“线上-线下-实践”三位一体的《生态工程学》教学模式探讨

田纪辉，蔡昆争，黄飞，蔡一霞

(华南农业大学 资源环境学院，广东 广州)

一 引言

近年来，随着互联网与信息技术的快速发展，“微课”等基于互联网的线上教学模式蓬勃兴起。线上教学模式不仅大大拓展了优质教育资源，有效地提高了学生学习的主动性，其快速发展也对传统教学模式提出了新的挑战[1]。因此，将优质的线上教育资源与传统的线下教育模式深度融合，针对特定课程及受众群体进行教学活动设计，探索具有针对性的混合教育模式是今后教学改革的必然趋势。

《生态工程学》是研究生态工程学原理、技术及装配设计的应用生态学分支，其目标是结合生态学原理解决在资源管理、环境保护和各种产业类型存在的生态问题，最终达到经济-社会-生态效益的同步协调发展。《生态工程学》的研究对象是自然-社会-经济复合系统，教学内容与教学方式必须面向社会经济生产实践，才能培养学生创新意识与动手实践能力。基于此，针对《生态工程学》课程及受众群体特征，本文提出依托“微课”技术建设优质线上教学资源，发展参与式线下课堂教学，同时开展研究型野外综合实践，逐步形成“线上-线下-实践”三位一体的混合式教学模式，以期培养学生自主学习的能力，并在研究型实践中培养动手能力和创新意识，提高人才培养质量。

二 《生态工程学》教学中存在的问题

（一）教学内容丰富，存在“泛与专”的矛盾

《生态工程学》内容涵盖广泛，通常包括生态工程学原理与设计、农业生态工程、林业生态工程、环境生态工程、湿地生态工程、草业生态工程、城市生态工程和退化系统恢复生态工程等内容。在具体教学过程中，还需要结合专业特点，适时扩充与生态工程学科研、实践相关的最新进展。可见《生态工程学》课程学科交叉性高，涉及范围相当广泛。但本课程理论教学时数设置在24 或者32 学时，在有限的教学时间内系统地介绍《生态工程学》的理论原理和实践应用，教学任务比较艰巨[2]。学生普遍反映对课程教学的重点和难点把握不够，尤其是生态工程学原理与生态工程技术在生态工程模式构建中的应用。因此，将课程教学重点内容进行优化整合，构建优质的线上教学资源，可以让学习者突破时间和空间的限制，为多样化和个性化教学提供了新途径[3]，是《生态工程学》教学改革的重要方向。

（二）学生课堂参与度低，积极性不高

由于课程内容丰富，学时有限，《生态工程学》仍以传统讲授教学为主，强调教学活动的三中心（以教师为中心、以课堂为中心、以知识为中心）。即教师掌控课堂教学活动的进程，学生学习按教师设定的框架循序渐进，教师可以及时了解学生对知识的掌握情况，有利于学科知识的系统化传授。但该教学模式往往忽视了学生个性与积极性的发展，使得部分学生对课堂教学失去了兴趣，积极性不高。现代大学教育是鼓励探求知识、思想碰撞和探求创新的场所，课堂教学的方法应该在一定程度上反映大学教育教学的精神与特质，而不是单纯“填鸭式”的知识传授。因此，在民主、宽容的环境中创造性引导学生融入教学活动，发挥学生的主体作用，在活跃教学氛围的同时又可有效地激发学生学习的自主性与积极性[4]。

（三）实践教学薄弱，学生动手能力差

学生对《生态工程学》理论知识的学习和掌握，最终还要应用于实践生产，才能实现价值塑造的宗旨，因此，实践教学在培养学生创新意识、锻炼学生实践动手能力方面具有不可替代的作用[5]。长期以来，实践教学一直被认为是理论教学的辅助环节，处于“配角”和“从属”的地位。目前《生态工程学野外综合实习》虽然已从理论课中独立出来，但由于校内实践基地场地或配套不足，校外实训基地受生产、安全、经济效益等因素的影响，学生实习缺乏热情，致使学生工程实践教学环节的质量难以保证，学生自主发现问题、分析问题和解决问题的机会较少，动手实践能力的培养不够[6]。因此，加强实践教学的改革与探索，将短期参观性调研转变成自主参与探究型的实践研究教学模式，有助于学生实践能力和创新思维的培养。

三 《生态工程学》“线上-线下-实践”三位一体教学模式的构建

《生态工程学》作为一门跨学科且综合性很强的应用科学和技术课程，综合利用“线上-线下-实践”教学相结合可保证学生对理论知识掌握的同时提高其实践创新能力。具体来说，开课前，教师围绕重点和难点构建线上教学资源与教学体系，根据教学进度安排学生进行课前自由学习并完成相关考核，调动学生学习的积极性与主动性，总计8 学时；线下课程围绕重点生态工程模式安排代表性案例分析、讨论及重点答疑，深化学生对理论知识的理解，总计24 学时；课后，依托校内外实习基地、相关科研课题等开展独立的研究型综合实习，培养学生的创新思维和将理论付诸实践的能力，总计30 学时。最终形成“线上-线下-实践”三位一体的混合式教学模式（见图1）。

（一）构建线上教学资源，鼓励学生自主学习

混合式教学模式的关键是要构建线上教学资源与教学体系。首先，教师需要根据《生态工程学》课程特征选取重难点内容并分解成许多知识点，在课程开课前做好相关教学资源（如网络视频、媒体报道、中英文文献）的整合与分配，并按照章节顺序制作不同知识点的“微课”短视频。例如，讲到林德曼效率在森林生物多样性保护中的应用时，以CCTV 专题视频——野生东北虎豹的回归为素材，结合北京师范大学葛剑平教授团队在野生东北虎豹保护领域取得的一系列最新研究成果，制作一期“微课”小视频，以科研数据解释东北虎豹国家公园建设规模是根据动物种群数量和林德曼十分之一效率演算而来，可以形象的介绍如何在生物多样性保护中应用生态学原理。

此外，在不断完善线上教学资源的同时，还要安排合理的线上教学体系。比如开展线上任务性教学，参照课堂教学进度组织学生个人或分组学习相应线上内容，并要求学生完成相关测试。教师可通过分析学生线上学习效果反馈，考查学生对知识点的掌握情况，不断调整课堂学习进度以及线上学习内容匹配度，逐步构建《生态工程学》线上教学体系。这样，教师在线下课堂上不再过多赘述识记性的知识，而把更多的精力和时间放在重难点突破上。

图1 《生态工程学》线上-线下-实践“三位一体”混合式教学模式设计

发展线下参与式教学，引导学生思考加深理解。学生是学习的主体，是知识的接受方，学生掌握知识的程度关系到课堂教学的实际效果。根据学生对线上教学效果的反馈，在线下课堂发展案例式和参与式教学模式，即加强对重难点的分析，充分发挥学生的主观能动性，积极引导学生参与进来，激发学生的兴趣与潜能，提高学生综合素质。可以针对课程的重难点内容设计一些探究性或发散性的主题，引导学生进行小组讨论或课堂汇报，在此期间适时引导，最终对讨论中的各种观点进行评价总结，通过讨论与辩论进一步加深学生对知识的理解。例如针对我国农林废弃物种类多、产量大、利用程度低等问题，让学生根据所学知识自己设计农林废弃物处理生态工程，并进一步分析实施过程中涉及的生态工程学原理、技术以及模式运行的关键参数、可能存在的问题等，分小组在课堂汇报讨论，以学生为课堂的主体，通过案例设计与分析提高学生综合运用知识的能力。

（二）开展研究性实践教学，提高学生科研创新能力

《生态工程学》是一门实践性很强的学科门类，实践教学是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和实践能力的重要平台。首先，根据《生态工程学》理论课的教学内容设置独立的《生态工程学综合实习》，以案例综合实践教学为核心，使实习内容更加综合，实习时间增长，使有限的实习经费使用更加集中，从而提高了实习的效率[6]。同时，为配合理论课的教学，配套一系列创新性和科研型实践课程，强调科研与实践相互结合的教学[5]。将实习课程与多个课题组正在开展的各级各类科研项目结合，比如依托甘蔗-大豆、玉米-大豆、水稻-雍菜间作长期定位试验开展农业生态工程实习，以生态工程中的“生态位原理”和“生物多样性原理”为核心，学生通过观测和采样获得数据，比较分析不同间套作与单作模式下农田生态系统的作物生产力、养分循环、温室气体减排、病虫害防控、综合效益等，并撰写实践报告，深入分析间套作的优势及其蕴含的生态学原理，培养学生的动手能力和创新思维。此外，还可根据学校条件开展任务驱动型特色实验。比如利用广州市河涌整治和华南农业大学校内湿地类型和数量众多的优势，要求学生分组进行不同类型湿地生态工程的综合评价和优化（包括湿地生物多样性与结构、水的来源、吸污排污方法、湿地的布局、湿地土壤），提出不同湿地建设中存在的问题以及解决问题的措施或建议，形成实践报告提交，让学生在解决问题的过程中加深对知识的掌握。

四 “三位一体”课程教学实践过程存在的问题及对策

（一）“线上-线下-实践”三者的协调

《生态工程学》三位一体混合式教学模式的关键在于不同教学环节之间的关系，若处理不好则会适得其反。要合理安排线上、线下与实践教学环节的重点内容、学时比例，三者既要重点突出又要相互联系。总地来说，《生态工程学》教学要理论与实践并重，设置独立于理论课的综合实习，理论教学又以线下教学为主、线上教学为辅。具体而言，线上教学以重点难点知识的理解为主，约占理论学时的三分之一为宜；线下教学以案例分析和难点答疑为主，约占理论学时的三分之二为宜；实践教学要有独立于理论教学的课程设计，学时大约与理论课程一致。此外，在课程设计时教师要做好不同教学环节之间的呼应，如线上知识点的学习要服务于线下课堂的案例分析与讨论，实践教学环节要突出主要生态学理论在实际生产中的应用，重点在于探讨不同模式的运行参数、存在问题与解决思路等，最终使不同教学环节既重点突出又相互联系，真正实现理论联系实际。

（二）线上教学的执行度

线上教学虽然整合了优质资源并缓解了课堂教学的负担，但学生学习自由度较高，没有时间和空间的约束，需要学生具有较高的自制力自觉独立的完成学习任务。而有些学生容易受到外界环境的干扰，较难自觉进行线上学习，教学效果与进度较难把控。要解决此问题，一方面要注意线上和线下教学的分配比例，采取线下教学为主，线上教学为辅的方式；另一方面要强化线上教学的监督机制，通过课前打卡签到和课后作业提交等方式进行，还可适当提高该部分在课程考核中的占比。

（三）学生课程的考核

“线上-线下-实践”三位一体的《生态工程学》教学模式可以充分发挥不同教学环节的作用，有效地利用线上资源，提高学生课堂参与度与动手实践能力，但多样的教学组织形式会形成多样的课程考核方式，比如线上学习打卡与测验，线下学习的考勤、课堂作业、案例汇报与期末考试，实践课程的调研实验、实践报告等多种考核方式对有些同学可能会形成课业压力。要解决此问题，则要探讨建立过程和结果并重的考核机制，并适当提高过程考核，降低结果考核占比，避免仅以考试成绩或仅以实践报告作为衡量的标准。比如在理论教学中采取过程考核（考勤、课堂测验和汇报讨论）和开卷考试相结合的做法，其中考勤、测验、汇报和考试分别占该部分的10%、20%、20% 和50%。实践教学考核包括考勤、调查研究、数据分析和实践报告四部分，分别占该部分的10%、25%、25% 和40%。特别是对于依托于科研课题的创新型实践，实践报告可采用PPT 汇报的方式，对培养学生的团结协作、归纳总计和演讲表达能力有较好的作用。

五 结语

基于《生态工程学》理论性与应用性兼具的特点，利用信息技术构建优质线上教学资源，调动学生学习主动性；推动线上教学与课堂参与式教学有机融合，加深学生对重难点知识的掌握；设计研究型实践教学模式，提高学生动手实践能力，“线上-线下-实践”三位一体混合式教学是对教学模式的创新，为推动课程教学改革、改善教学效果和提升学生综合能力提供理论参考和实践基础。