线上-线下结合的大气污染控制工程课程混合式教学模式改革

摘  要：大气污染控制工程是本科环境学科重要的专业必修课，在环境科学与工程专业学生的培养过程中起着举足轻重的作用。新冠感染疫情防控常态化背景下，从线上-线下混合式教学建设的视角对该专业课程进行教学改革与创新具有一定的现实意义。基于信息技术与教学的深度融合，在教学实践的基础上，从线上资源建设、线下教学内容调整和课程考核方式样化三方面开展大气污染控制工程课程线上-线下混合式教学模式的构建。与传统线下教学模式和单一的线上教学模式相比，线上-线下混合式教学既可弥补传统线下教学模式存在的填鸭式教学问题，同时又可避免单一线上教学过渡依赖学生自学的问题。一方面，混合式教学模式有利于提升学生的自主学习、独立思考和专业创新能力；另一方面，还能促进以学生为中心的教育理念转变，提高教学质量，加深学生对课程知识的理解与掌握。作为传统课堂和线上教学两方面相结合的线上-线下混合式教学可能会成为未来教学方法改革的方向。

关键词：线上-线下；混合式教学；大气污染控制工程；雨课堂；教学改革

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）26-0129-04

Abstract： Air Pollution Control Engineering is a vital specialized course for undergraduate students majoring in environmental science and engineering， which plays an important role in the training process. Under the background of normalize the COVID-19 epidemic prevention， it is of practical significance to carry out teaching reform and innovation from the perspective of online-offline mixed teaching construction. Based on the deep integration of information technology and teaching practice， the online-offline hybrid teaching mode of Air Pollution Control Engineering is constructed from three aspects： online resource construction， offline teaching content adjustment and diversified course assessment methods. Compared with traditional offline teaching mode and single online teaching mode， online-offline hybrid teaching not only makes up for the problems of spoon-feeding teaching existing in the traditional offline teaching mode， but also avoids the problem of single online teaching relying too much on students' self-study. On the one hand， hybrid teaching mode is beneficial to improve students' ability of independent learning， independent thinking and professional innovation; on the other hand， it can also promote the transformation of student-centered education concept， improve teaching quality， and deepen students' understanding and mastery of course knowledge. As a combination of traditional classroom and online teaching， online-offline hybrid teaching may become the direction of future teaching reform.

Keywords： online and offline; hybrid teaching; Air Pollution Control Engineering; Rain Classroom; teaching reform

大气污染控制工程是大连理工大学环境学科的专业必修课，也是许多其他高校重要的专业必修课，其在学生的相关专业知识培养过程中起着至关重要的作用。目前，大部分学校的大气污染控制工程课程教学仍然沿用以教师为主导、学生被动接受所灌输知识的传统教学模式。这种教学方式很容易忽略学生作为认知主体的地位，也不利于其自学能力、专业创新能力、理论联系实际能力等的培养[1]。因此，如何应对高科技迅速发展时代对多元化人才培养的需要，合理地转变和调整传统教学模式是当前高等教育教学改革所面临的主要问题之一。

高科技信息时代的来临，为传统教学方式的变革提供了一定的先决条件。在此背景下，我们利用互联网资源创新，开始探索原有的教育教学模式向符合新教改时代的教育理念的转变。近年来，线上-线下混合式教学模式的出现为教学改革提供了一个崭新的思路。将传统教学与信息化学习两者的优势有机结合，在教学过程中既能够发挥教师的教育与引导作用，又能够充分调动学生的学习积极性与创造力[1]。它是一种值得实践和符合学生认知特点的教学方法[2]。我们将以大气污染控制工程课程的线上-线下混合式教学为例，阐述教学模式在大连理工大学环境学院内课程教学的应用探索，以期对当前其他高校大气污染控制工程课程教学模式改革提供一些思路与借鉴。

一  线上-线下混合式教学改革总设计

目前环境学科面临的关键问题是如何有效地将专业知识技能传递给学生，如何进一步将课堂所学的专业知识、前沿科技与实际应用等方面有机结合。如果将视野仅局限在自己的课堂和自己的学校内，这样只能故步自封，止步不前；如果全部采用外部资源，难免做成夹生饭，导致学生学习效果差。以上两种教学方式都无法达到相对最优。因此，本课程基于数字化思维，通过线上-线下混合式教学改革，努力优化课程设计和线上线下课程资源，为解决知识更新、过程性培养的问题；提升环境专业创新型与实践型多元化人才的培养质量，将专业学科课程讲授与创造性思维培养相结合，增强学生理论联系实际并解决实际环境问题的能力，为环境专业创新型人才培养助力。

课程建设的基本思路：始终把理论性、技能性、创造性作为课程建设的中心，把课程教育定位于培养学生具有扎实的理论基础、较强的工程实践操作能力、优良的科研素养。大气污染控制工程课程线上-线下混合式教学改革总体设计方案如图1所示。

（一）  线下教学方式和内容改革，强化课程创新性与学生多元化培养

大气污染控制工程线下课堂内容是基于“有内容，有活力，有效率”的“三有”目标进行设计的。改变原有的内容全覆盖，突出课程授课的有效性，结合线上学习的疑问，重点突出解决关键问题。著名文学家列夫·托尔斯泰曾说：“成功的教学所需要的不是强制，而是激发学习的兴趣。”基于教学工具（如雨课堂等）的创新，教学方法的创新（在教师授课同时增加学生研讨环节），打破原有课堂的沉默状态，激发学生的学习兴趣、焕发课堂生机活力。探讨环节内容的设置：一是结合线上自学集中问题进行讨论，强化解决问题的思路和方法培养；二是针对当前国内外前沿相关内容，拓展学生创新性和能动性；三是结合企业实际问题的讨论，邀请相关研究人员授课，提高学生了解和解决实际问题的能力。

1  充实教学内容，紧跟学术前沿

除了要掌握课程培养方案所要求的基础定义、概念和原理等课本知识外，还要拓展前沿专题、热点问题等课外知识的了解。近些年来，随着大气污染控制与治理技术的不断发展，众多科研工作者在该领域取得了引人注目的进展。将这些学科前沿进展融入到教学内容中，不仅可以加深对课程基础知识的理解，还可以拓展学生的专业视野、激发学生的学习兴趣。教学团队在“以研促教、科教融合”的教学理念指导下，一方面与相关领域学者专家合作，邀请专家开展讲座，将相关学科的前沿知识融入课程教学内容中。另一方面，展现学科优势，将教学团队现有前沿相关科研成果与课程教学内容有机结合起来。例如，近几年，大气污染控制工程课程教学团队的教师们就VOCs、NOx等重点大气污染相关研究申请并获得了多项国家自然科学基金项目，将这些项目的研究成果引入大气污染控制工程课程教学，不仅充实了课程教学内容，而且使该课程教学紧跟学术前沿。

2  增加案例教学，理论联系实际，与行业专家学习工程案例

知识的学习不能脱离实际，科学研究、技术发展是与实际需求及应用息息相关的。在课堂上，邀请企业工程师，向学生更清晰地阐述和展示不同工程项目的特点与实际流程，将所学知识和实际工程项目相结合，使学生能够深入领会在实际大气治理工程项目中如何运用学到的知识和方法，提高专业培养方案中要求的学生工程实践能力。

3  增加思政元素，树立正确的价值观和社会主义责任感

近几年，国家非常重视专业课程的思政教学改革，以期引导学生建立正确的价值观、人生观、世界观。大气污染控制工程是大连理工大学环境工程专业的必修课之一，以培养本科学生在大气污染控制领域里的理论知识、专业技术、创新能力为主要目标。除此之外，专业课程教学也需要让学生明确职业价值取向。价值取向是一定主体基于自己的价值观在面对或处理各种矛盾、冲突、关系时所持的基本价值立场、价值态度及所表现出的基本价值取向[2]。学生经过培养所树立的社会主义核心价值观及获得的可持续发展能力，对其未来发展具有深远意义，对祖国的建设与发展也具有一定的现实意义。因此，我们需结合当下实时热点与国家生态发展进程等，将思政元素与课程教学有机结合，培养有使命感的高水平环境研究型和应用型人才。

（二）  数字化线上资源建设，丰富教学手段

线上教学内容是基于“有重点，有创新，有要求”的“三有”目标进行设计的。

1  搭建教学平台（雨课堂）和网络交流讨论群（微信或QQ）

雨课堂是清华大学和学堂在线共同推出的新型智慧教学解决方案，可以为教学过程提供数据化、智能化的信息支持[3-4]。新冠感染疫情下，大气污染控制工程课程教学团队依托雨课堂平台搭建了课程管理平台将课程教学、课程管理平台与数字化课程资源有机结合。在雨课堂平台上设有课程公告、重点知识PPT课件、在线测试及讨论专区等多个模块。课程公告栏可以发布教学日历及课程调整等信息，便于学生了解课程具体安排，及时掌握教学动态，合理安排学习时间。重点知识PPT课件板块的设计方便学生可以随时观看之前学过的线上、线下的所有课件和作业。此外，每个学期开课前在平台上建立班级学习群（雨课堂）和网络讨论群（微信或QQ）。当学生有问题时，也可以随时在讨论群或雨课堂讨论专区进行交流，随后教师进行集体答疑辅导；部分个性化问题可进行单独解答，促进大家学习积极性。学习讨论群的建立使得师生之间可以形成良好的互动，有助于建立优质的师生关系。

2  数字化教学课件和试题库建设

数字化教学课件建设：优化教学PPT内容形式，激发学生学习兴趣。对原有以文字为主的教学PPT进行优化，借助多媒体技术将文字、图形、声像等各种教学信息交融在一起。增加动画与视频等辅助教学手段，显著增强教学的直观性和生动性，有效地帮助学生对教学重点和难点内容进行理解和掌握，激发学生学习兴趣，提高学习质量。