專業技能課程四位一體多元化教學模式研究

摘"要：針對傳統理工科專業技能理論課程教學中實踐不足等問題，構建并應用“課堂互動學習+網絡輔助學習+課外實踐深化+多元化評價學習效果”四位一體的多元化教學模式。該教學模式可充分發揮教師課上主導性與學生課下自主性，采用翻轉課堂、案例式教學等方式引導學生互動式學習，線上學習激發學生的自主學習意識，實現對課堂講授的有益補充。課外利用科研平臺和課程實踐環節，強化理論知識的理解和應用，培養學生發現問題、解決問題的能力；通過知識、能力、素質并重的多元化考核方式進行短期和長期評價。教學實踐顯示，該模式教學效果良好，可為高等理工科專業的專業技能理論課教學提供借鑒和思考。

關鍵詞：專業技能課程；多元化教學模式；實踐能力；互動式學習；創新能力

中圖分類號：G640"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）01-0093-05

Abstract：Tosolvetheproblemsofthegapbetweentheoryandpractice，afour-in-onemultipleteachingmodehasbeenconstructedandapplied.Themodeincludesclassroominteractivelearning，networkassistedlearning，extracurricularpracticeanddiversifiedlearningevaluation.Thenovelteachingmodecangivefullplaytotheteachers'dominanceintheclassandthestudents'self-studyoutofclassbyguidingthestudents'interactivelearningusingtheflippedclassroomandcaseteaching，stimulatingthestudents'autonomyconsciousnessbyonlinelearning，toachievebeneficialsupplementstoface-to-faceteaching.Throughthescientificresearchplatformandcoursepracticesprocess，theunderstandingandapplicationoftheoreticalknowledgeareimproved，andtheabilityofstudentstodiscoverandsolveproblemsisalsoimproved.Inaddition，theteachingeffectisevaluatedintheshortandlongtermbymeansofdiversifiedassessmentwithknowledge，abilityandquality.Theteachingeffectshowedthatthisteachingmodecanprovidereferenceandthinkingfortheprofessionalskillstheoreticalcoursesforhigherengineeringandtechnicalmajors.

Keywords：professionalskills;multipleteachingmode;practicalability;interactivelearning;innovativeability

專業技能課是高等院校根據學生培養目標、畢業要求所開設的專業課程，要求學生掌握必要的專業知識和技能，了解所學專業的發展前沿和趨勢，培養學生分析、解決專業問題的能力。理工科的專業技能課是本科生人才培養體系中必不可少的重要環節，課程專業性強，既能提高學生的專業理論水平、實踐能力和創新能力，又能培養學生的職業道德素養和社會責任感，直接關系到培養專業人才能否滿足國家建設對人才的需求，能否承擔起實現中華民族偉大復興所賦予的歷史使命。

傳統的理工科專業技能課程教學對實踐教學環節重視不夠、投入不足、理論和實踐脫節，導致學生實踐能力和創新意識薄弱、專業素養不全面，影響創新型人才的培養。如何在國際人才競爭日益激烈的形勢下，激發學生的主動性，提升學生綜合素質是當前新工科教育形勢下的難題。在近年的教學發展與改革過程中，MOOC（MassiveOpenOnlineCourse，大規模開放的在線課程）和SPOC（SmallPrivateOnlineCourse，小規模限制性在線課程），微課以及云端大學等諸多線上教學方式被廣泛使用，取得了明顯的成效[1-6]。線上教學創新了教學模式，極大豐富了教學資源，構建了新型教育生態系統，促進了教育的發展[7]，也是突發事件下保障正常教學的主要手段，但也存在學習效率低、教學互動差等不足[8]。國外研究發現，線上教學的學習效果較線下降低，受到諸多因素的影響[9-10]。對環科院經歷過線上教學的100名學生的不記名調查顯示，12%的學生認為傳統線下教學模式學習效果最好，78%的學生認為結合線上資源、以線下教學為主的混合式教學學習效果最好。這說明傳統的線下教學模式和完全的線上教學模式效果均不如線上線下混合教學模式，學生更希望采用高效的多元化教學模式。因此，本文以環境科學與工程專業的核心專業技能課程——環境監測為例，探討了新型多元化教學模式的構建和應用。

一"構建四位一體多元化教學模式，強化教學實效

教學團隊依據多年的教學探索，提出“課堂互動學習+網絡輔助學習+課外實踐深化+多元化評價學習效果”四位一體的多元化教學模式（圖1），形成立體化的教學情境和交互式的教學活動，力求提高學生的專業實踐能力和創新能力。

（一）"加強線下教學的可視化和互動化

專業課程實施能力導向式教學，以培養學生的實踐、創新能力為導向，通過翻轉課堂、案例式教學、討論辯論等多元化教學方式，以基礎知識作為切入點，開展熱點環境問題討論，激發學生興趣，形成交互式學習，深化學習效果。比如在教學過程中設置討論題目“天津濱海新區爆炸后，環保部門及時發布了監測數據，公眾難以理解為什么爆炸后在現場可以聞到刺鼻氣味，而發布的監測指標不超標？”將學生隨機分成三組，環境監測人員代表、群眾代表和觀察團代表，組織討論。針對當前環境熱點事件開展課堂討論、辯論等教學方式，極大激發了同學們的學習熱情，完成了對課本知識的理解提升以及舉一反三的知識應用能力。

同時，環境監測課程中重點、難點內容以學生易接受和理解的動畫、視頻等可視化方式進行講授，如四分法、水樣采集等，促進學生理解并掌握基本概念和原理，提高了教學質量和效果，激發了學生的學習興趣。

（二）"網絡輔助教學多元化

信息化技術的發展，為建設多元化的網絡輔助式課堂提供了技術支持。在教學中，構筑了多層次的專業課程網絡輔助教學平臺，以激發學生主動學習的興趣，實現對線下課堂講授的有益補充。網絡輔助教學可以分為三個層次：學習基礎資料平臺、核心知識強化學習平臺與互動反饋平臺。學習基礎資料平臺采用Bb平臺為學生提供課程學習基礎資料，如：課件、完整教學視頻、環境監測新技術和監測新標準與規范等。核心知識強化學習平臺，采用學堂在線，利用短小精悍、資源多樣、主題突出的微課，將課程中重點難點、題型及方法等制成3～6分鐘短視頻，給學生提供了更多的深入學習機會，充分利用學生的碎片化時間提高網絡輔助學習效率。互動反饋平臺在Bb平臺討論板的基礎上，進一步借助微助教、QQ等軟件，便于學生完成課前預習、問題討論、課后交流等學習環節。

此外，多元化的作業形式也有助于提升學生的學習和動手能力。如第二章在學習了水和廢水樣品測定方法后，底質樣品的測定方法與其類似，不再課堂講授，但要求學生在查閱相關資料后以思維導圖的形式歸納出底質監測方法，既鍛煉學生的邏輯思維、歸納能力，還可以鍛煉學生的布局和設計能力，加深了對測定方法的掌握。

（三）"學習效果評價多樣化

采取“抓基礎、重實踐、多元化、重過程”的考核方式，探索學習效果多元化評價模式，從知識考核過渡到知識、能力、素養并重的考核。其中，學業知識評價通過平時作業和階段性測試相結合的方式進行，專業技能評價通過課程討論以及中期綜合實踐單元的考核方式完成，職業素養評價是一個長期評價過程，通過學校課程評價體系、畢業后從事監測/科研等畢業生的社會評價等方式完成。短期學業評價，即課程最終成績由期末考試成績、平時成績兩部分構成，其中，平時成績在總成績中的占比已經從40%增加到50%，重在過程控制。平時成績形式多樣，包括平時作業、課堂討論、階段測試、中期綜合方案設計及自主性評價。職業素養評價不體現在課程成績中，其目的是根據畢業生就業后的社會面反饋，反向優化專業課程教學內容及教學方式等，進一步提升教學質量和效果，完善課程體系和人才培養體系。全方面、多角度的立體化考核方式有利于充分調動學生學習的主動性、積極性，有利于全面評價專業人才的綜合素質，也能夠進一步完善課程建設體系和人才培養體系。

二"優化教學體系，探索實踐環節，促進理論-實踐聯動

（一）"建立中期方案設計-實地觀測-環境評價相結合的綜合實踐單元

改變傳統教育觀念，構建了專業理論課程的綜合實踐教學體系，促進學生理論聯系實踐，以提升學生實踐能力和綜合素養。在課程教學改革中，建立了中期方案設計-實地觀測-環境評價綜合實踐單元（圖2）。中期設計設置了五個單元題目，分別為“校園空氣質量監測”“校園景觀河水質監測”“校園表層土壤監測”“校園噪聲監測”和“校園生態監測”，由選課學生自由組合，開展監測方案設計，初稿經授課教師、小組成員共同討論修改后，進行課上答辯評比，競選出最佳設計方案，然后在環境監測實驗課及實踐學期完成方案中樣品采集和測定，并作為環境影響評價課程的案例，評價校園環境質量。該實踐單元以校園作為監測對象，增加了可行性和趣味性，提升了學生的實際動手能力和解決問題的能力。

圖2"專業技能理論課中期綜合設計單元示意圖

（二）"建立課程長期實習基地

環境監測是實踐性課程，與自然環境聯系密切，在教學中發現學生對監測介質和對象認識不足，對實際監測工作缺乏正確的認識。為此在環境科學與工程專業培養方案修訂時，增加了環境地學實習、環境科學專業認知實習等實習課程。新建設了山東省農科院黃河三角洲現代農業研究院試驗示范基地、中國科學院黃河三角洲濱海濕地生態試驗站、青島市城市排水監測站和青島眾瑞智能儀器股份有限公司等十余個專業實習基地，既有土壤、水文、地質和生態等自然環境要素方面的實習基地，也有污水處理廠、環境監測站等污染治理和監測的基地，大大支撐了學生所需要的多要素的實習實訓，實習效果顯著。例如參加了實習的2020級環境科學專業本科生對環境監測的理論和方法的難點更容易理解，能夠制定更加科學合理的環境監測方案。鑒于學生缺乏對監測人員職業素養的認識，還邀請一線監測人員講授環境監測相關拓展課，與學生互動討論，便于學生熟悉我國環境監測體系，培養學生對生態環境保護的責任感和使命感。

三"促進科教融合，實現科研反哺教學，培養創新思維和能力

（一）"改變教學觀念和方法，促進科教融合

教學與科研并不矛盾，尤其專業技能課，需要讓學生了解專業領域最新研究進展，以滿足國家對專業人才的需求和學生未來的職業規劃。海洋環境是環境監測對象之一，近年來海洋環境的監測越來越受到重視。因此，教學團隊在教學中融入海洋環境科學研究進展及海洋監測新技術，將科研方法轉化成教學手段，以科研成果豐富教學內容；結合我校科學考察船進行海洋調查與監測實習的實踐環節，多方位拓展學生視野，培養學生創新意識和嚴謹的科研態度，培養學生的專業素養和科學素質。

（二）"借助科研平臺，開拓學生視野，促進實踐和創新能力的提升

教師承擔有多項與海洋環境相關的研究課題，學院擁有海洋環境與生態教育部重點實驗室等多個科研平臺，為激發學生積極參與環境科學問題研究的積極性和主動性提供了必要的科研機會和硬件保障。學生可以借助SRDP項目或者實驗室實習，自由組成研究型學習團隊，通過課外科學訓練實踐單元，學會理論知識在實際監測環境中的應用及解決實際問題，提高對課堂理論知識學習的興趣，促進對新型環境監測問題的思考，實現科教融合、互相促進。

四"多元化教學效果分析

（一）"提高學生課堂參與度和學習積極性

所構建的“課堂互動學習+網絡輔助學習+課外實踐深化+多元化學習效果評價”四位一體的多元化教學模式，2021年開始全面實踐。通過線上教學平臺和多元化教學模式，使教師能夠從多角度、多層次設計教學內容，開展更具實踐性、針對性的教學。“舉一反三”的互動式教學案例，需要學生自主查閱相關文獻并結合已有專業知識分析拓展；討論課可以有多次討論成績，只計最高分的評分原則，有力調動了學生學習的積極性。學生參與態度從最初的畏難抱怨轉變為最終的接受喜歡，學習情緒飽滿，課程預習率接近100%，作業提交率100%，作業優良率提升25%，97.8%的學生認為課程所采用的教學模式很好地激發了他們的學習興趣并調動了學習積極性。

（二）"教學效果評價良好

通過課程評價，學生對多元化教學模式給予了充分肯定，2021年實施教學改革后，98%的學生認為學會了使用課程中的理論知識（或工具、技術）解決實際問題的方法，對今后的學習、工作和生活會有很大幫助。表1為2020—2022年學生反饋的各項意見，結果表明學生對這種教學模式非常認同。同時，學生的課程成績大幅提高。2020—2022年，環科專業環境監測的試卷平均分在74～78分，2021年教學改革增加了試卷難度和題目多樣性，但相應班級平均分高達83.5分。

（三）"分析問題和解決問題的能力提高

課程教學在實施“中期方案設計-實地觀測-環境評價”綜合實踐單元改革的初期，學生們有一定的畏難情緒，因為課本抽象的調查區域變成了熟悉的校園環境后，才發現理論的監測方案設計指導原則在實際應用中仍然存在很大困難，但在方案設計過程中，逐步激起了學生的興趣和挑戰困難的信心。學生們自由分組后，多次討論，針對缺乏前期監測數據的困難，查閱校史資料，實地考察，團隊合作，完成了校園環境監測方案的中期設計任務，大大提升了學生發現問題、解決問題的能力。除了實踐單元外，教學過程中，通過融入科學研究方法，鼓勵和引導學生主動思考并嘗試解決環境問題。如在講完物理性污染監測后，給同學們出了一道討論題：“根據環境海洋學和環境監測的知識，預測日本福島泄露核廢水排入海洋后會產生什么樣的變化”，這樣舉一反三的拓展設計，提升了同學們的創新素養和能力。2018—2023年教學團隊在此教學模式下共指導本科生訓練發展項目12項，其中2項結題優秀，1項轉為國家大學生創新項目，并有學生發表相關科研論文。

五"結束語

建立的四位一體的多元化教學模式在近年的教學實踐中效果良好，成效顯著，對于學生專業素養和實踐能力的提升具有很大幫助。專業技能理論課程教學中，需要重視實踐環節，構建服務于理論課的實踐體系，提高學生專業實踐技能和創新能力。

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基金項目：中國海洋大學2021年度本科教育教學研究重點項目“專業技能課程四位一體多元化教學模式研究——以《環境監測》課程為例”（2021ZD17）

第一作者簡介：祁建華（1973-），女，漢族，甘肅蘭州人，博士，教授，博士研究生導師。研究方向為大氣環境。