《固体废物处理与处置》课程线上线下混合式教学模式探索

高婵娟

(吉林化工学院 资源与环境工程学院，吉林 吉林 132022)

随着互联网时代的到来，线上教学的技术对传统的课堂教学产生了很大的冲击，互联网教学理念、教育模式和教育方法已逐渐应用于课程理论和实践教学中；新冠肺炎疫情也加速了线上教学模式的普及速度；然而把传统课堂完全搬到线上存在很多弊端，如学生听课状态的不可控，交流和讨论的障碍等，因此线上线下混合教学模式受到较好的欢迎。与传统的教学方法相比，线上线下混合式教学具有网络教学课程资源丰富、教学方法多种多样、学生学习时间自由的优点，它在高校教学中的应用，能够提高高校课程教学水平和效率，极大地延伸了课堂的时间和空间[1]。《固体废物处理与处置》课程(以下简称“《固废》课程”)作为环境工程专业的核心课程之一，在教学形式上需紧跟时代发展。混合式教学模式不仅符合时代的需求，也是推动高校课堂改革的有力抓手，更是促使学生深度学习的有力手段，与此同时，也能促进优质教学资源的研发与利用；积极开展《固废》课程教学改革，进行网络教学+线下课堂混合式教学，可以弥补课程教学时间不充足的缺点；通过混合式教学建立以学生为中心的学习模式，可以增强学生的积极主动性及参与度；可以增强师生之间的情感交流。

在长期的实践中发现，《固废》课程存在学时短、教材内容更新慢、实践环节薄弱、考核形式单一等问题，对《固废》课程的教学组织、内容、教学模式和方法等方面进行了有益的探索和尝试。本文根据工程教育认证的要求，在线上线下混合教学的背景下，从教学内容和教学方法等方面，对《固废》课程的教学改革进行探讨。

一、线上线下混合式教学模式初探

传统的教学体系以“课堂教授—课后作业—期末考试”的模式进行，学生的学习兴趣得不到激发，学习的主动性差[2]。本文根据课程组的教学研究与探索，逐渐形成了线上线下混合的教学模式。本课程以“超星学习通”为载体，建设和完善线上线下结合的教学方式，线上资源的建设、学生线上学习、线下课程总结补充与深化、课后学习评价效果和教师总结反馈持续改进五个步骤有效衔接，形成线上线下混合式教学模式运行机制。

(一) 线上课程资料建设

教学资源是教学目标达成的重要保障。加强优质教育资源、网络资源开发、建设与应用，本团队引进国内外优质数字化教学资源，新建部分课程资源，作为课程的线上学习资源。

课程资源包括教学基本信息、自学资源、教学活动资源、教学评价资源等。教学基本信息包括教学大纲、课程目标、授课计划、习题库、考核方式、考核目标、教学进度安排等通知性、概括性信息。自学资源包括课程知识点视频、PPT讲义、文本、知识库、参考资料等，同时也会明确每一章的重点难点问题，从知识、能力和素质不同维度提出课程的要求。教学活动资源为组织和开展教学活动提供辅助，一般包括课堂讲授、讨论、问卷、提问、主题阅读等课堂活动；教学评价资源包括考核标准、章节测试、作业、期末考试、课程成绩等。各种课程资源坚持“以学生为中心”，通过前期给学生准备的大量的课程资料，让学生在自主学习的基础上能够实现知识的摄入和视野的拓展。

(二) 线上线下混合教学模式运行

1.学生线上自主学习

随着信息技术的发展，学习碎片化已经成为常态[3]。大学生的自主学习时间较多，学生能够充分利用碎片化时间完成学习，学习能力较弱的学生根据需要还可以反复观看，巩固课程知识，不同学习能力的学生都可以在上课前的学习进度可以较好地统一，便于课堂组织。在教学平台上，除了视频资料，还有教学大纲、电子讲义、扩展资料等文档。学生可以利用网上资源开展自主学习、章节测试，也可以对学生进行在线答疑，同学们还可以互相讨论、互动、分享学习心得，提高了学生的主动参与性。教师端管理平台均可随时观察学生的学习动态。可对学习进度落后的学生加以督促，在线资料能够保证自主学习行为的顺利实施。

2.线下课堂教学总结、补充和深化线上学习内容

在线下的课堂教学，教师应该调整常规教学模式，改进传统课堂教学内容。在线下课堂教师将知识点进行串联，让学生掌握《固废》课程的知识构架结构及重点难点。线下课堂对线上知识点进行总结，对重点内容进行强调和巩固，对非重点知识点进行补充，对难点进行解析，引入工程实践案例、科研成果和前沿技术，对课程内容进行拓展，促进理论与实践深度融合，解决学生线上所遇到的难题和疑惑，提高学生对知识的理解，弥补学生在新知识构建过程中缺口，重点培养学生对知识的迁移和应用能力，完成知识构建，使学生从知识、能力和素质方面全面提升。

3.课后考核评价学生学习效果，拓展提升知识结构的广度与深度

采用章节测试、作业、考试、讨论、问卷调查等方式进行学生学习效果的评价。根据课程内容合理设计学生学习过程考核指标和权重。每章教学结束后，通过发布课后讨论、章节测验和作业等，检验学生的学习效果。除了课上讲解的工程案例和前沿技术等资料外，在资料模块中输入大量的课程资料，学生根据教师提出的讨论问题和相关学习资料对知识进行进一步思考、巩固、拓展与提升。

4.教师总结反馈与持续改进

教师对学生的学习成效、课程目标的达成情况和学习过程中存在的问题进行教学反思，持续改进教学方式方法，形成闭环操作。

通过混合式教学，建立以学生为中心的学习模式，不仅增强了学生的积极主动性及参与度，而且充分发挥了教师在整个教学过程中的主导作用，师生交流增多，强化了师生之间的融洽度，学生也取得良好的学习效果。2018年开始尝试线上线下混合模式，目前持续完善中。学生表示可以利用线上学习资料对没有听懂或者错过的信息课后可以自己补偿学习，提高了学习效果。

(三) 学习效果评价方式探索

传统的《固废》课程的考核方式由期末考试(70%)与平时成绩(30%)结合而成，平时成绩包括考勤、提问、作业等。考核模式和内容相对比较单一，课堂表现参考标准不明确，不适应线上线下混合模式的考核，不利于学生自主学习。近年来，团队一直在探索合理的，适应线上线下混合教学模式的、符合工程素质教育认证要求的、注重过程考核、能体现出学生解决复杂环境工程问题能力的学习效果评价形式。课程教学改革以来，评价方式增加了专题讨论的参与情况、课程视频任务点的完成情况、随堂测试/章节测试、PBL小组合作等，取消了考勤的占比，注重对学生工程知识、工程素质、分析和解决问题、团队合作等能力的考核与评价。在PBL分组任务环节，尝试让学生参与点评打分，形成教师-组间-组内评分结合的评分方式，弥补了单一任课教师评分存在的局限性与主观性，取得了较好的评价效果。通过在学生中调研发现，学生期望增加线上学习和课堂活动的成绩比例，提高学生参与线上活动的主动性和课堂活动的积极性。课程组将打破传统的考核比例，尝试建立更有利于学生能力培养的考核模式。

除了上述的评价方式外，本课程还通过每章发布问卷调查，让学生从知识、能力和素质等方面全方位进行学习效果自我评价。调查结果用于下次课程的教学改进和学生学习情况的跟踪反馈，可以让学生就课程目标达成情况方面存在的不足进行自我修复与完善。

这种多元的课程评价体系渗透到了教学的每一个阶段，教师端平台可以随时关注学生学习的态度、积极性，随时考查学生对知识的掌握情况等，充分发挥了课程评价过程对学生学习兴趣及主动性的推动作用[4]。

二、教学设计

(一) 调整开课时间，适应实习需要

《固废》课程是环境工程专业的核心课程，设置在第七学期，正值学生忙于复习考研、考公务员、就业和卓越工程师顶岗实习(2～3个月)的黄金时段，上课期间学生经常请假去参加辅导班或招聘会，上课的时间难以保证，教学效果受到了严重的影响。基于此，讨论或尝试过调整本课程的开课学期为第五学期、第七学期期初或期末相对集中授课等方式，利用假期时间开展顶岗实习等多项对策，其中调整至第五学期的教学效果相对最好，且先修课程也满足课程开设需求。针对开课时间的调查结果也表明学生倾向于先上课后顶岗实习的教学安排，这样在实习过程中能够将理论与实践融会贯通，完成知识理论向应用能力的转变。

(二) 完善课程建设，充实教学内容

《固废》课程原有24学时，学时设置相对偏少，不利于学生对该课程的重视。固废来源广泛，处理处置技术日新月异，短学时很多教学内容无法有效开展，不利于学生工程素质的培养。因此，本团队经过向其他院校和企业调研，现将《固废》理论课程的学时增加到48学时。

课程选用宁平等人编著的《固体废物处理与处置》教材，教材中固废处理技术相对比较陈旧，特别是缺少一些应用新技术和新方法的工程案例。固体废物的来源涉及行业多、领域广，涵盖工业固体废物、农林废弃物、生活垃圾、再生资源、建筑垃圾、危险废物等，新技术新工艺日新月异。因此，在授课时适当加入新行业、新技术。在教学内容安排上既要考虑内容的系统性又要考虑国家、区域和行业发展最新技术及应用现状。教学内容安排如下：(1)绪论：主要介绍固废基础知识，注重学生管理能力的培养。(2)生活垃圾分类、收集与清运：适应国家垃圾分类的号召，增加分类回收相关内容，注重垃圾收集与清运设计能力培养。(3)固废预处理：包括压实、破碎、分选、脱水等技术。(4)物化处理：包括浮选、溶剂浸出、固化、氯化焙烧等技术。(5)生物处理：重点介绍堆肥和厌氧沼气发酵。(6)热处理：包括焚烧和热解，引入秸秆发电等新技术。(7)综合利用：主要介绍工矿固废的综合利用。为顺应国家和区域的发展需求，根据对我国、吉林省和吉林市产生的大宗工矿固废种类的调研结果，在本章着重讨论粉煤灰、尾矿、煤矸石、冶炼废渣、炉渣和脱硫石膏的资源化途径。(8)最终处置：重点介绍卫生填埋场和安全填埋场的设计。教学内容的出发点和落脚点均是为了培养学生固废处理工艺设计能力、分析和解决固废处理处置工程设计和运行中复杂问题的能力。

(三) 课程思政融入课堂，智育德育协同发展

寓“思”于“教”，寓“政”于“教”，培养专业技术过硬、思想端正的爱国敬业的社会主义栋梁之才是高校的重要职责[5]。《固废》课程中多数知识点都渗透着习近平“绿水青山就是金山银山”的重要思想，在宣传和贯彻环境保护、绿色可持续发展、资源循环型经济等理念上具有无法替代的教学优势。教师要有捕捉育人时机的敏锐意识。以时代感强的、丰富而鲜活的内容来优化课程思政内容供给，提升高校思想政治教育的知识含量和信息含量[6]，回归新时代高校德育的初心和使命[7]。本课程主要从时事热点、固废污染现象、先进处理技术、传统文化、研究方法、优秀爱国主义科学家事迹、职业道德等角度，在授课过程中巧妙融入思政元素[8]。如：(1)通过时政热点“碳中和”形势下可以做什么，让学生意识到环保就在身边，生态文明建设需要大家共同努力；(2)通过餐饮浪费现象，强化“谁知盘中餐，粒粒皆辛苦”的文化素养，提升浪费可耻节约为荣的道德修养；(3)通过好氧堆肥、厌氧沼气发酵处理、塑料高效降解菌的选育与构建等内容的介绍，加强学生一分为二看待事物，找到有利的一面并发扬光大，摒弃不利的一面的唯物辩证思想；(4)在固废的生物处理这一章，通过“落红不是无情物，化作春泥更护花”，展开堆肥知识点的输入，对学生进行中华优秀传统文化教育；(5)在介绍筛分的影响因素时，让学生掌握A(A的性质)-B(B的性质)-AB(AB的作用方式)的分析问题的思维方法，(6)通过《中华人民共和国固体废物污染防治法》修订的内容及必要性的介绍，让学生懂得法律法规的修订着眼于我国国情，一切以法律为准绳，如固废法中对进口洋垃圾的态度变迁，提升学生的政治认同和宪法法律意识。

(四) 充分利用多媒体的优势

《固废》课程教学过程中涉及大量处理设备的构造和工作原理以及各种固体废物处理的工艺流程，传统的讲授效果较差。本课题采用集“声像画字”为一体的课件，将复杂的知识形象化和直观化，有利于吸引学生的注意力，也便于学生理解和掌握[9]，同时对一些结构复杂的废物处理设备采用仿真系统动画演示。如在介绍焚烧炉排的工作原理及特点时，通过仿真动画演示，使炉排结构及工作原理生动形象地展现在使学生面前，并有助于学生理解固体废物在焚烧炉中的烟气温度分布和影响焚烧的因素；在介绍城市生活垃圾处理工艺流程时，通过仿真演示使生活垃圾的分选、压缩等整个工艺过程更加完整清晰。在授课中科学合理地应用多媒体课件，将枯燥的专业理论知识通过图片或动画的形式传授，使课堂有声有色，加深学生对专业技术的直观认识，可以激发学生自主学习的兴趣，达到增强学生学习效果，提高教学质量的目的[10]。

除此以外，还可以在课程的讲解过程中有意识地提供一些固废相关的网络资源，如网站(固废网https：//www.solidwaste.com.cn/)、微信公众号(固废观察、北极星固废网)、纪录片、电影和视频等，使课程更接近e-时代，学生对该课程的兴趣也会更加浓厚。

(五) 坚持以学生为中心，丰富教学方式方法

传统的教学课堂都是以教为主，多采取“满堂灌”的方式进行。为了强调学生在教学活动中的主体地位，采用能够引导学生积极参与课堂教学的教学方法，坚持以学生为中心，本课程在教学方法上进行探索与改革，将以下方法应用于教学过程中：(1)工程案例教学法：在教学过程中引入大量的工程实例，将理论知识应用与工程实际当中，提升学生的固体废物处理与处置的工程能力和素质；(2)PBL分组讨论式教学：选取符合学生思维特点的讨论话题，让学生带着问题去主动探究专业知识，实现价值观的自我完善；(3)翻转课堂形式：根据学生的自学内容、已修课程与本课程的交叉内容、设定题目等途径，让学生团队制作PPT，对相关内容进行讲解，采用讲解-提问-点评的方式进行；(4)任务驱动法：在线上平台中设定任务点，引导学生自主完成预设任务，将其作为平时成绩的组成部分，驱使学生学习相关内容。引导学生课前自学，课后复盘，促进学生合作探究，达成教学目标，取得较好的学习效果和学生反响。

三、结 语

基于“互联网+”背景下和工程教育专业认证的大背景下，针对《固体废物处理与处置》课程，以线上线下混合式课程模式为中心，对其进行了深入的建设和教学改革。本文通过线上课程资源的建设、线上线下混合模式的运行、学习效果评价方式、以及教学设计等方面进行探索和实践，内容上注重固废知识点和面的输入，教学方法和形式上注重学生能力的培养，整个环节中注重工程素质的培养，该课程的教学改革在教学中收到了良好效果。