混合式教学模式在环境生物学课程中的应用
金文标，范士熹，韩喜双，屈凡琦，蒋佼
（哈尔滨工业大学（深圳），广东 深圳）
摘 要： 在对“环境生物学”课程的混合式教学改革实践中，在课程内容上进行了整合，运用了多元化的教学资源，借助Blackboard平台辅助授课，利用VR设备、无人机、全自动监测船进行实践教学，以培养学生的综合素质和创新实践能力，课程教学效果良好。
关键词： 混合式教学模式；环境生物学；虚拟现实
《环境生物学》是一门融汇环境科学、微生物学、生态学等基础学科，以及生物化工、药理学、化学等众多应用型学科的交叉学科，是环境科学的重要分支，主要研究环境污染物引起的生物效应和生态效应及其机理；生物或生态系统对污染的控制与净化的原理和方法；自然保护和生物修复技术[1]。该课程内容丰富，在有限的课时内兼顾教学内容的完整性和教学质量，培养学生的创新能力和实践动手解决问题的能力，对环境生物学进行教学改革以提高其教学质量是十分必要的。
根据前面对几种常见射频前端接收机结构的分析考虑,最终采用超外差式两级混频结构作为接收机射频前端解决方案。接收链路采用分频段的思想对500 MHz～3 000 MHz频段范围内的射频信号进行分割,即将其中的500 MHz～1 800 MHz称为低频段,1 800 MHz～3 000 MHz称为高频段。接收链路总体结构如图1所示,为了能够详细地对接收链路进行描述,将图1中通路1定义为低通通路即低频段通路,通路2定义为高通通路即高频段通路。
一 环境生物学的教学现状及趋势分析
（一）环境生物学的教学现状
该课程通过对环境生物学基本概念、基本理论和基本方法的讲授和多媒体演示以及实验教学等环节，让学生掌握环境生物学的基础理论，以及环境污染与生物之间的相互作用。环境生物学主要研究生物与环境之间的关系，而分析环境污染引起的生物效应及其机理时涉及许多生物学方面的知识，如细胞、组织、生物大分子等等，但环境专业的学生生物学基础知识较为薄弱；并且，由于环境生物学是一门交叉学科，其课程内容与其他课程如环境毒理学等存在交叉重叠[2]。
环境生物学是一门兼具理论性和应用性的课程，开设实验课可以加深对课堂学习的理论知识的理解，并培养学生实践能力。但很多学校都存在着因实验场地、实验器械的限制而不能开设实验课或实验课开设的完整性受到影响等问题；而有条件开设实验课的学校又普遍存在实验课设计缺乏综合性和创新性，不能激发学生的兴趣，不能提高学生的创新能力；且在学生探究实验的过程中，存在的未知安全问题除了让学生提高安全意识并学习安全知识之外，目前并没有能够彻底防止其发生的措施[3]。
（二）环境生物学的教学趋势分析
环境生物学作为工科类院校环境专业的重要基础课程，以提高学生的综合素质，激发学生对环境科学领域的兴趣，培养学生的自主探究能力为目的，但目前大多学校仍以传统课堂教学为主，进行“灌输式”教育，学生的学习兴趣低，因此，需对环境生物学进行教学改革。
对于供电公司而言，想要推进变电集控站的改建工程，首先需要做好的就是施工方案的制定。方案制定过程中，为了确保变电站的改建工程质量，就一定要将220kV变电站的运行实况调查出来,然后积极邀请各方针对运行状况进行会议研讨,做好改建细节的设计，注重每一施工环节的处理，确保改建方案的完整性[1]。具体而言，在施工方案的制定过程中，主要包括施工的方法、作业内容、安全管理、停电范围等改建工作。在此期间，施工的安全管理是施工规划方案中的重点内容，所以在施工准备期间一定要积极开展有效的安全知识宣讲，强化施工人员尤其是一线作业人员自身的施工安全意识，了解停电范围内的同时准确掌握危险点，最终提升施工的安全性。
企业基建项目财务管理工作存在复杂性和综合性特征，在财务管理工作中，有很多企业的监督机制和制度规范并不完善，对于基建项目建设和云心产生很大的影响。在实际基建项目财务管理中，要能够针对这种情况，设立相关的管理制度和规范。加强对财务管理工作各环节的监管，对于管理工作要加深重视力度，以促进财务管理工作的规范性，这样能够确保基建项目财务数据的准确性和真实性，这样能够稳定企业的经营情况，对于基建项目建设和发展做出实质性贡献。基建项目要定期审核相关财务工作数据，并落实基建项目资金报表制度，这样有利于促进基建项目财务管理工作的规范，从而提高企业经济管理质量。
教学资源建设是提高教学效果的重要保障，BlackBoard平台将混合式学习的资源整合在一起，形成了强大的资源管理中心，学生可以进行“一站式”学习，实现了提高教学成效的目的。此外，借助虚拟现实技术、无人机和全自动监测船辅助授课，带领学生进入场景式学习体验新时代，充分体现了混合式教学模式“以学生为中心”的特点。
二 混合式教学模式课程建设的具体思路
（一）课程内容建设
为了充分引导学生自主学习，改变传统的灌输式教学，在《环境生物学》课程的教学中采用启发式、互动式、情境式等多种教学手段相结合的混合式教学模式，其特点为“以学生为中心，教学资源广泛，重实践教学，注重知识转化”，其建设方案如图1所示。该课程借助了BlackBoard平台最大程度地发挥网络教学开放灵活的优势和特点，延伸传统课堂的时间和空间，使教师和学生的交流灵活化，也为项目学习的实施和管理提供了工具支持，实现了多种教学手段的融合。为实现教学内容和知识的可视化，增强交互、沉浸感，该课程引入了虚拟现实设备（VR）作为课堂的辅助授课工具。教师利用VR设备创设出多维度结合的视听可动手交互的学习方式，模拟出更立体逼真的场景，调动学生视、听、触觉多感官的感知性，打破传统被动接收静态信息的理论教学方式，弥补了教育空间距离难以交互和生动不足的短板，为该课程理论教学提供了一种新的途径[5]。于此同时，借助无人机和全自动监测船辅助教学，学生在课堂上可以实时观看到无人机采集水样的全过程，以及全自动监测船对水厂、水库、河流等浅水水质的监测情况。
（二）教学资源建设
以《环境生物学》为基础，设计实施混合式教学模式，坚持理论知识与实际、广度与深度、难度与易度相结合的方式，以扎实的化学和生物背景为基础，培养学生的专业知识及综合素质为目的，利用现代信息技术等先进手段，以课堂授课和线上教学相结合的混合式教学为主轴，紧密结合社会热点和典型案例，探索环境科学学科建设新方法，注重学生参与度，加强师生互动；提高学生的学习兴趣和主动性，增加知识应用的环节，综合培养学生的观察、分析、解决实际问题的能力。
混合式教学，即把传统的面对面学习的优势和网络学习的优势结合起来，不仅可以体现教师引导启发作用，又可以激发学生学习的积极性和创造性。采用教师起主导作用，学生占主体地位的教学模式，传统面对面教学和网络教学相结合的教学方法，传统教学手段与音视频、动画、虚拟等相结合的技术手段，基于网络教学平台的“教学做一体化”教室的教学环境，考试测评和平时测评相结合的教学评价方式[4]。
（三）教学方式改革
环境生物学是研究人为逆境与生态系统之间的相互作用规律及机理的学科。针对该课程当前存在的不足，将其整合为三部分内容：讲授生物学和环境学研究领域的基本概念、理论和方法；交流讨论环境生物学的应用领域及其国内外最新进展；通过虚拟现实（VR）授课让学生“走出”教室，实现“无疆教学”。
图1 混合式教学模式建设方案图
（四）教学活动设计
在《环境生物学》的混合式教学中设计了5种学习活动：（1）课前自主学习：由于环境生物学与本专业开设的环境微生物学、环境毒理学等课程内容存在交叉重叠，自主学习可让学生在有限的课时内获取尽可能多的信息；（2）小组合作：根据教师给出的课题，各小组成员合理分工，教师会在论坛上给予适时的帮助，最终由教师和学生对课题完成情况进行评选；（3）课堂讲授：该课程以案例分析、情景创设、仿真模拟、小组讨论等多样化的方式进行教学，采用多种学习活动混合的教学模式，改变传统的“灌输式”课堂；（4）VR体验：该课程抽象概念较多，学生难以通过单纯的讲授理解专业知识，利用VR教学将抽象的知识和复杂的过程变得形象化；（5）课后巩固：教师可通过网络平台发布有关课程的重难点讲解的微课程，同时发布在线测试题让学生查缺补漏。通过这些学习活动的充分互补和融合，促进学生对课程内容的深入学习，达到最后的学习目标。
（五）评价方式设计
该课程采用多种评价手段相结合的形式来进行，学生的总成绩由以下三部分组成：第一部分是BlackBoard平台反馈的线上学习情况，占据总成绩的40%；第二部分是学生课堂的分享交流情况，占据总成绩的10%；第三部分为期末考试成绩，占据总成绩的50%。教师根据各部分反馈信息和学生初始水平情况给出合理的平时成绩，学生的最终成绩为线上、线下的平时成绩与期末考试成绩的综合，有效地引导学生的学习重心，让学生将注意力转移到自身综合能力的提升以及所学知识的实践应用上。
2.3 动态检测MRD与治疗转归 57例AML患者检测出MRD的中位间隔时间为3个月(1～27个月)。其中11例在骨髓形态学复发前出现MRD阳性，中位提前时间为2个月(1～22个月)。7例MRD阳性后，经加强治疗MRD转阴，但部分出现交替转阳。19例ALL患者检测出MRD的中位间隔时间为3个月(1～10个月)。其中有3例在形态学复发前出现MRD阳性，中位提前时间为3个月(1～6个月)。
三 小结
通过将传统面对面学习和网络学习相结合，并辅以VR虚拟现实技术、无人机和全自动监测船，完成了对环境生物学课程的混合式教学改革，学生在课前自主学习，可按自己的爱好进行深层次学习，调动了学生学习的积极性；贯穿线上线下的小组协作方式培养了学生的自主学习能力、团队合作精神和人际交往能力；以重难点教学、案例分析等为主的课堂教学充分利用了课堂的时间，增强了师生互动、生生互动；以VR技术为主并辅以无人机无人船等的实践教学让学生对抽象知识有了更加形象的理解，提高了学生的学习兴趣。总之，混合式教学改革能够极大地激发学生的学习兴趣，提高教学质量。
参考文献
[1] 王进军，梅丽娟，张键，等.环境微生物学实验教学改革初步探讨 [J].教育现代化 ，2016，3(27)：22-23+26.
[2] 高莉，李琴琴，赵英虎，等.基于应用技术型人才培养模式下的环境微生物学教学改革探索[J].微生物学通报 ，2017，44(11)：2748-2754.
[3] 黄玉茜，韩梅，孙军德，等.关于环境微生物学实验教学改革的几点想法 [J].微生物学杂志 ，2012，32(06)：99-102.
[4] 史寿乐 .虚拟现实在教育中的应用 [J].教育现代化 ，2017，4(32)：205-206+209.
[5] 张研，赵军，虞爱平.基于虚拟现实技术的《土木工程材料》课程改革探索 [J].教育现代化 ，2018，5(23)：71-72+80.
本文引用格式： 金文标，等.混合式教学模式在环境生物学课程中的应用[J]. 教育现代化，2019，6(34)：137-138，143.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.34.056
基金项目： 本文系2017年6月哈尔滨工业大学（深圳）“研究生课程混合式教学模式改革研究项目”（FF11000004）。
作者简介： 金文标，男，汉族，辽宁省海城市人，博士，教授，研究方向：微藻生物能源。
标签：混合式教学模式论文; 环境生物学论文; 虚拟现实论文; 哈尔滨工业大学(深圳)论文;