环境毒理学“线上线下混合式”教学方法改革与实践

（上海理工大学环境与建筑学院 上海 200093）

《环境毒理学》是环境工程专业本科低年级学生非常重要的一门专业基础课程，也是一门需综合运用毒理学、生物、化学、物理学等基础学科理论知识的交叉课程。该门课程主要研究环境污染物对人体和人群，以及相关生物的损坏作用和机理的学科。不仅要研究环境污染物对人类个体的损害作用及规律，而且要研究其对人群甚至对人类社会的损害作用及其防治对策。近年来，我国经济长期高速增长导致的环境问题日益凸显，高毒性难降解的各种污染物不断地进入水体、大气及土壤环境介质中，人们的健康受到潜在的威胁。因此，开设环境毒理学课程具有重要的意义，能为后续高年级专业课程开展打下坚实的基础。

上海理工大学环境工程专业获批2019年度首批一流本科专业建设“双万计划”建设点，同时立足于我校培养“厚基础、强实践的工程型、创新性、国际化高素质人才”的定位和高水平地方大学建设目标，环境工程专业各种专业基础及核心课程的教学改革与实践工作均有条不紊地进行。通过相关教改创新工作，本专业任课教师的教学水平都有一定地提高，教学质量也有长足的进步，同时学生的学习效果亦有一定程度的提升。但在改革过程中也出现了一些突出的问题和共性的矛盾，主要包括：教材内容和章节较多，但课时量不同程度地精简与压缩，同时又要求专业课老师不断提升教学质量。《环境毒理学》这门课程的教学课时量仅为32学时，2个学分，但涉及教学内容较多，同时该课程理论性较强、概念体系较复杂、授课内容枯燥，课堂教学效果与成效直接影响学生对后续专业课的学习质量。鉴于以上教学过程中遇到的难题，我们在教学过程中不断借鉴和汲取先进的教学理念，在努力探索适合该门课程特性的不同教学方法改革与实践工作基础上，提出环境毒理学“线上线下混合式”教学方法，对于我校国家级首批一流本科专业的建设工作具有重要的意义。

1 重构教学内容，明确教学目标

环境毒理学课程具有理论性较强，授课课时紧凑，教学内容较多的特点。本课程选用的教材共计十九个章节，主要包括绪论、环境化学物的生物转运和生物转化、环境化学物的毒性作用及其影响因素、环境化学物的一般毒性及其评价、环境化学物的特殊毒性及其评价、环境化学物的安全性和健康危险度评价、大气环境毒理学、水环境毒理学、土壤环境毒理学、重金属的毒性、农药与肥料的毒性、环境化学致癌物、环境内分泌干扰物、石油的毒性、有机溶剂的毒性、环境电离辐射、环境电磁辐射、环境光污染与噪声污染、环境生物污染。但随着环境毒理学该门课程的不断研究发展，一些新生毒物种类的不断增加造成的复合污染环境效应，现有的很多教材并未能体现该领域的最新研究进展，同时结合我校环境工程专业特色，环境毒理学亦是本专业相关核心课程的前修课程。因此为了支撑“工程型、创新型、国际化”的环境领域高级专业人才这一培养目标，需对现有的教学体系和内容进行梳理、优化与重构，明确教学目标。

根据近3个学期不断的教学实践与探索，在总结相关教学经验的基础上，我们提出本课程的教学内容为利用毒理学方法研究环境污染物，特别是空气、水和土壤中已存在的或即将进入的有毒化合物质及其在环境中的转化产物对生物有机体，尤其是对人体的损害作用及其机理的科学。研究对象是对各种生物性质和对人体产生危害的环境污染物，包括人类的生产和生活活动所产生的物理性、化学性及生物性污染物。同时明确该课程的教学目标主要包括三个方面：（1）掌握环境毒理学的基本概念、理论和方法，熟悉环境污染物及其在环境中的降解和转化产物与机体相互作用的一般规律，包括毒物在体内的吸收、分布和排泄等生物转运过程和代谢转化等生物转化过程，剂量-反应关系等。以及毒物化学结构和毒性以及影响毒作用的各种有关因素。（2）培养学生对环境污染物的了解，要求学生掌握各种污染物对人体损害作用的早发现、早防治的理论和措施。掌握污染物毒理学实验基本方法，培养学生分析问题能力，使其能够具备运用该课程的基础理论解决今后科研与工作中遇到的实际问题的能力。（3）培养学生综合运用本课程理论知识的能力，加强和提升学生的专业认同感、科学素养、工程伦理、敬业精神，爱国情怀与生态文明建设的理念，具备终生学习的能力。通过对教学内容的优化、研究对象的梳理及教学目标的明确，能更好地提升本课程的教学质量，在有限的授课时间内，激发学生的学习热情。

2 “线上线下”混合式教学

《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》中指出：现代教育行业要与互联网结合，努力实现创新，在创新中积极产生创新教育形态，为教育改革创造机会。由于环境毒理学的课程特性，在以往的课堂教学上，我们发现由于现代大学生不善言谈、大多沉浸在二次元的虚拟世界中，主观能动性较差，主动学习性较弱，传统的单一线下教学模式已较难调动大部分同学的学习热情和积极性。因此，为了让学生的注意力和关注点能重新回到我们宝贵的课堂教学中，让课堂中“尴尬式”沉寂和“低头族”的现象不再发生或少发生，“线上线下混合式”教学改革刻不容缓。在最近一次的教学探索中，我们充分利用学校超星智慧教学平台，辅助PC端、手机端及云端强大的信息化技术，开展环境毒理学“线上线下混合式”教学方式的改革探索，具体工作总结如下。

2.1 课前“线上”预习任务

要求学生需在每节课前完成相应的预习内容并开展相关基础知识的学习，课前预习效果好坏直接决定了课中教学质量和课后相关知识点掌握情况，是混合式教学改革至关重要的环节。我们尝试对教学内容进行模块化处理，将原本一个课时需掌握的若干重难点，拆分成一个个知识片段，在课前通过超星智慧教学平台上传相关学习及参考资料对相应的知识片段进行说明，主要上传资料包括但不限于：根据混合式教学更新的ppt授课课件，与课程相关的现有优质网络资源（如智慧树、B站、抖音等）等。这些资料的提前引入，能够更好地养成学生开展自学的习惯，充分释放线下课堂的教学时间，为线下教学中开展更为丰富的教学形式提供有力的保障。同时我们也布置了预习任务后需完成的题目，以便更好地考察学生的预习效果，掌握相关知识点的情况，也便于学生发现相关的疑惑，更好地激发学生在线下课堂中主动式互动的潜力。

2.2 课中“线下”教学方式

在课前预习的基础上，课中授课我们采用“讨论为主，教授为辅”的教学模式，该线下教学成效的好坏完全取决于学生课前预习的质量。在线下课堂中，我们主要采用案例教学法、课堂研讨及小组讨论的多元模式，充分调动学生的学习热情和积极性，打破传统线下教学完全“以老师为中心”这一弊端，充分地做到“以学生为中心”的转变，该方式既能体现教师的主导作用，又能让学生感受到“主人翁”的意识，可以最大程度地提升同学们主观学习的创造性。同时利用超星平台提供的互动交流渠道，同学们在课堂上可随时就未明晰的问题提出疑惑，老师能够当场解答大家的个性化与共性性的问题，充分利用有限的课堂时间，最大化地提升教学质量。同时在课堂中适当穿插随堂测验，在调动同学们注意力提高活跃度的同时，间接统计学生的出勤率，提升45分钟课堂的利用率。

2.3 课后“线上”习题巩固

课后习题巩固是“线上线下”混合式教学成效的检验环节，我们会在超星平台发布每节课后的相应作业，并给定学生题目关闭的截止时间。学生作答完毕后，我们会尽快对相关习题进行评阅并公布答案，以便学生尽快完全掌握当周的知识点，形成“今日事，今日毕”的良好学习习惯，不影响下次课程的预习进度。同时我们在第一节课就建立了QQ和微信学习交流渠道，能够随时对学生进行相关知识点的答疑解惑。此外，每个学期至少保证1名研究生助教用以保证学生的相关问题能够得到第一时间的回复，为同学们掌握每周知识点提供强有力的“答疑后勤”保障。

2.4 全程式-过程化考核

在探索性地开展环境毒理学“线下线下混合式教学”的基础上，传统的“平时成绩+期末成绩”的考核方式过于注重量化的考核指标，利于催生学生“课上不听课，考前抱佛脚”的恶习，同时亦不能完成体现学生整体的学习成效，因此进行“全程式-过程化”的考核是十分必要的。我们初步建立了以课前预习、课堂表现，随堂测验、出勤率，课后习题等多维度的评价考核方式，减少期末考试成绩的占比，强化平时学习的效果与质量，更为客观地评价每位学生真实的成绩，更重要的是能够培养学生循序渐进，勤奋务实，终生学习的能力，提升自我的核心竞争力。

3 结语

上海理工大学作为国家级首批一流本科环境工程专业的建设单位，开展《环境毒理学》课程教学的改革和探索工作任重而道远。针对传统单一线下教学方式、考核方式的诸多弊端，本文提出“线上线下混合式”教学的改革思路，充分重视学生的内在差异性，强调过程学习的成效，优化和完善教学方法和内容，以“学生为中心”设计教学体系，建立“全程式-过程化”的考核方式，充分利用现代化的工具，显著提高了学生主动学习该门课程的积极性，为培养“工程型、创新型、国际化”的环境领域高级专业提供了有力保障。