混合式教学在“环境地学”课程中的应用探析

［摘 要］ 近年在新冠肺炎疫情防控常态化期间，我国线上教育得到了快速发展和普及。开展线上和线下有机融合的混合式教学，能够将传统教学方式的优势和网络化教学的长处相结合，通过教师引导、启发和监控，充分调动了学生的自主学习意识，发挥其主动性、积极性与创造性，提高学习效率。基于华北电力大学“环境地学”课程开展混合式教学经验，结合环境科学学科和混合式教学的特点，对适合前置的教学内容和符合线下授课要求的内容进行了分类介绍。

［关键词］ 混合式教学；环境地学；自主学习意识；教学改革

［作者简介］ 袁 博（1992—），男，河南项城人，博士，华北电力大学（保定）环境科学与工程系讲师，主要从事电力行业污染控制研究；郝润龙（1988—），男，河北邯郸人，博士，华北电力大学（保定）环境科学与工程系教授（通信作者），博士生导师，主要从事烟气多污染物协同控制理论与技术研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2022）41-0149-04 ［收稿日期］ 2022-03-11

引言

当前，传统教学模式在我国教育界占据主体地位，在灵活性和自由度更强的高等教育领域也依然如此。师生关系是以教师为中心、学生被动接受并消化知识，而这种被动式学习模式对自制力较差的学生的学习积极性和创造性的伤害是不言自明的［1］。为了扭转传统模式中师生交流形式单一、缺乏有效互动等劣势，混合式教学（可以提升课堂的教学活力，高效实现教学目标）被引入高等教育，并得到广泛关注。“环境地学”作为一门交叉学科，主要研究地球和人类系统的发展、组成和演变规律，系统性地介绍调控、改造乃至利用自然规律服务环保行业的理论知识，其特点是知识点冗杂琐碎，重点和难点不易突出，具有很强的实践和应用性［2］。如何通过现代化的信息技术将原本零散、枯燥的理论知识，以有趣且抓人眼球的教学形式呈现给学生，是每一位“环境地学”授课教师面临的挑战。本文以陈静生和汪晋三主编的《地学基础》中的前五章内容为例，结合环境科学学科和混合式教学的特点，对适宜前置的教学内容和符合线下授课要求的内容进行分类与分析，以期更好地培养学生的求知欲，提高教学效率，深化高校的教学改革，提高人才培养质量。

一、混合式教学的内涵和优势

所谓混合式教学是指任课教师依托网络平台提前公布学习内容，然后要求学生进行线上学习，此后在线下课堂上教师与学生围绕所学内容进行交互式讨论和学习，实现知识传授途径的多元化及课内课外环节的交织渗透，构成“课前—课中—课后”的闭环［3］。这一概念最早由国外教育培训机构提出，由北京师范大学何克抗教授引入我国并首次正式倡导。他认为“混合式教学是将传统教学方式的优势和网络化教学的优势结合起来，既发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又充分体现了学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性”［4］。据此可知，在混合式教学下，学生主动地接受知识，是知识和信息的加工者，教师只是创造条件和提供资源以调动学生自主学习的积极性，使学生能够主动地对所学知识进行探索和发现。在这个模式中，现代化的信息技术起到了核心作用，因为它直接关系到授课教师构建学习环境的好坏，有助于学生建立对新知识的认知和体会。

在当下的互联网时代，精品课、慕课、公开课、翻转课堂等教学形式层出不穷，部分高校教师已经开始借助课外开放式网络课程，利用情景式和启发式教学来完成自己的教学任务，但新的问题也随之产生：尽管拥有了丰富的教学资源和便利高效的交流互动平台，但在时间自由的前提下，学生在线上平台自学的效果并没有预期的好，说明这类开放式网络课程不能完全替代传统的授课模式［5，6］。如图1所示，混合式教学可以整合这两种教学模式的优势，兼顾自主学习和有效督导，激发学生在线学习时的主动参与性，发挥任课教师的引导作用，在人格塑造和学习方法上培养学生。当然，预置学习内容的手段也已经多元化，教师可依托QQ群和微信等资源开展，也可依赖目前已有的线上平台，如课堂派、钉钉、雨课堂等。需要说明的是，在采用混合式教学时，授课教师在整个学习环节的作用并没有被弱化，反而起到更为重要的作用，因为教师的引导和启发水平直接决定了学生积极主动性的高低。能否激发学生提出问题、思考问题和解决问题，成为教师在混合式教学过程中能否取得成功的关键。

混合式教学的评价需要以学生的反馈为依据，但这种反馈不应只关注理论知识的掌握程度，还应考虑学生的情感和观念等方面的因素。因为混合式教学需要学生处在一种思维活跃、兴趣高昂的状态，而不是沉闷呆滞、被动无趣。这就要求我们教师去激发学生的兴趣，使学生主动发散思维、探究知识，让课堂焕发生机和活力，实现高效教学。总之，在当前的社会环境和技术水平下，在高等教育领域针对新时代大学生开展混合式教育的基础已经具备且条件成熟。

二、混合式教学在“环境地学”中的应用设计

以“地学基础”中前五章的内容为例，基于已开展的混合式教学实践的经验，分享教学设计内容。图2为“环境地学”课程混合式教学概念设计图，不难看出在混合式教学过程中，授课绝不只是线上和线下环节的简单机械相加，课前导学、线上自主学习、线下课堂重点和难点讲解、分组深度讨论、过程考核、课程拓展等环节都是混合式教学中必不可少的。此外，在混合式教学下，学生不仅要依据教学大纲和教学目标的要求，熟悉并掌握基础专业知识，还可基于自己的需求和兴趣，通过线上课程资源主动学习并积极思考，发现问题、分析问题，分工协作解决问题，做到活学活用。

针对“环境地学”中的分章节内容，我们浅谈一些在混合式教学中总结的心得和经验：对于以宏大高深和抽象难懂内容为主的章节，如第一章《宇宙中的地球》，教师在前置知识中可以以古今趣闻和图书典籍摘句为引，导出有关概念。以“宇宙”为例，古有“四方上下曰宇，古往今来曰宙”，那么现在又是怎么定义的呢？学生带着问题去寻找答案，然后比较得出人类对自然界认知的进步和提升。同时，教师可以利用短视频或图片介绍如暗物质、暗能量等振奋人心又抓人眼球的新物质或新发现，让学生在掌握这些知识的同时，觉得这门课程可以增广见闻、开阔视野。此外，在介绍有关宇宙形成假说、太阳系起源和地球形成及演化的知识时，选择合适的解说短片能事半功倍。需要注意的是，视频长度尽量控制在3～5分钟，且视频内容要与教材内容保持一定的契合度。在线下授课环节，教师还要就视频内容及其延伸概念与学生进行讨论，同时留意学生的关注点，及时调整线上环节前置的理论知识和展现形式，以便更好地为后续教学服务。

针对具象可感但种类烦琐的知识，如第二章《岩石圈》，教师可由日常生活中的体验和经历入手，在线上前置环节，让学生自己寻找生活中的矿物和岩石，根据自己的感受描述所寻岩石的物理性质，发挥学生的主观能动性，用自己的标准区分不同的岩石。在线下课堂与学生交流时，汇总学生提出的区分参数，然后与教材中描述矿物和岩石的几种参数进行比较，找到共同点，引出不同点，加深对新学名词的理解，如解离、断口、条痕等。至于莫氏硬度，从学生所寻的矿物或岩石中找出4～6种差异较为明显的，让学生通过对划痕深度的两两对比，判断岩石的硬度大小。在学生对硬度有较为清晰印象的基础上，提出莫氏硬度划分法，以生活中能够接触到的石膏和金刚石为例，讲解莫氏硬度的定义和判断方法及标准。当然，在前置学习任务中适量发布慕课视频，传递相关知识也是一种较为理想的手段，但需要合理安排资源和学习进度，为学生设定在线自测环节，让其自主探索学习。

对于第三章《大气圈》内容的学习，线上前置课堂可以从我国神舟飞船发射升空的过程中，经过了哪些圈层、经历了哪些危险时刻来引入，制定学习大气垂直结构的目标，推送关于干洁空气和大气结构的资料，发布流体静力学方程的推导任务，让学生主动探索学习，在线自测自查发现问题，讨论并解决问题。在线下课堂中，教师应该对前置任务进行回顾和提问，对重点和难点知识进行强调与讲解，让学生主动思考气温的能量来源问题，随后在课程扩展环节发布探究地面和大气辐射对气温影响的任务，借助讨论环节引入后续的大气热能和温度的内容。在介绍太阳辐射、地面和大气辐射时，任课教师搜集图片展示雾、露、霜、雨、淞等水汽凝结物，汇总介绍对流雨和锋面雨等降水类型的视频，介绍热带和温带等温度带的森林情况，然后集中上传至线上前置课堂，分组讨论并提问。在线上课程扩展环节，教师发布任务：“赤壁之战与天气系统中季风和气候等因素的关系”，让学生在查阅资料后与其有效讨论，既丰富了课堂的趣味性，又复习巩固了所学知识。

在第四章《水圈》的学习过程中，线上前置环节以“为什么寻找外星生命一定要先找水”为引，将学生的兴趣拉满，推送水圈的概念和结构模式，发布水量平衡的习题，让学生自主学习水循环中的垂直交换和横向交换，讨论水循环的意义及人类对其产生的影响。在线下课堂重点和学生讨论水循环的基本过程及主要环节，让学生主动思考海洋水、陆地水和全球水之间的关系，为后几个小节的内容做铺垫。在《地下水和天然水化学》章节中，地下水和天然水的分类及构造是基础，教师应该引导学生将上层滞水、潜水和承压水在地表及隔水层的分割下逐个区分开，然后才能理解水井和自流井出水的条件；学生还要掌握陆地水和海洋水中溶质成分的形成过程，以及水化学类型受地理条件的影响规律。

《土壤圈》的学习首先要让学生明确学习目标，在线上前置环节提出三个问题：土壤的来源和成分有哪些？土壤中含量最丰富的原生矿物是什么？土壤中最宝贵的水是什么？贯穿整个土壤的基本特性，推送关于土壤的组成特性、形态特性和环境特性的资料供学生学习和讨论。在线下课堂与学生讨论风化壳的三个阶段及母岩风化过程中的原生矿物和次生黏土矿物，重点讲解腐殖质等土壤有机质和空气、水等土壤无机质对土壤化学性质的影响。此外，开展室外实验教学，将学生分组后分别开展土壤剖面实验，实地开挖并观察土壤剖面，借助门赛尔土壤比色卡等工具加深学生对土壤外部特征的理解；利用多孔性土壤开展吸附重金属和降解有色染料的实验，讨论并思考环境特性与土壤成分之间的密切关系。在课程扩展环节发布资料和习题，让学生了解土壤形成过程的主要关键因素及我国土壤的分类系统和分布规律，与学生建组讨论气候、地形、生物和时间等因素对土壤形成的影响，使学生认识到土壤是一种不可再生的资源，提升对土壤保护的重视程度。鼓励学生查阅我国土壤的种类和分布，教师与学生一起依据我国的土壤系统分类方法，对各个省份的土壤进行梳理，巩固加深学生的认知。

结语

当前，如何在新冠肺炎疫情防控形势下改变传统的教学方式，将新型的教学模式应用于教学中，且达到较好的教学效果，是每一位高校教师需要深入思考的问题。在新时代的教学形势下，全国高校都应积极开展教师现代化教学能力的培训，为新型教学模式提供技术支持和机制保障，只有如此，才能继续深化教学改革，重构传统课堂，实现教育的现代化。通过在“环境地学”课程中实施混合式教学，提升了授课效率，激发了学生学习的主体意识，让课堂焕发了生机与活力，提高了人才培养质量。

参考文献

［1］刘娜.“互联网+”背景下线上线下混合式教学探讨［J］.工业和信息化教育，2022（2）：45-50.

［2］朱天顺，杨光明，马相路.混合式教学在士官职业教育中的应用研究［J］.产业与科技论坛，2022，21（4）：186-187.

［3］王璇.混合式教学模式在高职经济法教学中的应用策略探析［J］.法制博览，2022（2）：154-156.

［4］赵慧臣，彭梦甜.高校教师实施混合式教学问题与对策的质性研究［J］.数字教育，2022，8（1）：32-39.

［5］宋彦涛，王然然，董玉瑛，等.疫情期间民族高校环境地学课程实习改革探索［J］.科技视界，2021（13）：16-18.

［6］郝成名，姚景.线上线下混合式教学在《储运仪表自动化》中的研究与应用［J］.办公自动化，2022，27（3）：15-17+27.

Analysis on the Application of Blended Teaching in the Environmental Geology Course

YUAN Bo， HAO Run-long

（Department of Environmental Science and Engineering， North China Electric Power University