专业技能课程四位一体多元化教学模式研究

摘  要：针对传统理工科专业技能理论课程教学中实践不足等问题，构建并应用“课堂互动学习+网络辅助学习+课外实践深化+多元化评价学习效果”四位一体的多元化教学模式。该教学模式可充分发挥教师课上主导性与学生课下自主性，采用翻转课堂、案例式教学等方式引导学生互动式学习，线上学习激发学生的自主学习意识，实现对课堂讲授的有益补充。课外利用科研平台和课程实践环节，强化理论知识的理解和应用，培养学生发现问题、解决问题的能力；通过知识、能力、素质并重的多元化考核方式进行短期和长期评价。教学实践显示，该模式教学效果良好，可为高等理工科专业的专业技能理论课教学提供借鉴和思考。

关键词：专业技能课程；多元化教学模式；实践能力；互动式学习；创新能力

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）01-0093-05

Abstract： To solve the problems of the gap between theory and practice， a four-in-one multiple teaching mode has been constructed and applied. The mode includes classroom interactive learning， network assisted learning， extracurricular practice and diversified learning evaluation. The novel teaching mode can give full play to the teachers' dominance in the class and the students' self-study out of class by guiding the students' interactive learning using the flipped classroom and case teaching， stimulating the students' autonomy consciousness by online learning， to achieve beneficial supplements to face-to-face teaching. Through the scientific research platform and course practices process， the understanding and application of theoretical knowledge are improved， and the ability of students to discover and solve problems is also improved. In addition， the teaching effect is evaluated in the short and long term by means of diversified assessment with knowledge， ability and quality. The teaching effect showed that this teaching mode can provide reference and thinking for the professional skills theoretical courses for higher engineering and technical majors.

Keywords： professional skills; multiple teaching mode; practical ability; interactive learning; innovative ability

专业技能课是高等院校根据学生培养目标、毕业要求所开设的专业课程，要求学生掌握必要的专业知识和技能，了解所学专业的发展前沿和趋势，培养学生分析、解决专业问题的能力。理工科的专业技能课是本科生人才培养体系中必不可少的重要环节，课程专业性强，既能提高学生的专业理论水平、实践能力和创新能力，又能培养学生的职业道德素养和社会责任感，直接关系到培养专业人才能否满足国家建设对人才的需求，能否承担起实现中华民族伟大复兴所赋予的历史使命。

传统的理工科专业技能课程教学对实践教学环节重视不够、投入不足、理论和实践脱节，导致学生实践能力和创新意识薄弱、专业素养不全面，影响创新型人才的培养。如何在国际人才竞争日益激烈的形势下，激发学生的主动性，提升学生综合素质是当前新工科教育形势下的难题。在近年的教学发展与改革过程中，MOOC（Massive Open Online Course，大规模开放的在线课程）和SPOC（Small Private Online Course，小规模限制性在线课程），微课以及云端大学等诸多线上教学方式被广泛使用，取得了明显的成效[1-6]。线上教学创新了教学模式，极大丰富了教学资源，构建了新型教育生态系统，促进了教育的发展[7]，也是突发事件下保障正常教学的主要手段，但也存在学习效率低、教学互动差等不足[8]。国外研究发现，线上教学的学习效果较线下降低，受到诸多因素的影响[9-10]。对环科院经历过线上教学的100名学生的不记名调查显示，12%的学生认为传统线下教学模式学习效果最好，78%的学生认为结合线上资源、以线下教学为主的混合式教学学习效果最好。这说明传统的线下教学模式和完全的线上教学模式效果均不如线上线下混合教学模式，学生更希望采用高效的多元化教学模式。因此，本文以环境科学与工程专业的核心专业技能课程——环境监测为例，探讨了新型多元化教学模式的构建和应用。

一  构建四位一体多元化教学模式，强化教学实效

教学团队依据多年的教学探索，提出“课堂互动学习+网络辅助学习+课外实践深化+多元化评价学习效果”四位一体的多元化教学模式（图1），形成立体化的教学情境和交互式的教学活动，力求提高学生的专业实践能力和创新能力。

（一）  加强线下教学的可视化和互动化

专业课程实施能力导向式教学，以培养学生的实践、创新能力为导向，通过翻转课堂、案例式教学、讨论辩论等多元化教学方式，以基础知识作为切入点，开展热点环境问题讨论，激发学生兴趣，形成交互式学习，深化学习效果。比如在教学过程中设置讨论题目“天津滨海新区爆炸后，环保部门及时发布了监测数据，公众难以理解为什么爆炸后在现场可以闻到刺鼻气味，而发布的监测指标不超标？”将学生随机分成三组，环境监测人员代表、群众代表和观察团代表，组织讨论。针对当前环境热点事件开展课堂讨论、辩论等教学方式，极大激发了同学们的学习热情，完成了对课本知识的理解提升以及举一反三的知识应用能力。

同时，环境监测课程中重点、难点内容以学生易接受和理解的动画、视频等可视化方式进行讲授，如四分法、水样采集等，促进学生理解并掌握基本概念和原理，提高了教学质量和效果，激发了学生的学习兴趣。

（二）  网络辅助教学多元化

信息化技术的发展，为建设多元化的网络辅助式课堂提供了技术支持。在教学中，构筑了多层次的专业课程网络辅助教学平台，以激发学生主动学习的兴趣，实现对线下课堂讲授的有益补充。网络辅助教学可以分为三个层次：学习基础资料平台、核心知识强化学习平台与互动反馈平台。学习基础资料平台采用Bb平台为学生提供课程学习基础资料，如：课件、完整教学视频、环境监测新技术和监测新标准与规范等。核心知识强化学习平台，采用学堂在线，利用短小精悍、资源多样、主题突出的微课，将课程中重点难点、题型及方法等制成3～6分钟短视频，给学生提供了更多的深入学习机会，充分利用学生的碎片化时间提高网络辅助学习效率。互动反馈平台在Bb平台讨论板的基础上，进一步借助微助教、QQ等软件，便于学生完成课前预习、问题讨论、课后交流等学习环节。

此外，多元化的作业形式也有助于提升学生的学习和动手能力。如第二章在学习了水和废水样品测定方法后，底质样品的测定方法与其类似，不再课堂讲授，但要求学生在查阅相关资料后以思维导图的形式归纳出底质监测方法，既锻炼学生的逻辑思维、归纳能力，还可以锻炼学生的布局和设计能力，加深了对测定方法的掌握。

（三）  学习效果评价多样化

采取“抓基础、重实践、多元化、重过程”的考核方式，探索学习效果多元化评价模式，从知识考核过渡到知识、能力、素养并重的考核。其中，学业知识评价通过平时作业和阶段性测试相结合的方式进行，专业技能评价通过课程讨论以及中期综合实践单元的考核方式完成，职业素养评价是一个长期评价过程，通过学校课程评价体系、毕业后从事监测/科研等毕业生的社会评价等方式完成。短期学业评价，即课程最终成绩由期末考试成绩、平时成绩两部分构成，其中，平时成绩在总成绩中的占比已经从40%增加到50%，重在过程控制。平时成绩形式多样，包括平时作业、课堂讨论、阶段测试、中期综合方案设计及自主性评价。职业素养评价不体现在课程成绩中，其目的是根据毕业生就业后的社会面反馈，反向优化专业课程教学内容及教学方式等，进一步提升教学质量和效果，完善课程体系和人才培养体系。全方面、多角度的立体化考核方式有利于充分调动学生学习的主动性、积极性，有利于全面评价专业人才的综合素质，也能够进一步完善课程建设体系和人才培养体系。

二  优化教学体系，探索实践环节，促进理论-实践联动

（一）  建立中期方案设计-实地观测-环境评价相结合的综合实践单元

改变传统教育观念，构建了专业理论课程的综合实践教学体系，促进学生理论联系实践，以提升学生实践能力和综合素养。在课程教学改革中，建立了中期方案设计-实地观测-环境评价综合实践单元（图2）。中期设计设置了五个单元题目，分别为“校园空气质量监测”“校园景观河水质监测”“校园表层土壤监测”“校园噪声监测”和“校园生态监测”，由选课学生自由组合，开展监测方案设计，初稿经授课教师、小组成员共同讨论修改后，进行课上答辩评比，竞选出最佳设计方案，然后在环境监测实验课及实践学期完成方案中样品采集和测定，并作为环境影响评价课程的案例，评价校园环境质量。该实践单元以校园作为监测对象，增加了可行性和趣味性，提升了学生的实际动手能力和解决问题的能力。

图2  专业技能理论课中期综合设计单元示意图

（二）  建立课程长期实习基地

环境监测是实践性课程，与自然环境联系密切，在教学中发现学生对监测介质和对象认识不足，对实际监测工作缺乏正确的认识。为此在环境科学与工程专业培养方案修订时，增加了环境地学实习、环境科学专业认知实习等实习课程。新建设了山东省农科院黄河三角洲现代农业研究院试验示范基地、中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站、青岛市城市排水监测站和青岛众瑞智能仪器股份有限公司等十余个专业实习基地，既有土壤、水文、地质和生态等自然环境要素方面的实习基地，也有污水处理厂、环境监测站等污染治理和监测的基地，大大支撑了学生所需要的多要素的实习实训，实习效果显著。例如参加了实习的2020级环境科学专业本科生对环境监测的理论和方法的难点更容易理解，能够制定更加科学合理的环境监测方案。鉴于学生缺乏对监测人员职业素养的认识，还邀请一线监测人员讲授环境监测相关拓展课，与学生互动讨论，便于学生熟悉我国环境监测体系，培养学生对生态环境保护的责任感和使命感。

三  促进科教融合，实现科研反哺教学，培养创新思维和能力