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user: 3. 本校《环境科学概论》SPOC课程的教学效果分析 3.1. 《环境科学概论》SPOC课程的基本概况 《环境科学概论》是本校环境科学专业和大气环境专业的主干基础课程。《环境科学概论》SPOC课程以人类生态系统的基本原理为基础，着重阐述环境问题的发生和发展；探讨人类活动对多环境要素的影响。特别是大气﹑水﹑土壤等环境要素的影响；以及污染物在环境中的迁移转化规律。此外，介绍了固体废物的处理与处置、全球环境问题、可持续发展战略及清洁生产等基本理论。 3.2. 《环境科学概论》SPOC课程的教学设计及实施过程 该SPOC课程设计基于本科生自主学习特点，坚持“以生为本，教师为主导”。课程负责教师重视学生学习的组织，在线辅导教师及技术支持教师为本门课程提供了强有力的支持。整个教学、辅导、设计、技术人员配备合理，课程团队以“瞄准国际MOOC教育教学前沿，理论联系实际”的理念，注重环境科学基础知识理论与科研、工作、学习和生活实践密切结合，关注现代社会对环境保护的新要求，注重教师自身学术研究与在线课堂教学的有机整合。 该SPOC课程采用线上与线下相结合模式，作为传统课堂教学(面授)的有效补充。本课程通过线上视频+相关资料文档+讨论互动+章节作业+总结考试这一完整的学习链，帮助学生课前预习课程或进行课后的复习巩固。学生通过观看在线视频和有关课件学习课程内容，每一节课程结束后需要完成课后习题，课程全部学习完成后需要完成课程考试来检验所学成果。教师还可通过学生任务点完成数、视频观看时长、参与讨论次数、访问数、学习进度、综合成绩统计、章节测验完成情况来得到每一位学生的学习反馈情况。同时在线上学习过程中，学生可在讨论区中与教师、同学交流，教师会给予及时的线上指导，学生之间也可以相互探讨。 该SPOC课程32学时，共8章，分23讲，每讲时间控制在10~20分钟，按1~16周发布。章节课时安排和每课时教学内容概述请见下表1：第一章，环境概述，主要介绍环境及其组成、环境科学的研究内容和任务；第二章，大气环境，主要介绍大气污染与污染物、大气污染物的化学转化、大气污染物的扩散、城市大气污染与防治；第三章，水体环境，主要介绍水体概念及水体污染、污染物在水体中的迁移、污染物在水体中的转化、水体污染的控制；第四章，土壤环境，主要介绍土壤的组成及性质、土壤污染发生类型、土壤污染的防治；第五章，固体废物与环境，主要介绍固体废物的定义与类型、固体废物的处理技术；第六章，全球环境问题，主要介绍全球气候变化、臭氧层破坏、酸雨、生物多样性减少；第七章，可持续发展，主要介绍可持续发展战略基本理论及其实施方法；第八章，清洁生产，主要介绍清洁生产概念、理论、末端治理及全过程控制。 考核方式：SPOC课程总成绩=参与网络课堂讨论情况(10%) +单元测验(30%) +作业(30%) +期末考试(30%)。具体考核情况如下：1) 讨论(10%)：学生需要在“课堂交流区”中参加教师发起的讨论；2) 测验(30%)：要求学生完成每个知识点和每个章节的测验题目，以客观题为主；3) 作业(30%)：要求学生在观看教学视频和阅读延伸文献的基础上，经过调研和分析，以研讨的形式完成作业，以主观题为主；4) 期末考试(30%)：以客观题为主。 3.3. 《环境科学概论》SPOC课程的教学效果 以该SPOC课程开设一个学期(2017年2月25日至2017年6月9日)的授课情况为例，分析该课程辅助面授方式的教学效果。 3.3.1. 在线访问情况 参与该SPOC课程学习的学生人数为43人。截至2017年6月9日，SPOC班级总访问量为7844次。 Table 1 Course contents and release arrangement 结构(章) 讲/节 课程内容 学时 发布时间 第一章 绪论 1 环境概述 1 第1周 2 环境科学 1 重点：环境的概念；环境问题的概念和分类；环境科学的由来 难点：环境科学研究的组成和分支 第二章 大气环境 1 大气污染与污染物 2 第2周 2 大气污染物的化学转化 2 第3周 3 大气污染物的扩散 2 第4周 4 城市大气污染与防治 2 第5周 重点：大气污染的来源、类型、危害，主要大气环境问题的形成机理 难点：大气的温度场；大气水平运动的受力情况；湍流运动的要素及形成原因；无界大气的扩散模式；有界大气的扩散模式；扩散参数的确定；大气污染物控制技术(如烟尘控制技术、二氧化硫控制技术、汽车尾气的催化净化)及综合防治与管理技术 第三章 水体环境 1 水体概念及水体污染 1 第6周 2 污染物在水体中的迁移 2 第7周 3 污染物在水体中的转化 2 第8周 4 水体污染的控制 2 第9周 重点：污染物在水体中的扩散、在水体中的转化，水体富营养化过程；理解重金属在水体中的迁移转化 难点：河流水体污染物扩散的稳态解 第四章 土壤环境 1 土壤组成及性质 1 第10周 2 土壤环境污染 2 第10周 3 土壤污染的防治 1 第11周 重点：土壤的组成和物理化学性质；土壤污染的概念；土壤污染发生类型 难点：土壤中重金属的来源、背景值及其迁移转化；农药在土壤中的迁移、降解及残留 第五章 固体废物与 环境 1 固体废物概述 1 第12周 2 固体废物处理技术 1 第12周 重点；固体废物的定义、固体废物的来源、分类、污染途径及危害 难点：固体废物综合处理原则及处理系统的分类 第六章 全球环境问题 1 全球气候变化 2 第13周 2 臭氧层破坏 1 第13周 3 酸雨 1 第14周 4 生物多样性减少 1 第14周 重点：全球性环境问题的内涵、成因和危害 难点：全球性环境问题的解决方法 第七章 可持续发展 1 可持续发展的基本理论 1 第15周 2 可持续发展战略的实施途径 1 重点：增长与协调发展；可持续发展 难点：环境与发展前景展望 第八章 清洁生产 1 清洁生产概述 1 第16周 2 清洁生产的理论基础 1 重点：清洁生产的概念、目的和内涵 难点：清洁生产的内涵 表1. 课程内容及发布安排 学生集中访问的时间在3、4、5月份，访问时间段集中在中午12点至14点。课程于6月9日截止，故在6月4日前后出现一个较广高峰期(见图1)，说明学生检查自己课程是否完成，抓紧时间完成未完成课程并注意考试日期以防错过。课程结束后仍出现了访问高峰表明许多学生访问查看成绩并分析错题等。 3.3.2. 在线学习方式 对学生线上课程的访问方式进行统计可发现：在线学习过程中使用电脑网页版和使用移动客户端进行学习的学生平均分别占到了9.3%和90.7% (见表2)。绝大比例的学生使用移动客户端如手机、ipad观看课程，只有少部分学生使用电脑网页观看。结合课程任务点时间短，可推断因移动客户端相较于电脑方便携带，学生可利用碎片化时间随时随地学习。所以大部分学生更偏向于使用移动客户端学习。可见，移动客户端目前正成为学生在线学习的一大主要载体。这需要移动客户端正不断进行新功能研发、系统更新等，在更大程度上服务于教学、辅助学生学习。 3.3.3. 任务点 学生在线学习该SPOC课程需完成的任务点有两个部分：教学视频和章节测验。由图2所知，教学视频，占51.52%；章节测验，占48.48%。 1) 在该SPOC课程教学过程中，提倡学生进行自主学习、自主探究，因而视频并未设置“防拖拽”、“防窗口切换”等功能，以保证学生在学习过程中具有充分自主权。 图1. 2017年6月份学生访问SPOC课程情况 Table 2 Statistics of the students’ visi 月份 电子设备(%) 电脑网页版(%) 移动客户端(%) 2 8.9 91.1 3 4.15 95.85 4 8.04 91.96 5 17.12 82.88 6 7.82 92.18 平均 9.21 90.79 表2. 学生访问方式统计 2) 随堂测验为客观题，用来简单测试学生章节学习成果。通过系统功能可设置学生是否可以查看分数和答案，学生提交测验之后，系统自动批阅并给出成绩、正确答案，同时可查看到自己答对的题、答错的题和解析。试题答案由教师给出，需注意客观题答案要注意严谨性和灵活性。 3) 由于每个学生的学习能力、理解水平等方面的差异，学生在观看视频时，对知识点的掌握情况不同，不同的知识点，对有些同学来讲比较容易，只观看一次就可以完全掌握，但对于有些学生来讲，理解起来会比较困难，观看两次甚至更多次才能完全掌握。因此，对于反刍比(反刍比=学生观看总时长/视频时长)普遍较高的视频(见图3)，教师可以进一步的分析，为何学生会重复看这个知识点，是否需要安排额外辅导，或者在面授时重点讲解等。 4) 教师可统计学生随堂测验的完成情况，查看每题全班的正确率、用多种图表显示每个学生回答情况。针对错误率较高的题目，可在线上谈论区中面向全班解析或在线下课堂教学中重点辅导。 5) 根据任务点完成进度进行名次盲排对学生是一种激励，学生可以看到自己学习进度在所有学习者中排名，也可以查看到自己任务点的完成情况、讨论数等，利于学生进行对比，加以改进。 图2. SPOC课程任务点类型分布情况 图3. 学生对SPOC课程某一知识点视频观看情况 图4. SPOC课程一学期的期末成绩分布情况 3.3.4. 在线学习成绩管理 SPOC课程班级学生在学习的过程中积极性很高，97%的学生完成了线上课程的观看；学生讨论较活跃，在平台讨论区、移动讨论组以及线下组织的课堂讨论、学生自发的讨论等多种情境下，生生之间、师生之间的讨论和交流较频繁；学生学习效率较高，将近95%的学生综合成绩在80~100之间，说明绝大部分学生作业完成质量高，考试成绩可观。具体而言，由图4所知，班级总人数43人，100分3人，26人80~99分，60~79分10人，4人不及格，低于60分，15题考题中仅4题正确率低于80%。可以看出线上线下结合学习有不错的成效，学生对该课程基础知识和相关重点掌握较好，该课程的大部分学生有较强的自学能力。 比较《环境科学概论》专业课学生的期末成绩，通过SPOC结合面授教学模式，学生的成绩平均分数比上一年同一专业学生的成绩平均分数提高了约8%。这表明我校开设的《环境科学概论》专业SPOC课程教学成效明显。