基于雨课堂的环境监测与评价线上教学研究

丁晓倩 李亚娇 鞠 恺 马保成 杨国红

西安科技大学，陕西 西安 710054

环境监测与评价课程包含水、大气、固体废物、土壤等环境监测方案的制订，样品的采集和保存，样品预处理与指标检验，应急监测与自动监测，数据处理和质量保证，还包括环境法规与环境标准、环境影响评价程序和方法、项目工程分析、环境要素现状评价与预测等，内容较多，涉及面较广，涵盖了化学、物理、生物、环境等多门学科知识，是一门具有较强理论性和实践性的课程。通过这门课程的学习，可使学生掌握环境监测与环境影响评价的基础理论与技术方法，培养学生具有开展环境监测和环境影响评价工作、解决复杂工程项目环境问题的能力，可以提升给排水科学与工程专业学生的就业竞争力，拓展就业范围。因此，在本门课程的教学过程中，教师需要不断优化教学内容、改革教学模式，以提升教学效果。

传统教学一般采用“满堂灌”“填鸭式”的上课模式，课堂枯燥沉闷，无法引起学生的学习兴趣。基于互联网技术，在线教育的涌现改变了传统课堂的教育理念和方法，为教师改革教学方法提供了良好的契机和平台。雨课堂是学堂在线和清华大学共同研发的智慧教学平台，可以实现师生多元实时互动和课堂数据统计分析，使教学更加便捷。课题组结合西安科技大学给排水科学与工程专业课程的教学情况，从教学内容、课程建设、教学方法和考核方式等方面进行了改革，并对比传统教学效果，分析了采用雨课堂的线上教学模式进行环境监测与评价课程教学的效果。

一、教学内容改革

由于环境监测与评价这门课程由环境监测和环境影响评价两门课程合并而来，使用两本教材，内容较多，而课时仅有32学时，教学课时明显不足。因此，需要对课程教学内容进行合理编排。

针对给排水科学与工程专业的特点，在环境监测方面，主要学习水和水质相关的监测方案制订、水样采集、保存和预处理、水质监测指标的测定及水环境污染生物监测、地表水和水污染源连续自动监测、环境监测管理和质量保证等；在空气和废气、固体废物、土壤、生物和物理性污染监测方面，可在学习了水和水质监测之后安排学生自学。有了课堂学习内容做基础，自学内容可触类旁通，学生较容易理解。在环境影响评价方面，环境法规和环境标准部分重点学习与水环境和水污染相关的内容；环境影响评价程序和方法及建设项目工程分析适用于所有的环境要素，也要重点学习；以地表水环境影响评价为主，结合案例集中学习环境要素的现状评价和预测评价方法，可安排学生自学大气、声、固体废物、生态环境影响评价，学生对环境风险评价和规划环境影响评价可简略了解。给排水科学与工程专业的学生在学习这门课程之前，已学习了水文水资源、水质工程、水污染控制、水分析化学等课程，为学习水环境监测和评价奠定了基础。同时，学习水环境监测与评价，可使给排水科学与工程专业的学生更加完整地掌握水行业知识。

另外，由于采用线上教学的方式，课堂互动环节增多，课堂教授内容必将减少。因此，采用雨课堂平台进行授课时，教师首先需要缩减教学内容，集中学习重点和难点，但不减弱学习内容的系统性和衔接性。例如在学习水质指标的测定时，由于多种金属均采用同一种检测方法进行测定，如汞、镉、铬均可使用分光光度法测定，教师只要讲授汞的分光光度法测定原理、过程和要点即可，其他元素的分光光度法测定可以点带面，简略讲授。这就要求教师从宏观上对需要学习的内容进行整合和取舍，以具有逻辑性的知识点为主线进行讲授。环境影响评价部分要注意评价标准和导则的及时更新，结合当今环境学科中的新理论、新方法，进行内容讲授时要注重理论联系实际、学以致用。由于本课程涉及环境监测和环境影响评价两部分内容，教材是分离的，在课程内容设计上应注重环境监测与环境影响评价的结合，梳理清楚环境监测在环境现状评价和影响预测评价中的作用，以及环评报告设置监测计划的要求等。

二、课程建设改革

环境监测与评价是一门具有理论性和实践性的课程，但是由于课时有限，本门课程在西安科技大学（下称我校）并未开设实验等实践环节。为了让理论知识和工程实践相结合，本门课程借鉴了一些工程案例，尽可能地让学生得到实践锻炼。比如在环境监测环节，教师会要求学生模拟地表水环境监测方案的制订过程，为西安市第三污水厂的纳污河流——浐河制订河流环境监测方案。学生通过查找基础资料，对浐河进行监测断面划分，设置采样点和采样频率、时间，并设计取样方法、样品保存注意事项，明确监测项目及水质测定方法等，得到了全过程锻炼，制订的监测方案具有工程可操作性。在环境影响评价环节，以水环境评价为例，结合工程案例授课，使学生通过案例来理解和巩固环境影响评价工作的过程与方法。另外，安排感兴趣的学生参与教师主持的环境影响项目横向课题，积累项目工作经验，培养学生独立开展环境影响评价工作的能力。

由于课程未设置实验教学环节，可在课堂教学中为学生播放演示实验。借助网络平台，教师可搜集水样的消解、COD的测定（重铬酸钾法）、氨氮的测定（分光光度法）等实验的视频，在讲解该部分内容时播放。教师也可以制作气相色谱、液相色谱等精密仪器的水样测试过程动画视频并播放给学生看，让学生直观认识水质指标测定过程，同时提高学习兴趣。另外，可使用慕课资源中的微课视频开阔学生眼界，引导学生独立思考。最后，还可以结合生产实习阶段学生接触到的污水厂氨氮、溶解氧等连续自动监测设备，理论联系实际地分析自动连续监测系统的工作原理、组成及功能。多方面的课程内容建设，可有效补充本门课程缺乏实践环节的不足。

三、教学方法改革

传统教学以教师讲授与多媒体教学相结合的方法为主。这种教学方式使得课堂沉闷乏味，无法调动学生的学习主动性。环境监测与评价课程以雨课堂为教学平台，采用“七步教学法”理念，使教师、学生获得了较好的授课及上课体验。

（一）课前准备

上课前向学生推送上课提醒与预习要求，教师可查看发布内容的阅览数量，了解学生对该部分内容的重视程度和学习态度。教师上课前发布上课提醒，学生使用雨课堂签到，节省出勤点名时间。

（二）课前回顾

开始上课后，通过回顾上节课学习内容和课堂提问的方式了解学生对上节课所学知识的掌握程度。重点关注上节课结束后课堂评价较差的学生，使其引起重视。

（三）课中讲授

教学时，每讲授一个知识点（15～20分钟），即安排学生限时答题、自由投稿或分组讨论，这样就使学生的参与度较高、课堂气氛紧张而活跃。教师对课堂答题的得分情况和投稿、讨论内容进行反馈，充分调动学生积极性，使学生主动地参与到课堂教学中。教师也可使用弹幕功能对学生的听课情况进行实时了解，与学生及时沟通。

（四）课堂结束

每节课结束时，进行重点和难点的回顾与强调，可安排1～2 道课堂测试题，考查学生的学习效果。布置必做作业的同时，提出思考和实践题目，为学有余力和感兴趣的学生提供拓展学习的方向。学生可对这部分教学内容进行收藏，供课后学习和考前复习使用。

（五）答疑辅导

上课过程中，学生对不易理解的内容可标记“不懂”，教师可及时查看，并对这部分内容进行补充讲解；课堂结束后，教师可下载、分析课堂数据。对于雨课堂标记出的“预警”学生，教师可及时与其沟通，了解其上课所遇困难和学习态度，给予鞭策和辅导；对于课堂评价为“优秀”的学生，下节课课堂回顾时可予以表扬和鼓励。

（六）课后作业

通过雨课堂发布课后作业并设置截止时间，同时可用语音解释、强调作答方向、作答要求；学生上传的作业内容，教师可通过雨课堂进行批改，并记录批改过程；对于发布的观看课件和视频的作业，教师可查看学生的观看进度和完成率。另外，教师可对课后作业做出评价，发小红花鼓励或发回重做等，学生能实时收到作业得分和教师评价，从而及时修改和订正。

（七）作业反馈

一节课结束后，教师可以对优秀作业进行保存，下节课时对优秀作业进行雨课堂投屏展示，以激发学生的学习积极性。雨课堂对课后作业的统计分析，能让教师快速了解学生的整体掌握情况，节省精力和时间。

另外，教师可在课程学习开始前使用雨课堂发起投票，了解学生对本门课程学习内容的关注方向、对学习方式的偏好和线上学习的困难，真正做到“以学生为中心”。

四、考核方式改革

环境监测与评价课程考核贯穿学生学习全过程，由平时成绩、期中成绩和期末考试成绩三部分组成，分别占期末总评成绩的20%、10%和70%。期中考试采用大作业（实践题）形式，期末考试为开卷考试。

传统的平时成绩评分标准主要包括考勤、课后作业和少量课堂提问。由于课堂提问未进行量化，教师难以准确评分，学生整体平时成绩的区分度不大。以我校给排水科学与工程专业2016 级学生（传统教学模式）的平时成绩为例，60～69 分的学生人数占比为0%，70～79 分的学生人数占比为6.35%，80～89 分的学生人数占比为20.63%，90～100 分的学生人数占比为73.02%，大多数学生的平时成绩为“优秀”和“良好”，学与不学没有太大区别，因而无法调动学生参与课堂互动的积极性，学生学习主动性较差。

使用雨课堂平台进行教学，由于设置了课堂测试、小组讨论、自由投稿环节，学生可参与的环节增多了；且雨课堂可自动记录每个学生在课堂上发送的弹幕、投稿条数和测试答题的具体得分，以及课后观看微课的时长和电子课件的进度。因此，学生在每堂课上的具体表现与收获均可量化。当课程学习结束，将学生上述所有课堂和课后数据进行统计整理，即可得到详细量化过的平时成绩，这样得来的平时成绩也更有区分度。以我校给排水科学与工程专业2017 级学生（雨课堂线上教学模式）的平时成绩为例，60～69 分的学生人数占比为13.33%，70～79分的学生人数占比为23.33%，80～89分的学生人数占比为48.33%，90～100 分的学生人数占比为15.01%，成绩的分布更加合理，可真实地反映学生的学习态度和学习能力。

在平时成绩中，考勤、课后作业（书面作业、学习任务）和课堂表现（弹幕、投稿、讨论、答题测试）的得分所占的比例分别为20%、40%和40%。教师在开课前将平时成绩的打分依据告知学生，并及时反馈课堂答题和课后作业、任务的得分情况，可调动学生的学习主动性，活跃课堂气氛，改善学习效果。

五、教学效果分析

在实施了调整教学内容、完善课程建设、使用雨课堂平台、优化成绩考核等一系列改革措施之后，我校2017 级学生的环境监测与评价课程期末考核结果相对于2016 级有了明显提升：2016 级学生总评成绩平均分为75.24分，及格率为92.06%，“优秀”和“良好”成绩占比为39.68%；2017 级学生总评成绩平均分为78.80 分，及格率为100%，“优秀”和“良好”成绩占比为56.67%。“优秀”和“良好”成绩占比的增多表明，采用雨课堂平台进行教与学之后，学生在课堂上能更加积极、主动地学习，打牢了基础，比仅靠考试前“临阵磨枪”掌握的知识更多。经过优化设计的教学内容和课堂模式也让想学好、能学好的学生充分利用了课堂时间，提高了学习效率。

六、总结

借用雨课堂平台进行线上教学，同时改革教学内容、课程建设和考核方式，可以活跃课堂气氛、提高学生的参与度，进而提升教学效果。但是由于在线上教学时教师无法面对面地对学生进行监督，存在个别学生签到后睡觉不听课、手机搜索答案后再答题、边看微课边玩手机等行为。教师需要做好教学设计，尽可能让更多的学生认真地参与到每个教学环节中。我们可借鉴线上教学的优点，将线下教学与线上教学相结合，实现混合式教学；还可进一步优化考核方式，提高平时成绩在总评成绩中的比例，逐步实现具有科学性的教学设计、新颖的教学模式、完善的考核方式，信息技术与课堂教学高度融合，教学成效显著等特点的课堂。