面向“混合教学模式”的课程知识点碎片化管理
——以《固体废物处理与处置》课程为例
 
魏云梅，高俊敏，石德智，李蕾，刘国涛，彭绪亚，蒋琰  
（重庆大学，环境与生态学院，重庆，400044）

 
[摘  要]针对固体废物处理与处置课程教学过程中存在的问题，从教学角色、教学方式、教学手段、考核方式等多维度着手，构建“线上教学与线下教学、课堂学习与课后学习、教师授课与学生汇报、末端评价和过程评价”有机结合的混合教学模式。通过知识点的碎片化管理，构建出适合于微视频教学、角色翻转教学、视频辅助教学和传统教学四种教学方式的知识点组群，以提高理论课程教学效果和学生的课堂参与度。
[关键词]混合教学，知识点，固体废物，微视频，环境工程
[作者简介]魏云梅,(1982-),女,汉族,河北省保定市,博士学位,重庆大学环境与生态学院,副教授,固体废物处理处置与资源化利用。
[基金项目]2019年重庆大学教学改革研究项目“基于雨课堂构建《固体废物处理与处置》课程混合教学模式的实践与探索（2019Y50）; 2016年重庆大学本科校级优质专业课程建设项目“专业核心课程(系列)——固体废物处理与处置”; 2019年重庆大学教学改革研究项目“基于现代分析测试技术发展的环境监测实验课程改革与实践” （2019Y49）; 2019年重庆大学一流专业核心课程群建设项目“环境工程专业核心课程群”
 
 

目前我国正在大力推进大学本科课程教学改革工作，但大多数高校的本科教学过程中依然存在教学手段陈旧、课程学习评价方法单一、学生课堂参与度不高、学生综合能力不足等问题。如何提升理论课程的课堂教学质量、提高学生课堂参与度以及培养学生的综合素养在高校“双一流”建设中依然是任重道远。2018年教育部印发《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》，特别强调要加强现代信息技术与教学工作有机融合，推动现代信息技术（如互联网技术）在教学活动中的应用，推进MOOC、SPOC在线课程建设，打造融“价值塑造、能力提升、知识获取”三位一体的课堂教学。需要指出的是，将互联网等信息化技术应用到大学本科课程教学改革中来并不是构建完全脱离课堂教学的互联网教学模式，而是要以课堂教学为基础，将课堂教学和互联网技术有机结合，构建一种“线上-线下”的混合教学模式。本论文以《固体废物处理与处置》课程为例，探讨混合教学过程中教学知识点的重新梳理和组构，以形成适应新的教学模式的知识框架体系，为混合教学模式的有效开展提供基础支撑。
1 《固体废物处理与处置》课程教学改革的必要性
“固体废弃物处理与处置”是高等学校环境工程专业重要的专业必修课之一，与“水污染控制工程”和“大气污染控制工程”并称为环境工程专业三大主干课程［1-4］。课程涉及运用现代的物理、化学及生物的方法实现固体废物的减量化、无害化和资源化。课程主要讲述固体废物管理的基本原则，以及固体废物处理处置所涉及的主要技术、设备及其基本原理。该课程知识点零散琐碎，设备结构复杂，理论知识抽象，且课程涉及的处理技术和工艺流程多样［4-5］。由于固废处理技术和设备发展迅速，不断更新，学生对其缺乏感性认识。因此，对于本科生来讲，该课程属于一门难度较大，难于掌握的课程。
从固废课程的教学过程和教学效果看，目前学生学习中普遍存在以下问题：1）课前缺乏预习，且缺乏有效的监管方法；2）课堂人数较多，学生对讲授内容的理解程度不能有效及时的反馈；3）课堂参与度不理想，上课“低头族”较多；4）课程内容较多，自学内容和拓展性阅读的学习效果监管困难。如何通过教学手段和教学模式的创新提高学生学习的积极性，加深学生对课程内容的理解，提升教学效果是当前理论教学过程中迫切需要解决的问题。
“雨课堂”是清华在线教育办公室研发的一项用于教学的新技术，它是通过MOOC 平台“学堂在线”推出的混合式教学工具[6]。通过“雨课堂”这一教学工具，教师可以通过微信将带有MOOC 视频、习题、语音的课前预习课件实时推送到学生手机上，并可以定制符合自己教学风格和教学节奏的教学设计，还有实时答题、弹幕互动等功能。“雨课堂”科学地覆盖了课前、课上、课后的每一个教学环节，基本实现了教师对教学全周期的数据采集工作，从课前预习、课堂互动、课后作业等层面，帮助教师分析课程数据，量化分析学生的学习情况，精准教学，为传统课堂教学师生互动提供了完美解决方案[7-8]。目前全国范围内多所高校采用“雨课堂”模式授课，让教学工作进入了智慧教学时代。因此，采用雨课堂教学工具，通过雨课堂建立课前预习-课堂教学-课后复习间的沟通桥梁，可以实现课堂互动永不下线的功能。
2 《固体废物处理与处置》混合教学模式构架
混合式教学包括线上教学与线下教学、课堂学习与课后学习、教师授课与学生汇报、末端评价和过程评价的有机结合，具体教学模式包括以下几方面：
2.1资料推送强化课前预习的模式
通过线上教学工具推送微课件、微视频、语音、动画等学习资料到学生的手机终端，并要求学生形成带着问题进课堂的思维模式和行为习惯。通过调查问卷的形式反馈学生对资料类型和预习时间的接受程度以及预习效果对整体教学效果的提升空间。
2.2微格诊断构筑课上实时反馈模式
针对上课人数多，不能及时掌握学生对知识理解程度，以及上课“低头族”问题，通过微格诊断强化课堂学习的过程控制。对于每节课的重要知识点，通过雨课堂推送微格诊断试题，要求学生在规定时间内完成，以检查学生对知识点的实时掌握情况。同时，开通“雨课堂”的弹幕功能，匿名收集学生对课堂知识点的疑问，畅通学生质疑和教师释疑的渠道。
2.3角色翻转提升课堂趣味性和学生创新能力
传统的教学是教师的教与学生的学，在长期学习过程中学生容易对学习模式产生疲劳。根据自愿的原则对部分知识点实行翻转授课，通过知识点筛选、学生报名、角色翻转讲授、微视频录制、学生评比等环节调动学生学的积极性、趣味性和创造性。学生的微格授课需穿插在适宜的授课环节当中，教师需对授课时间、授课内容的合理性以及深度进行把握和调控。
2.4课后引导调动学生对热点问题的追踪探讨
固废课程知识内容与诸多社会问题和环境问题密切相关，固废课程的讲授需要加强与实际问题的联系。通过雨课堂推送与课程内容相关的热点新闻、评论、快讯、学术论文等，强化学生对知识点的理解，拓展学生的视野，帮助学生构建批判性思维。

 
 
 
 
 
 
图1 《固体废物处理与处置》混合教学模式构架
 

3 《固体废物处理与处置》课程教学知识点碎片化管理
“固体废弃物处理与处置”课程使用的教材是由何品晶主编，属于“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。教学内容涵盖固体废物收运、预处理、生物处理、热化学处理、卫生填埋、工业废物、电子垃圾、危险废物、农业废物等11个章节。教学内容涵盖了基本概念、基本原理、工艺流程、工程设备等多个教学层次。混合教学采用的多样化教学方式必然要求对现有知识点重新进行梳理和归总，以明确哪些知识点采用传统教学模式，哪些知识点采用微视频教学模式，哪些知识点采用角色翻转教学模式。根据教学模式，本文将课程知识点分为四类，如表1所示。

表1 固体废物处理与处置课程知识点碎片化管理与分类

教学章节与知识点	微课件、微视频知识点筛选	角色翻转知识点筛选	课堂辅助视频知识点筛选
第一章 绪论 固体废物定义、来源与分类、危害及污染控制、管理制度及法规、固废理化特性分析	固体废物污染属性与资源化属性	国内外生活垃圾组分差异性分析	固体废物环境污染短片
第二章 固体废物收运 生活垃圾分类、收集、存储、运输与转运	垃圾分类的必要性分析	上海生活垃圾分类的现状与困境	日本垃圾分类工艺短片
第三章 固体废物预处理固体废物压实、破碎、分选			破碎机械设备短片
第四章固体废物生化处理 厌氧消化基本原理、影响因素、工艺流程、典型厌氧消化技术 好氧堆肥基本原理、影响因素、工艺流程和典型堆肥技术	厌氧消化基本原理 好氧堆肥基本原理	餐厨垃圾厌氧消化产气过程稳定性影响因素分析 干式厌氧发酵技术	厌氧消化工艺短片 好氧堆肥工艺短片
第五章 固体废物热化学处理 焚烧原理、影响因素、热工计算、焚烧系统组成、焚烧设备、二次污染控制	热值计算 烟气污染物与半干法烟气净化技术	垃圾焚烧飞灰资源化可行分析	焚烧技术工艺短片
第六章 固体废物的固化和稳定化 水泥固化、沥青固化、熔融固化、pH值控制技术、沉淀技术、氧化还原技术、固化稳定化效果评价	飞灰的固化与稳定化
第七章 固体废物土地处理与处置 卫生填埋基本原理、填埋场选址与设计、填埋工艺和操作、渗滤液产生及工程控制、填埋气产生与导排处理、填埋场封场	垃圾填埋与温室效应 垃圾渗滤液产生量计算	填埋场甲烷氧化技术	填埋操作工艺短片
第八章 危险废物的处理与处置 危险废物鉴别、危险废物收集、包装、贮存和运输、处理处置技术	危险废物的鉴别
第九章 电子废物处理与处置 电子废物来源及特征、处理处置技术			电子废物管理视频短片
第十章 工业固体废物的资源化 煤矸石产生及资源化、粉煤灰产生及资源化、高炉矿渣的产生及资源化			粉煤灰的危害视频短片
第十一章 农业废物处理与利用 农业废物的产生、种类特征、处理处置		废弃农膜的回收与资源化现状分析

3.1微课件、微视频知识点
微课件和微视频主要是用于课堂前推送，强化学生的课前预习，并能够用于学生对知识点的二次学习，因此该类知识点应该是各个章节中的重点和难点，且整个课件或视频应该符合内容紧凑和集中的原则。以固体废物热值计算为例，应先引出热值的定义、热值的计算公式，不同热值之间的转换关系，最后以习题的方式对热值计算过程进行强化练习。整个课件以10-15张ppt为宜，微视频时长以15-20分钟为宜。
3.2角色翻转知识点
角色翻转知识点主要用于学生课堂学术汇报环节。知识点一般是课堂内容的深化或延伸，同时该类知识点还应该体现学术研究前沿。通过学生自行查阅资料、ppt制作、课堂汇报、随堂点评的过程，夯实理论知识的同时，加强学生学术表达、团队协作等综合能力的培养。
3.3课堂辅助视频知识点
《固体废物处理与处置》课程是理论性和实践性并重的一门课程。因此可以通过案例视频的方式，加深学生对工艺、系统、设备的感性认知。如厌氧消化工艺是目前用于餐厨垃圾处理处置的一种主要方式，通过实际的厌氧消化工艺短片，提升学生对消化理论、消化工艺系统、消化设备的理解和认识。
3.4传统教学知识点
前面已经提到，混合式教学不是抛弃传统教学方式的网络式教学。因此对于前三种知识点筛选后的知识点，仍需要采用传统的教学方式进行讲授。
4 结语
《固体废物处理与处置》课程的理论性、实践性均很强，内容涉及面很广，处理工艺流程多样，设备复杂。因此，采用“固体废物处理与处置”课程的混合教学模式从教学角色、教学方式、教学手段、考核方式等多维度着手，实现线上教学与线下教学、课堂学习与课后学习、教师授课与学生汇报、末端评价和过程评价的有机结合。同时，构建基于混合式教学的知识点管理体系，梳理出适合于不同教学方式的知识点组群，将有助于提高学生对于“固体废物处理与处置”课程中知识内容和相关技术方法的兴趣，削弱学生学习过程的疲劳感，开阔学生的思维和视野，为培养具有创新能力和工程素养的人才新模式提供参考依据。
 
[参考文献]
［1］ 王宝，葛碧洲，陈彬. 固体废物处理与处置教学内容改革［J］. 广州化工，2017，45( 20) : 180－181.
［2］ 高春梅，冀世锋，邢云青，等. 现实垃圾处理实例在《固体废弃物处理与处置》教学中的应用［J］. 教育教学论坛，2018( 7) : 61－63.
［3］ 张永涛，山宝琴，张琰图，等. 情境模式的案例教学法在《固体废物处理与处置》中的应用［J］. 延安职业技术学院学报，2014，28( 4) :74－76.
[4] 张凌，冯彩霞，何建英，等.案例教学在《固体废弃物处理与资源化》中的应用［J］. 广州化工，2019，47( 12) : 158－159.
［5］ 项玮. 应用型本科院校固体废弃物处理与处置教学改革研究［J］.大学教育， 2016( 2) : 98－100.
[6]“雨课堂”与传统教学模式的比较研究［J］.大学教育， 20117( 12) : 153－155.
[7]孙晔.浅谈混合式教学工具雨课堂的使用［J］.教学研究，2016（11）：197-198.
[8]徐盛夏.教学方式与时俱进：“雨课堂”教学［J］.教育现代化，2016（35）：191-192.