樊啟哲，梁 淼，余長林

（廣東石油化工學院 a.環(huán)境科學與工程學院；b.黨委辦公室；c.分析測試中心，廣東 茂名 525000）

一、“環(huán)境工程微生物學”課程改革現(xiàn)狀分析

自1994年起，該門課程的教學改革已有報道并取得了較好的成效，主要集中在教學和實驗兩方面。隨著科技和社會的發(fā)展，改革內(nèi)容逐漸增多。教師發(fā)展了多媒體教學、雙語教學等方式，在教學內(nèi)容更新上也引入產(chǎn)學研結(jié)合方式。有學者將深度學習引入該門課程的教學中，在實現(xiàn)知識傳遞與能力培養(yǎng)的同時，構(gòu)建了深度學習目標及評價體系，形成了深度學習認知目標和高階思維能力評價的實踐模式，為課程的教學改革提供參考［1］。我們的教學團隊也開始結(jié)合學校特色，開展了系列的石化特色課程改革與實踐［2-3］。2012年，翻轉(zhuǎn)課堂進入我國，微課、在線課程等的改革逐漸成為研究熱點，開始從單純的基本內(nèi)涵研究轉(zhuǎn)向各基礎(chǔ)學科的應用研究［4］。目前，“環(huán)境工程微生物學”課程改革的研究熱點為：在“互聯(lián)網(wǎng)+”的信息化教育背景下，針對學生學習習慣、考核方式的改變，翻轉(zhuǎn)課堂如何有效地被融入線上與線下教學活動，擠掉水分，鍛造金課［5］。

混合式教學（B-Learning）是傳統(tǒng)教學（Face to Face）與網(wǎng)絡化教學（E-Learning）優(yōu)勢互補的一種教學模式，是目前高校打造金課的一個重要研究方向［6］。該概念最早由國外培訓機構(gòu)提出，指的是線上與線下的混合，通過引進面對面教學來改進E-Learning的不足。隨后，混合式教學模式被引入高校教育領(lǐng)域，并得到高度關(guān)注。國內(nèi)首次正式倡導混合式教學概念的是北京師范大學的何克抗教授。他的觀點是：混合式教學模式把傳統(tǒng)教學方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡化教學的優(yōu)勢結(jié)合起來，既發(fā)揮教師引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導作用，又充分體現(xiàn)學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性。隨后，上海師范大學的黎加厚教授、華南師范大學的李克東教授等對混合式教學模式做了深入研究?；旌鲜浇虒W模式的出現(xiàn)，為教育教學改革提供了新思路。它打破了以教師講授為主的教學模式的局限性，體現(xiàn)了學生在學習過程中的主體地位。但在傳統(tǒng)的混合式教學中，由于大部分教師會將電子課件放在網(wǎng)絡教學平臺上，很多學生很少會做筆記，聽講時也不是很認真。而且，由于在線學習的時空分離，教師不易對學習者的學習行為和學習進度進行及時的監(jiān)督管理；學生在自主學習過程中發(fā)現(xiàn)問題后通過網(wǎng)絡教學平臺與同學或教師的交流較少，或僅進行一些淺層次的交流，教師難以得到學生的反饋信息。因此，它仍存在重講授、“滿堂灌”、師生缺乏交流、不重視實踐等缺點。

二、“環(huán)境工程微生物學”混合式教學模式的課堂運用策略探究

（一）目標問題導向式的教學方法

目標問題導向式教學方法為解決上述問題提供了新的思路，為“環(huán)境工程微生物學”課程的混合式教學改革提供了非常好的范本，具體思路如圖1所示［7］?？梢钥闯?，所有問題均是圍繞目標問題設置的，主要包括基本問題、重點問題、難點問題、實踐問題及拓展問題五大類，著重于培養(yǎng)和提高學生的自主學習能力、團隊協(xié)作能力、實踐應用能力和創(chuàng)新思維能力。不同于傳統(tǒng)的問題導向式教學理念，“目標問題導向式教學”是廣東石油化工學院基于學校、專業(yè)、課程三個層級提出的一種全新教學模式。其核心要義，即目標問題，是基于人才培養(yǎng)目標、專業(yè)目標、課程目標及課堂目標來設計五大類問題，通過問題設計、課堂教授、答疑解惑、研討交流來主導教與學，致力于培養(yǎng)“人格健全、基礎(chǔ)扎實、實踐能力強、具有創(chuàng)新精神的應用型高級專業(yè)人才”。

圖1 目標問題導向式教學的基本思路

該模式力求破解當前教學中普遍存在的教學目標不清晰、問題意識不凸顯、教學設計少、教與學脫節(jié)的問題和困境。這為解決傳統(tǒng)混合式教學的共性問題提供了很好的解決思路。如王麗等分析了如何將該教育模式融入在線教學設計，討論了線上教學評價的必要性及挑戰(zhàn)，構(gòu)建了過程形成性評價框架及思路，并在“化工設計”課程中進行應用［8］；秦大偉等基于石油工程專業(yè)“巖石力學”課程內(nèi)容，從教學設計出發(fā)，結(jié)合線上教學特性，對互聯(lián)網(wǎng)背景下目標問題導向式教學的設計思路進行改革與實踐，取得了良好的效果［7］。這些課程改革為我們利用目標問題導向式教學理念構(gòu)建“環(huán)境工程微生物學”混合式課堂提供了寶貴的經(jīng)驗。

（二）目標問題導向式課堂教學改革

基于學校環(huán)境類不同專業(yè)人才培養(yǎng)和課程思政目標，綜合考慮培養(yǎng)目標的分層達成要求、目標問題的分類、學生能力達成度等方面的因素，研究設置合理目標問題的理念、思路及教學內(nèi)容。

1.課程目標問題設計思路分析。首先，對教學對象、教學內(nèi)容及教學環(huán)境進行分析，明確學生的共同特征、已有知識儲備、學習風格，根據(jù)教學對象知識、技能水平和動機態(tài)度等因素確定目標問題設計思路。本課程教學以環(huán)保設備專業(yè)的“環(huán)境工程微生學”為例，教學內(nèi)容主要包括三大塊：（1）微生物的基本知識，包括對原核、真核及病毒等微生物的概念、分類及特點；（2）微生物的營養(yǎng)、代謝、繁殖、遺傳變異及生態(tài)學原理；（3）水污染控制、有機固體廢棄物處理、廢氣污染控制及污染環(huán)境修復工程等微生物工程。然而，由于學生沒有相關(guān)的微生物學知識基礎(chǔ)，僅有高中部分的生物課基礎(chǔ)，因此僅能了解一些基礎(chǔ)概念，對于多數(shù)微生物的專業(yè)名詞較陌生，而且學時有限，僅有32學時?；谝陨戏治觯_定的目標問題設計思路為：將目標問題按課前、課中和課后分類設置。課前，學生基于高中生物學習進行知識遷移，自主學習基礎(chǔ)問題；課堂上，在教師的引導下，學生與教師就重點和難點問題進行交流，針對實踐問題進行分組匯報；課后，學生針對拓展問題線上提交作業(yè)和進行討論。

2.課程目標問題設計初探。根據(jù)設計思路，教學設計總體包括教學和評價部分，如圖2所示。（1）教學階段。課前，設置“環(huán)境工程微生物學”SPOC課，建設課程資源和題庫，以“基本問題”設計自主學習任務單，并將其和在線配套課程資源上傳至學習平臺。使用對應的學習軟件實施教案管理、課堂活動設計，通過平臺監(jiān)督學生根據(jù)要求完成學習任務情況，同時收集學生自主學習狀況及問題，形成課前自主學習反饋，為線下教學進行有針對性的解答和指導打好基礎(chǔ)。課中，將線下課堂分為答疑和匯報兩個部分，重點攻破“重點問題+難點問題”。針對前期共性問題，采用集中講授或組織討論的方式答疑解惑。在答疑解惑過程中，發(fā)布實踐問題，并將辯證法、物質(zhì)發(fā)展規(guī)律等課程思政內(nèi)容融入實踐問題的討論過程，引導學生主動思考。在解決問題的基礎(chǔ)上，綜合運用頭腦風暴等活動組織形式，調(diào)動學生參與的積極性和主動性，開展分組現(xiàn)場討論，通過作品展覽、限時演講等形式，匯報解決實踐問題的方案。課后，結(jié)合課程思政要求，發(fā)布“拓展問題”。該問題要求學生結(jié)合所學，修改、完善、提煉自己的學習成果和反思總結(jié)，形成文字提交到學習平臺，這是過程性學習評價的重要組成部分。同時，學生提交的總結(jié)，又可以充實與更新學習資源，為后續(xù)的課程教學提供新的資料。（2）評價階段。評價階段包括形成性評價和總結(jié)性評價兩個方面。在形成性評價中，首先確定評價任務，隨后主要通過向?qū)W生發(fā)放調(diào)查問卷收集數(shù)據(jù)，根據(jù)學生反饋結(jié)果，與學生討論教與學過程中存在的問題和需要改進的方面，并將思想政治教育元素滲透到討論過程中，和學生共同探討和評價，最后以此反饋和指導完善教學設計方案。總結(jié)性評價則在教學實施完成后進行，主要通過考試或考查方式，對學生的學習成效、知識掌握及價值觀完善等進行綜合評價。同時，根據(jù)評價結(jié)果，修正目標問題設計，通過迭代式循環(huán)，形成基于目標問題導向的“環(huán)境工程微生物學”混合式教學設計的最佳實踐。因此，評價階段是該教學模式形成正反饋的重要環(huán)節(jié)，教師和學生都需要參與到評價環(huán)節(jié)中。（3）課程的初步實踐。在目標問題導向式的課程教學實踐中，教師和學生分別主導教學過程的兩個階段，分別是以學生為主導的自主學習釋疑階段和以教師為主的教師引導釋疑階段。其中，自主學習釋疑階段包括課前的基本問題和課后的拓展問題討論；教師引導釋疑階段包括課堂中的重點問題、難點問題和實踐問題的講解與學習。

圖2 基于目標問題導向的“線上+線下”混合教學模式實施流程

以“微生物的營養(yǎng)及其在環(huán)境工程中的應用”一節(jié)學習為例。在課前學生預習階段，教師推送了兩個基本問題，供學生自主學習與掌握：（1）微生物細胞的化學組成；（2）微生物的營養(yǎng)要素。課堂上，教師就重點問題、難點問題及實踐問題引導學生進行課堂討論。比如，討論重點問題——微生物四大營養(yǎng)類型及特點；分析難點問題——微生物四種營養(yǎng)運輸方式的異同點。對于實踐問題，結(jié)合教師給出的問題，一是舉例說明在生物廢水處理中C/N比的重要性體現(xiàn)在哪些方面，二是四大營養(yǎng)類型微生物在環(huán)境工程領(lǐng)域的作用及實踐，學生自主進行小組討論，合作釋疑，并分組匯報。課后，結(jié)合課程思政及教師研究成果，設置拓展問題，如人類活動與微生物營養(yǎng)需求的相互制約關(guān)系、微生物的研究與相關(guān)法規(guī)監(jiān)管等，引導學生開展課后拓展活動和在線討論，給予學生充分思考與討論的機會，夯實課堂所學的重點和難點知識。通過系統(tǒng)的課程評價，課前對學生的基礎(chǔ)知識進行考查，課中觀察學生分析問題、解決問題的能力，進行綜合評價，課后基于學生反饋進行評價等，學生的學習興趣明顯提高，學習的主動性也有所增加，尤其是對微生物在環(huán)境工程中的應用有了更深刻的理解。

結(jié)語

本文針對“環(huán)境工程微生物學”這門環(huán)境工程重要的學科基礎(chǔ)課的教學改革進行研究，分析了其課堂教學改革取得的成績及不足之處，基于目標問題導向式教學理念構(gòu)建了混合式課堂，建立了目標導向式教學的問題庫，開展了初步的教學實踐。從已開展的教學改革來看，教學成果較為明顯，由教師主導的課堂逐步向?qū)W生主導的課堂轉(zhuǎn)變，學生參與課堂及知識學習的主動性有了較大提高，取得了較好的效果。該教學模式為教師在有限學時下提高學生學習效率、夯實實踐基礎(chǔ)提供了新思路和方案，不僅可以對該教學理念領(lǐng)域的理論深入認識有積極意義，而且有助于拓展學生的學習深度和廣度，促進人才培養(yǎng)目標的達成。