全英文课程“恶臭污染生物控制”教学改革初探

丁 颖，朱维琴，和苗苗，倪伟敏，张杭君

（杭州师范大学 生命与环境科学学院，浙江 杭州 311121）

引言

近年来，全球恶臭扰民事件频发，恶臭的评价、分析和治理成为当前的热点研究课题。应恶臭污染控制市场的要求，杭州师范大学生命与环境科学学院环境工程系在2013版培养方案中增设了“恶臭污染生物控制”全英文特色专业必修课程，重点介绍了恶臭污染生物控制的技术原理、生物相、反应器、填料选择、案例研究及最新科研动态。该课程是环境科学与工程专业核心知识体系的重要组成部分，其教学旨在使学生了解恶臭污染生物控制的基本知识，具有常见恶臭污染生物控制的设计能力。

由于该课程涉及的专业基础课程多，但学时较少（16学时），且是全英文大班授课方式，产生了教学信息量多和计划学时少的矛盾，课程教学内容和模式亟待丰富与完善。同时，由于学生的自主性和研究性学习不够，部分英语基础较薄弱的学生在相关专业知识的接收、消化和吸收上有一定的障碍。此外，大班授课的方式较易忽视学生获得知识的潜在性、理解知识的差异性和发展知识的创造性，因此，必须发挥学生的自主性，引导其更有效率的学习。教师要想在有限的课堂教学学时内提高教学效果，必须对现有的教学手段和教学方法进行改进，摸索出更好的专业课堂教学模式。

翻转课堂作为一种新型教学形式，给传统课堂教学带来了极大的冲击和影响。近年来，翻转课堂的理论与实践研究同步推进，已被世界各国教育机构采用和实施。当前国内外研究重心主要是翻转课堂的内涵与本质研究和实践研究。国内较多关注其应用模式的研究，致力于提出和应用具体可行的翻转课堂教学模式；国外更多的是关注其支持体系的研究，比如教学设计、改革、实践和信息技术的发展等对翻转课堂教学的影响，更注重学生在课堂中的实际体验［1］。信息技术支持下的翻转课堂教学模式充分肯定了课前视频学习所带来的课堂解放与学生的深度学习，只是在如何衔接课前与课堂、如何更好地提升课前视频学习效果与课内互动质量的问题上，学者还在不断探索与实践［2］。此外，关于翻转课堂的教学质量评价研究还处在起步阶段，以评价体系的讨论和构建为主，实践应用尚不丰富，需要继续从教师“教”与学生“学”的角度综合考虑，构建系统的翻转课堂教学质量评价体系，并用于翻转课堂的教学实践。

本文的教改工作立足于“恶臭污染生物控制”课程教学，通过创建该课程的教育教学资源和教学设计，构建了基于学校慕课平台的数字化教学环境和翻转课堂教学模式，把传统的“教师课堂讲解+学生课后作业”转变为“课前知识传授—课内知识内化—课后教学评价”，提高了学生的自主学习能力、团队协作能力和解决问题的能力，以期为高校环境工程专业构建与恶臭污染治理相关的课程及其教学改革提供模板和借鉴。

一、教学模式改革流程设计

纵观已有翻转课堂的研究案例，其基本教学流程是“学生提前看材料—做练习—教师指导—总结提升”［3］。针对“恶臭污染生物控制”教学大纲的要求，并结合教学平台，我们设计了基于慕课平台和实践翻转课堂的教学模式改革，其具体流程如图1所示。教学改革的主要内容包括以下几个方面。

图1 基于慕课平台和实践翻转课堂的“恶臭污染生物控制”教学流程

（一）完善“恶臭污染生物控制”课程的翻转课堂教育教学资源

教师完善全英文教材自编讲义和教案，内容涉及恶臭污染生物控制技术理论、案例研究及最新科研动态，录制支持翻转课堂的微课教学视频，制定“学生自主学习任务单”，帮助学生明确课前自主学习的内容、目标和方法，结合微课内容设置相关练习，以巩固学生对知识点的理解和掌握。

（二）创设基于学校慕课平台的“恶臭污染生物控制”课程数字化教学环境

教师在学校的慕课平台上开放共享微课教学视频和其他教学资料，为翻转课堂提供教学保障。学生在“学习任务单”的指引下，利用学校慕课平台或学习通开展自学、分组合作学习和讨论，完成课前练习，为课堂教学打好基础。在课堂上，学生将课前自学中遇到的问题反馈给教师。

（三）构建“恶臭污染生物控制”课程翻转课堂的教学模式

教师收集学生在自学时遇到的问题，设计课堂教学方案，课堂答疑解惑，挖掘内容体系，引导学生深入理解恶臭污染生物控制的技术、原理与设备；引导学生进行小组讨论，教师总结升华，凝练知识点，促进学生的知识内化。

（四）建立“恶臭污染生物控制”课程翻转课堂课后教学评价体系

在翻转课堂中，学生成为学习主体，翻转课堂模式下的评价体系由师生共同完成，以教师评价为主、学生评价为辅，建立教师个人评价、学生团队评价、学生自我评价相结合的多元评价体系。

二、教学模式改革实施过程

（一）课前知识传授阶段

1.教材是教学的载体［4-6］。全英文课程以Shareefdeen Z.和Singh A.主 编 的Biotechnology for Odor and Air Pollution Control，以 及Kennes C.和Veiga M.C.主编的Bioreactors for Waste Gas Treatment为蓝本与纲要，教师自编讲义，设置了6 章内容，包括Chapter 1: VOCs and Odor Definition；Chapter 2: Methods for Odor Control；Chapter 3: Types of Bioreactors；Chapter 4: Biofilter Technology；Chapter 5: Biotrickling Filter Technology和Chapter 6: Future Prospects of Biotechnology for Odor Control。同时，教师制作、修改并完善了适用于学生自主学习的课件，将其与讲义、英文参考书的电子版一并上传至学校的慕课平台。

2.教师提前录制好微课教学视频，在学校的慕课平台上开放共享，每个视频的时长控制在10分钟以内；教师根据讲义、课件和微课教学视频的教学内容，分别制定每个章节的学生自主学习任务单，提前一周发给学生，并提出自主学习目标和学习内容，推荐学习方法，布置若干个课前练习思考题。翻转课堂强调的是以学生为主，充分发挥学生的主动性，所以课前预习是学生非常重要的学习任务［7］。学生在课前根据自主学习任务单，在学校的慕课平台或手机学习通等App上，有针对性地观看微课教学视频，边看边思考，如有问题记录下来，通过反复观看讲义、课件和教学视频，解除疑问，开展个人或分组合作学习和讨论，完成课前练习，为课堂教学打好基础。学生3～4人为一个学习小组，每个学生归纳记录在自学过程中遇到的问题并汇总给小组长，小组长负责将问题反馈给教师。教师收集学生在自学过程中遇到的问题，在课堂上对共性问题进行讲解，完成课堂教学方案，制作、修改并完善适用于翻转课堂的课件。

（二）课内知识内化阶段

翻转课堂是为了帮助学生更好地进行知识的迁移和内化，要求教师准确把握本节课的教学目标，以及重点和难点，摸清学生的课前学习情况，再选择合适的课堂组织形式［8］。

针对“恶臭污染生物控制”全英文课程的特点，采用以下三种组织形式：（1）教师针对学生在课前自学过程中产生的共性问题，先引导和启发不同组之间进行解答和研讨，教师进行纠错答疑和归纳总结，提炼出要点，确保每个学生完成学习目标。比如，重点解读恶臭污染控制的物理、化学、生物学方法及原理，区分不同控制技术的适用范围和选择依据。（2）引导学生完成一些难度较高的练习题，拓展基础知识。题型包括连线配对、缩略词解释、判断、简答、计算等，旨在挖掘内容体系，引导学生进行小组讨论，教师总结升华，凝练知识点。比如，引导学生深入理解恶臭污染生物控制的技术、原理与设备，掌握恶臭生物处理系统的EBRT、VL、ML、EC和%R等参数的计算方法。（3）在学习了恶臭污染生物控制反应器基本类型的内容后，布置以小组为单位进行文献汇报（英文汇报）的任务，分3～4周完成汇报，每次2～3个组，每组约10分钟，并设立提问环节，让学生进行互动研讨，增强紧跟科学发展前沿的意识，培养科技文献的阅读能力、语言表达能力、自我展示能力和团队协作能力。由教师和学生代表从完整性（30%）、理解深刻度（20%）、语言能力（20%）、表现力（10%）、PPT美观度（10%）、时间控制（10%）等方面共同打分，教师和学生的分值各占50%。

课程的实施实现了两个转变：一是学生由被动接受转为主动学习，学生有了更多的主动权；二是教师由传递知识转为答疑解惑，成了真正的引路人［9］。教师有针对性地答疑解惑，并引导学生分组讨论、协作学习，完成对知识的内化。

（三）课后教学评价阶段

课程考核包括线上考核（25%）、线下平时考核（25%）和期末考核（50%）三个部分。线上考核包括微课观看时间（10%）、在线学习和讨论（5%）、线上作业完成情况（10%）等，以课程平台提供在线记录的方式进行考核。线下平时考核从学生出勤和翻转课堂中的讨论交流表现（10%）、小组文献汇报（15%）等方面评定。考虑到全英文课程的学习难度较高，其期末考核采取开卷考试的方式进行。通过期末考核促进学生的自主学习，同时有助于教师及时掌握学生的学习情况，调整课程结构，提升教学效果［10］。

经过一学期的翻转课堂实践，教师发放了调查问卷，调查了学生对翻转课堂教学模式的总体看法、对教学任务的评价和对教学活动实施的看法。调查问卷的有效回收率是100%。问卷调查结果显示，绝大部分学生都给予了积极评价。其中，对翻转课堂教学模式改革表示满意并认为能提升学习兴趣的学生占比82.6%，认为该改革能有效提升自主学习能力和学习主动性的学生占比95.7%，认为能提高学习效率的学生占比91.3%，认为能增强团队合作意识的学生占比78.3%。同时，65.2%的学生认为课程任务具有较高或非常高的难度，78.3%的学生能按时完成课前预习任务，82.6%的学生认为自主学习视频是有用的，95.7%的学生认为预习任务和课后作业设置合理并能按时完成课后作业。此外，翻转课堂教学模式的实施十分成功，95.7%的学生认为教学平台的栏目设置合理；91.3%的学生认为师生交流的形式合适，同时学习效果满意度高；87%的学生具有良好的交流与协作能力，同时课上参与度高；100%的学生认为翻转课堂的学习气氛良好。

结语

翻转课堂在我校环境工程专业的“恶臭污染生物控制”全英文课程中的应用是对该门课程教学模式的革新。从笔者教改初探的效果来看，学生能积极主动地参与教学活动，活跃了课堂气氛，提高了课堂效率，践行了“以学生为中心”的翻转课堂教学理念。但在探索过程中也发现了一些问题，如教师制作课前微课视频及备课的工作量加大；翻转课堂的全英文课程对英语基础薄弱的学生来说加大了学习难度，学生反映学习内容较多，但课时较少，并且有些小组成员在小组文献汇报活动中的参与度不高；等等。这些问题都需要教师在未来的教学中不断探索并改善，以期实现更好的教学效果，提高学生的自主学习能力、分析解决问题的能力及专业英语应用能力，使翻转课堂成为提高“恶臭污染生物控制”全英文课程教学质量的行之有效的教学模式，为培养环境科学与工程领域的科研型、应用型和创新型人才奠定坚实的基础。