混合式教学范式改革新道路探索

摘  要：环境相关专业的建设与时代发展紧密相连，探索混合式教学范式改革新道路有利于实现教育教学的高质量发展。该文以专业核心课程——物理性污染控制为例，通过剖析传统课堂滞后性、科教融合差、教学模式较单一、内容较枯燥以及思政融入少等方面的问题，从以全球新研究支撑课堂、以自身科研经历融入课堂、打破空间壁垒跨课程横向协同教学、讲座与课堂并行拓宽学生视野见识、翻转课堂引导学生发挥主人翁作用、通过课外竞赛促进课堂教学多样化、学生撰写学术小论文拔高课堂内容和引用经典案例以促进课程思政教学等角度进行全方位阐述解决办法，力求探索新型混合式教学范式改革新道路。

关键词：科教融合；横向协同教学；课外竞赛；思政案例；物理性污染控制

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）32-0121-04

Abstract： The construction of environmental related majors is closely linked to the development of the times. Exploring a new path for the reform of hybrid teaching paradigms is conducive to achieving high-quality development in education and teaching. This article takes the professional core course - Physical Pollution Control as an example， and analyzes the problems of traditional classroom lag， poor integration of science and education， relatively single teaching mode， relatively boring content， and less integration of ideological and political issues. From supporting the classroom with global new research， integrating their own scientific research experience into the classroom， breaking spatial barriers， cross curriculum horizontal collaborative teaching， and expanding students' horizons and insights through parallel lectures and classes Flipped classrooms guide students to play a master role， promote diversification of classroom teaching through extracurricular competitions， write academic essays， enhance classroom content， and cite classic cases to promote ideological and political teaching in the curriculum， and comprehensively elaborate solutions， striving to explore new ways to reform the new hybrid teaching paradigm.

Keywords： integration of science and education; horizontal collaborative teaching; extracurricular competitions; ideological and political cases; physical pollution control

基金项目：国家自然科学基金项目“赤水河流域的酱香白酒产业对大气对流层臭氧的影响机制研究”（42265008）；国家级大学生创业训练项目“模力——大气数据校准软件”（202214625002X）；贵州省大学生创新训练项目“贵州省典型森林公园向大气环境中释放的挥发性有机物研究”（S202214625028）；贵州省省级教学内容和课程体系改革项目“课程思政与课外竞赛双驱动 促进新工科育人成效的改革研究”

第一作者简介：刘亚曦（1991-），女，汉族，山东济宁人，博士，副教授。研究方向为大气物理化学。

*通信作者：于晨（1991-），男，汉族，山东淄博人，博士。研究方向为水文与水资源。

教育是国之大计、党之大计[1-2]。习近平总书记所作的党的二十大报告首次将“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”作为一个单独部分，充分体现了教育的基础性、战略性地位和作用[3-4]。为了实现教育的高质量发展[5-6]，应贯彻以研促教和思想政治教育的教学改革理念，锁定学科研究前沿，使传统的理工科主干课的课内知识与国际研究内容接轨，拔高环境专业主干课的高度，并将思政教育有趣有效有机地融合到理工科环境类专业主干课教学课堂中。物理性污染控制作为环境学和物理学的典型交叉学科，具有显著的跨学科特点，同时又担当着环境相关专业主干核心课程的角色[7-9]。其主要研究内容包括物理性污染机理及规律、物理性污染评价方法和标准、物理性污染监测、物理性污染的环境影响评价及物理性污染控制基本方法和技术，涵盖声学、振动学、热学、光学、电磁学和空气动力学等内容，所涵盖的知识体系在注册环境工程师、环境影响评价师资质以及硕士研究生的必考范围[10-11]。本课程的教学目标是让学生能把数学、物理、化学和工程基础知识，在解决环境工程复杂的工程问题中加以利用；让学生能结合掌握的自然科学和工程基础知识及文献和资料的查询分析，能够识别和判断复杂环境工程问题，并形成解决问题的初步方案[12]。因此，克服传统工科内容枯燥及思政融入难等课堂缺点，打破传统工科模式单一的桎梏，探索混合式教学范式改革新道路，是环境类传统工科教学走向高质量发展的必由之路。本文以物理性污染控制课程为例，立足于课程教学痛点，对探索混合式教学范式改革新道路进行探讨。

一  教学痛点分析

（一）  滞后性

环境科学与工程专业的发展与时俱进，课程本身需要根据学术前沿的研究更新进行自身教学内容的调整[13-14]。教材是教学内容的集中体现，是教学过程的基本要素，能帮助学生系统掌握环境物理学相关的基础理论知识。然而，由于物理性污染控制课程涉及的领域较广，是典型的交叉学科课程[15]，涉及包含环境声学、电磁学、放射学、热学、光学、高等数学、物理学以及环境管理等多学科方向，因此任何一个领域的更新都可能使教材面临滞后性的问题。另外，任课教师对课程涉及领域的研究进展不能及时跟进，也会使得体现在教案和课件的教学内容具有较为严重的滞后性。

（二）  科教融合差

学术研究能为教学活动提供新的思想和启示，然而传统的物理性污染控制课程教学往往与科学研究分家，教材中极少出现相关知识的科学研究进展，出现教学科研互不干涉的局面。事实上，教学与科研是辩证统一的关系，科教融合差会导致学生知识形成断层，教学内容陈旧使学生无法更新知识体系，不利于激发学生探讨课堂问题的兴趣，使学生学习方式难以从“知识接受型”向“知识探索型”转变。

（三）  模式较单一

传统教学模式的单一主要体现在课堂和考核方式这两方面。传统的课堂教学模式较为单一，主要是以教师为课堂的中心，教学过程以教师单方面的讲授为主，强调“教”而不是“学”，学生对教师的授课内容能理解大部分就能完成任务，这种单一的模式无法满足企业对高能力创新型人才的需求。课程的考核方式也比较教条和单一，不能全方位地体现出学生在各个方面的综合能力。例如，学生理论课程的最终成绩打分是以期末考试成绩为主，学生对学科前沿研究的文献阅读、对学科相关领域的自学探索以及将课堂知识应用于学科竞赛等方面的表现在期末考试及课程综合成绩中很难得到体现；实验课程或综合课程的实验成绩打分主要依托于学生实验报告的书写，而学生的自主实验设计、创新能力以及实验操作的熟练程度等并没有纳入期末考试成绩的考核条目。

（四）  内容较枯燥

对物理性污染控制这门大三学生必修的工科类主干专业课程而言，其具有明显的规律性、严谨性，涉及的公式和计算题目较多，因此课堂教学过程中的公式推导较多，加之有些国家对噪声、振动及电磁辐射等物理性污染的法律法规讲解，造成教学课堂的氛围较为枯燥。计算题及公式的推导需要学生具备较好的数学及物理理论基础，对相关学科基础较弱的学生而言，很容易跟不上教师授课的节奏，加之教学氛围比较枯燥，致使学生出现开小差、困倦等情绪，最终影响教学效果，使学生无法较好掌握课程的重点知识。另外，由于课程的教学任务较重，课堂教学的时间安排十分紧凑，教师往往为了按时并顺利地完成教学任务，课堂以讲解理论知识为主，因此会采用传统的教学模式，学生对于这种教学内容的直观感受就是枯燥，难以激发学生学习的兴趣。久而久之，教师的授课成效及学生的学习成效均止步不前。

（五）  思政融入少

在传统工科专业课程教学中，往往思政教育不能妥善融入。尤其是物理性污染控制这类涉及公式和计算较多的典型工科专业课程，教学过程普遍存在两个问题：一是思想的政治元素融入较少或者直接没有，二是存在思想政治教育与专业知识教育完全独立，即“两张皮”现象，专业课程的思政元素完全独立于专业知识讲授的主体之外，课堂上思政元素的融入极为突兀。对于学生而言，教师对其的思政教育达不到“润物细无声”的效果，反而可能会平添反感的情绪。此外，有的工科教师只注重专业知识的讲解，完全没有要在课堂融入思政的意识，在备课及授课环节，把德育育人抛之脑后。

二  混合式教学改革策略与实践

（一）  以全球新研究支撑课堂

高等教育的终极目标是培养人才，而前沿的学术研究成果可以激发学生的创新意识，有利于人才综合能力的培养，也能丰富传统的教学内容，支撑学生教材中所欠缺的相关领域的研究进展和成果。教学内容应当跟随学术前沿的研究进展而更新，保证学生可以通过课堂及时获得第一手的国际研究成果。然而，教材内容“老化”，更新速度慢，一直沿用多年，不能适应相关领域理论知识的发展要求，使学生所学的知识与学科领域的行情及市场的更新发展脱节。由于部分教师缺乏对课程所涉及的学科前沿性知识的研究热情，使得原本有趣的课程吸引力大大降低，无法充分激发学生对环境专业课程的学习热情，导致学生学习的积极性一落千丈。因此，主讲人依托团队所主持承担的科研项目，将最新的研究成果提炼融入物理性污染控制的课程教学。例如，当讲授到第6章热污染的有关内容时，将主要研究方向“平流层臭氧空洞对地球对流层大气环境热污染的最新研究追踪”“针对对流层温室气体二氧化碳的最新先进碳中和技术”以及“对流层温室气体臭氧在我国长三角、珠三角、京津冀以及西南地区等代表区域内近十年的动态发展研究”[16-17]等环境领域TOP期刊发表的研究内容注入课堂，激发学生的学习兴趣，让学生掌握最新的学科动态，为自身的科学素养和未来的研究生面试与深造奠定一定的学术知识基础。

（二）  以自身科研经历融入课堂

在主讲人教授物理性污染控制这门课程的过程中，通过课堂及课后的学生反馈，发现很多学生对相关知识的科学研究进展非常感兴趣。在以科研知识补充课堂教学的过程中，学生往往不仅满足于最新的科学知识的图文讲解，也急于求索主讲人自身的科研求学之路。比如，当主讲人讲授到第6章第5节的“温室效应[18]”时，学生听到主讲人在复旦大学攻读博士学位时，主要的科研方向就是温室气体的监测和模拟研究，就对主讲人在复旦大学开展的有关环境热污染的具体实验细节和有关的考研方向展现出极大的兴趣。讲述自身的有关课程知识的相关科研经历会让学生在课堂学习的过程中有代入感，相较于最新科研进展的有关文图教学而言，更加生动形象。以身试教，以身说课，既能增加课堂趣味性，又可加强学生有关知识的记忆，还能指引学生看到更远的世界。