大气污染控制工程线上线下混合式教学及人才培养改革论文

2024-09-11 15:09:58 来源: 作者:liziwei
摘要:针对大气污染控制工程教学中存在的教与学脱节等问题,文章将线上线下混合式教学模式有效应用于该课程中。充分利用线上学习平台和资源,设计了线上线下相结合的教学模式,激发学生的学习兴趣,提高学习自主性和参与度。在线上教学过程中,采用案例教学的方式,引入大气污染控制技术的最新进展和动态等科研内容,培养了学生的科研水平和创新能力,有利于生态环保人才的培养。
摘要:针对大气污染控制工程教学中存在的教与学脱节等问题,文章将线上线下混合式教学模式有效应用于该课程中。充分利用线上学习平台和资源,设计了线上线下相结合的教学模式,激发学生的学习兴趣,提高学习自主性和参与度。在线上教学过程中,采用案例教学的方式,引入大气污染控制技术的最新进展和动态等科研内容,培养了学生的科研水平和创新能力,有利于生态环保人才的培养。
关键词:线上线下混合式;大气污染控制工程;教学改革;人才培养
引言
人才培养是推进生态环境保护事业发展的重要基础,如何培养应用型生态环保人才,是环境类专业亟需解决的问题。大气污染控制工程课程是环境类专业的核心课程,通过该课程学习使学生了解全球面临的空气污染问题和全球气候变化问题,掌握大气污染的成因和控制理论与技术等。由于课程综合性强,需要掌握的知识面广,涉及到气象学、物理、气溶胶化学、力学等多方面的知识,教学难度高,理论知识偏多。针对课程特点,在新工科背景和人才培养视域下,大气污染控制工程课程亟需采取新的教学模式进行改革。
线上线下混合式教学能够克服传统教学模式下的教与学脱节等问题,李雪琪等采取线上线下相结合的教学模式对工程力学进行教学改革,学生学习效率显著提高、教与学相互融合,学习氛围得到改善,教学效果显著。冉梦等将上线下混合式教学模式应用到金融学课程中,通过线上预习、课堂教学、课后学习评价,增加了课堂的师生互动性,提高了学生的学习积极性、自主学习能力和教师的教学水平。李亚等对农业资源及有害生物调查与评价课程进行了线上线下混合式教学模式的实践和探索,重新对课程内容进行了安排,选择了合适的教学平台,对教学过程进行了混合式教学模式的设计,经过2年的教学实践,教学效果大幅度提升,学生在这种教学模式下获得了成就感,他们的学习主动性和探究性学习能力也得到了显著提高。尚琼等对化工原理课程进行了以“新工科”为导向的线上线下混合式教学改革,完善了线上资源,对线下课程模式进行多样化设计与实践,建立多维度的评价体系,学生的学习主动性、参与度以及课堂活跃度显著提升。通过该模式促成了教学过程“以学生为中心”的转变,提升了教学团队的整体教学水平。
本文将线上线下混合式教学模式应用到大气污染控制工程课程教学中,充分利用网络资源,灵活运用案例和实践,实时更新教学内容,采取多样化考核制度,提高学生的学习兴趣与学习参与度,培养学生分析问题、解决问题的能力,培养具有国际视野和科研能力的高素质生态环保人才队伍。
1线上线下教学模式探索
1.1充分利用网络资源
中国大学MOOC网站上关于大气污染控制工程的线上课程有3门,其中有2门为国家精品课程,可以通过雨课堂内置慕课视频。智慧树平台上有9门大气污染控制工程线上课程,职业教育课有1门,智慧树平台相较于中国大学MOOC平台资源较丰富。课前通过雨课堂发布视频和相关讨论主题,调动学生的学习积极性,学生通过查阅资料等手段,收集相关资料,并进行讨论。以大气污染控制工程课程中的挥发性有机化合物污染控制技术章节为例,线上可以预先学习挥发性有机化合物的概率、来源等知识点,课堂上可以采用线上答题、抢答、投票等方式,讨论家庭中油烟机的VOCs控制方案以及汽修厂的VOCs控制方案。课后再在线上发布复习习题及相关案例,巩固课堂上的学习内容。因此,充分利用网络资源,建立案例库,习题库等线上资料,丰富大气污染控制工程的线上资源库。
大气污染控制工程课程是综合性课程,涵盖很多交叉学科的知识点,通过网络教学平台上交叉学科、交叉课程知识点的学习,推进了环境工程专业与其他学科交叉融合,有利于培养创新型和复合型人才。
1.2教学模式设计
线上线下混合式教学实施过程分为课前、课中、课后三阶段,如图1所示。课前发布教学任务,充分利用慕课资源,优选优秀的课程,同时采用雨课堂发布与课程章节知识点相关的短视频,视频时长一般不宜超过5 min,学生通过雨课堂看完视频后,可以做与视频中知识点相关的习题,提前预习相关知识点。课中采用雨课堂进行签到,组织课堂考勤,针对部分知识点,进行分组讨论,设置讨论主题,让学生进行抢答和投票。结合大气污染控制工程仿真软件,让同学们能够进行AR、VR实操,增加课程实践性,全方位、全过程培养高素质应用型人才,使学生认识到理论结合实际的重要性。
结合雨课堂的评价体系,进行预习检验和课堂成果检验,了解课堂上答题正确率、课堂活跃度、课堂平均分、课堂上表现优秀的学生及学生的课堂分,包括课堂上习题的平均作答率、平均分、作答时长分布、得分率与作答速度关系等。课堂上的互动情况,包括参与互动的人数、随机点名次数、弹幕数量、投稿数量等;学习分析情况,包括签到学生人数、平均停留时长等情况。课后通过雨课堂发布复习题目,了解学生对知识点的巩固情况,掌握学生的学习情况,包括课件数据和答题情况,有多少人点击了不懂页数,多少人点击了课件总页数,习题的得分情况、答题率和正确率等。通过这种线上线下混合式教学模式,学生的学习积极性得到大幅度提高,使学生得到全面、和谐、充分的发展,促进了学生自主学习能力的培养,有利于培养多元化的环保人才。
1.3灵活运用案例和实践
案例和实践教学是人才培养的有效教学方法之一,线上教学过程中,结合课程的知识点,发布案例视频和优秀的教学短视频,帮助学生更好掌握知识要点,同时锻炼学生分析问题、解决实际问题的能力。课程部分案例如表2所示。
结合线上资源和仿真实验,增加线上教学案例分享,提高了学生的学习兴趣和参与度,线上教学中的短视频生动地讲述了相关知识点,使理论知识的学习不再枯燥,变得生动有趣。线下进行校企合作,丰富人才培养方式。以校企合作项目为主线,注重应用型人才的培养,强调理论与实践相结合,坚持“请进来,走出去”的原则,请进环保工程师走进课堂,对学生进行专题指导授课,同时根据教学的进程,让学生们走出去,了解真实的废气治理案例,以项目为导向,任务为驱动,让学生加入一个具体的废气治理项目中,着力培养高素质应用型人才,使学生认识到理论结合实际的重要性。
1.4实时更新教学内容
随着经济和社会的发展,大气污染控制的政策和技术在不断变化。课堂中教师需要及时更新相关信息,引入大气污染控制行业发展和科学研究的最新进展和动态,开拓学生的国际视野。在课程中引入大气污染来源甄别、成因分析及健康危害评估等方面最新技术进展,减污降碳协同技术、环境催化和大气污染化学中的多项过程涉及的基础科学问题,机动车尾气、工业源排放、室内空气污染控制新原理,VOCs与NOx减排潜力、大气化学与人体健康、气候变化、碳中和以及频发野火等研究热点。在课堂上分享最新的科研论文,课前和课后让学生查询相关大气污染控制技术的最新英文文献资料。把最新研究进展融入教学中,提高了学生的科研兴趣和英文文献阅读能力,扩充了学生的知识面,使学生了解到大气污染控制技术的未来发展方向,培养学生的创新精神和科研能力。科教融合,有利于培养在环保领域具有科研能力的高水平人才。
2“线上线下”混合式教学效果评价
对学生进行问卷调查,将教学效果的评价分为网络平台使用、实践体会、知识点掌握、互动性、参与性、学习自主性6个方面,以100分为满分,让对照组和实验组学生进行打分评价。如图2所示,实验组的网络平台使用、实践体会、知识点掌握、互动性、参与性、学习自主性6个方面的平均分均得到大幅度的提高。在学习自主性方面,对照组的平均分为70,实验组的平均分为88,实验组的此项平均分较对照组提高了18分,是6个评价对象中增幅最大的。知识点掌握的平均分为95,为最高得分,说明“线上线下”混合式教学模式在课堂上的应用,使学习的学习自主性得到提高,有利于学生对知识点的掌握。
3结语
大气污染控制工程课程通过线上线下混合式教学模式的构建与实施,充分利用线上学习平台和资源,设计线上线下混合式教学模式,线上教学过程中采用案例教学,引入大气污染控制技术的最新进展和动态等科研内容,激发了学生的学习兴趣,提高了学生的学习自主性、参与度和创新能力,教学效果显著,推进了应用型生态环保人才的培养。
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