yè)；線下課堂包括學(xué)生課堂翻轉(zhuǎn)互動、心得分享以及教師共性問題和拓展知識講解；最后一次課上教師主要講授海洋環(huán)境評價與保護知識點和案例，課程全部結(jié)束后學(xué)生制作一份PPT匯報心得，包括對本門課程的收獲、需改進的地方和對低年級學(xué)弟學(xué)妹的建議等。

實驗課不僅培養(yǎng)學(xué)生基本實驗操作技能和實驗數(shù)據(jù)處理與報告撰寫能力，同時潛移默化地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)［13］。授課教師計劃在課前—課中—課后上課模式上進行改進，預(yù)習(xí)報告內(nèi)容除了與要進行的實驗相關(guān)的內(nèi)容外，要求學(xué)生加入與實驗相關(guān)的背景知識、方法的優(yōu)勢和局限性、儀器使用介紹和實驗中用到的藥品毒性如何以及采取哪些措施可以避免或減輕環(huán)境污染等問題，每位同學(xué)不能重復(fù)，杜絕抄襲現(xiàn)象，加強學(xué)生的環(huán)保意識。預(yù)習(xí)報告除了教師批閱，還可以生生互評，每組選出一個同學(xué)，根據(jù)實驗內(nèi)容制作成PPT進行講解，組間同學(xué)可以互相提出問題和給出建議，有利于學(xué)生深刻理解實驗的內(nèi)容。在實驗室實操階段，首先提問學(xué)生具體操作及核心要點，之后學(xué)生間互相提問及補充，教師糾正學(xué)生描述中的錯誤及補充講解，進一步細化引導(dǎo)實驗關(guān)鍵內(nèi)容、注意事項等。課后實驗總結(jié)階段，學(xué)生們根據(jù)課上的教學(xué)內(nèi)容進行梳理和撰寫科研論文式報告［14-16］，批改過程也采用電子化方式，批改后將存在問題及時反饋給學(xué)生，便于進一步修改，并且將寫得比較好的實驗報告以電子版的形式給大家作為參考范例。總結(jié)討論和交流階段，課后對實驗內(nèi)容及論文式報告進行總結(jié)和專題分析，其中也包括教師對學(xué)生的反饋進行總結(jié)回復(fù)等，通過充分發(fā)揮教師為主導(dǎo)和學(xué)生為主體的優(yōu)勢，將課程與訓(xùn)練結(jié)合，提升學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力［14］。

（二）“線上線下+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)評價

采用學(xué)生自評、生生互評、教師評價相結(jié)合的方式，教師設(shè)置評價指標(biāo)體系，包括可量化和非量化，并具體化各指標(biāo)權(quán)重，對學(xué)生學(xué)習(xí)效果進行過程評價和終極評價，且及時讓學(xué)生了解自己的得分情況，結(jié)合自己的特點調(diào)整學(xué)習(xí)方法和節(jié)奏，獲得更好的學(xué)習(xí)效果和能力。

結(jié)語

以學(xué)生為中心，“海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)”課程通過“線上線下+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的構(gòu)建與實施，在教學(xué)內(nèi)容重組、教學(xué)模式、實驗教學(xué)模式、評價方式等方面進行了教學(xué)改革。基于線上教學(xué)靈活、個性化的特點，充分發(fā)揮了教師為主導(dǎo)和學(xué)生為主體的優(yōu)勢，同時注重個性化培養(yǎng)，將理論方法與實際訓(xùn)練相結(jié)合，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合創(chuàng)新能力。

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基金項目：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)校級線上線下混合式一流課程（9921004-06）資助

作者簡介：李儉平（1982—?），女，漢族，山東蘭陵人，博士，講師，主要從事海洋環(huán)境生態(tài)監(jiān)測方面教研工作。