王辉　曲振平　张玉　王奕

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

大氣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，国家非常重視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。

数字化试题库建设：及时反馈学生学习效果及了解不同学生学习难点。团队成员基于对该课程多年的教学经验等，将每个章节的重点和难点，编写成不同类型的试题，最终构成数字化试题库。授课老师可以利用这个数字化试题库，通过线上课程管理平台发布在线测试和课后作业。

平台上的数字化课程资源可以用于学生课前预习、老师课中授课与学生课中测试、学生课后复习。该课程资源将不受时间和空间的限制。同时，教师分析学生线上测试和学习行为等特点，反馈数字化课程资源建设使用效果，将有助于教师进一步优化教学内容和数字化课程资源，有针对性地引导学生学习，把握学生的学习动态，提高教学质量。

（三）  课程考核方式优化，增强课程挑战性

传统高等教育的学习评价与成绩评定主要以结果性评价为主，包含出勤、期中考试和期末考试[5]，其中期末考试最高占比至90%。本课程考核方式改革是在以期末闭卷考试为主的传统考核方式的基础上，增加过程性评价，构建多元化考核体系。以期可以更加合理地、多维度地评估学生的学习效果，从而提高环境专业课程的教学质量。多元化考核体系主要包含学习态度考核、基础知识过程性考核、综合能力考核和综合知识结果性考核四个部分。

1  学习态度考核

学习态度考核占期末总评成绩的10%，主要考核学生在学习过程中的主动性、积极性、独立性，并对学生每章节知识的学习态度进行评价[6]。首先在课堂上，教师会统计学生的上课出勤情况，并根据缺课和迟到的次数给出评分；其次，要求学生养成记录课堂笔记的习惯，既锻炼学生对所学知识的总结能力，又便于学生考试前的复习，大大提高学生课上学习的主动性。最终，任课老师会根据上述考核点，综合给出最后成績评估。此部分的考核方式将引导学生养成及时复习和巩固所学过知识的良好学习习惯。

2  基础知识过程性考核

基础知识过程性考核占期末总评成绩的10%，主要考核授课过程中学生对每章节重点知识的理解和掌握情况。在课上，相关章节内容学完后，教师在课堂上将对相关章节内容进行在线测试；在课下，教师通过雨课堂布置课后习题，要求学生在课程规定时间内完成学习并提交习题，再通过学生课后习题的准确率和完成率给出评分。多次测试成绩的平均分计入期末总评成绩。利用信息技术平台（如雨课堂）来完成全过程学习的监督和管理，并及时了解学生习题完成情况，掌握学生学习的难点，帮助学生加强对知识系统的理解和掌握。

3  综合能力考核

综合能力考核占期末总评成绩的15%，主要考核学生理解并运用知识的能力。我们调整简单粗暴地向学生灌输知识与科学结论的填鸭式传统教学模式，突破原有的“概念-分类-历史-属性-未来”等类似线性内容的教师独白式授课模式[7-8]。通过精细的课程内容与教学手段设计，来探索本课程的知识脉络、学术价值与社会意义，促使学生不断深入思辨，锻炼他们自己来寻找问题答案的能力。课堂中呈现出一种师生相互对话的交互机制。因此，大气污染控制教师团队针对目前国内外关注的大气相关问题与现状，形成8大论题；将学生分成8个讨论小组，每个小组选出一名负责人来统筹管理，且每个小组抽取一个论题。各个小组学生自行讨论分工，通过海量阅读、文献查证、小组讨论形成课程报告，并在课堂进行PPT展示答辩，由大气污染控制教师团队成员作为评委老师。教师根据不同学生在小组任务中的参与度、贡献度及小组汇报的质量进行评价与点评。这种螺旋式的课程模式，不仅拓展了学生的知识面，锻炼了学生查阅与总结文献的能力，还帮助学生更好地将课本知识与实际相结合。

4  综合知识结果性考核

综合知识结果性考核占期末总评成绩的65%，主要通过闭卷考试的形式考核学生对知识的记忆、理解与掌握程度。此种方式虽延用传统的卷面考试，但在期末总评成绩的分值占比由100%下降为65%。

（四）  教学团队建设，优化团队组成结构

师资队伍建设是实施课程建设与教学的重要保证。开课之初，大气污染控制工程课程师资队伍只有两名教师组成。后期又陆续增加青年讲师1人、工程师1人。所有教师均为博士研究生学历。新教师队伍职称结构、学历结构、年龄结构均合理。新的教师队伍，可以有效地推动青年教师的成长。通常高校的青年教师的学历较高、专业知识较强，但是，其教学经验没有，教学能力略显不足。通过在教师团队中吸纳青年教师，由老带新，有效促进了青年教师快速成长。一方面，青年教师也具有他们独特的优势，例如可以熟练地运用现代信息技术等手段，帮助改革传统的教学方法。另一方面，青年教师可以结合教学工作，开展不同形式的教学研究，积极承担教学研究与教学改革课题，促进研究水平提高。

二  实践效果

通过线上-线下混合式课程改革，学生的总体学风有了大幅改善，听课的专注度明显提升，学习成绩也随之提高。2020—2021和2021—2022学年，在环境工程专业2018级和2019级本科生中开展了线上-线下混合式教学改革后，期末总评成绩与未实施混合式教学改革的2015、2016、2017级3个环工班的期末总评成绩对比发现：课程不及格率从7.2%下降到2.4%，教学改革效果较为显著。因此，大气污染控制工程课程通过线上-线下混合式教学改革，不仅有助于培养学生养成良好的学习习惯、树立正确的价值观和使命感，还进一步提升学生的专业素养与创新能力，为以后的进修学习和工作打下坚实的基础。

参考文献：

[1] 陈冰冰，钱建畅，李军伟，等.《药理学》线上线下混合式教学模式的构建与实践[J].温州医科大学学报，2020，50（5）：425-427.

[2] 陈美华，徐晓燕，陈伟，等.混合式教学应用于药物毒理学教学的探索[J].基础医学教育，2019，21（3）：202-204.

[3] 郭惠红，刘忠华，李晓娟，等.“植物学”课程数字化建设的探索——以北京林业大学为例[J].中国林业教育，2020，38（5）：47-50.

[4] 姚燕.投资决策经济分析课程教学改革研究[J].金融理论与教学，2019（1）：103-104.

[5] 张林云.线上线下混合教学背景下MOOC与传统线上教育的比较[J].办公自动化，2021，26（19）：6-8.

[6] 包小妹，吴凤媛，柳凯.《微观经济学》线上线下“混合式”金课建设的实践和探索——以东南大学成贤学院为例[J].办公自动化，2021，26（19）：19-21.

[7] 吕欣.信息时代的美国高校教学模式与管理机制管窥[J].北京教育（高教版），2018（6）：89-91.

[8] 谷政，卢亚娟.高等教育国际化背景下金融人才培养探讨——以康奈尔大学为例[J].高教学刊，2019（19）：11-13.

基金项目：2022年国家本科教学工程项目“面向创新思维人才培养的《大气污染控制工程》数字化课程建设”（无编号）；2020年度大连理工大学教学改革基金项目“《大气污染控制工程》线上-线下混合式教学模式建设”（YB2019029）；辽宁省自然科学基金项目“铁铜钨复合氧化物的设计及其在轮船尾气NOx催化消除中的应用”（2020-BS-056）

第一作者简介：王辉（1986-），女，汉族，山东滨州人，博士，讲师。研究方向为大气污染控制。

*通信作者：曲振平（1975-），女，汉族，辽宁大连人，博士，教授。研究方向为环境催化与材料。