溫璐+賈志斌+王立新+于瑞宏

[摘 要]環(huán)境統(tǒng)計學是一門兼具實用性及科學性的學科。傳統(tǒng)的教學模式以教師講授方式為主向學生傳遞知識，學生無法真正理解環(huán)境統(tǒng)計學中的深奧原理，更無法將所學方法靈活運用于實際問題的解決過程中?；诖耍瑢BL教學模式與翻轉課堂相結合運用于環(huán)境統(tǒng)計學教學模式改革中，使得整個教學過程以學生為中心、以問題為中心，能充分激發(fā)學生的學習自主性，提高環(huán)境統(tǒng)計學的教學效果。在此教學模式下，在ICAD循環(huán)推動下，培養(yǎng)學生的探索精神、推理能力及創(chuàng)新精神，從而全面提升學生的綜合能力。

[關鍵詞]環(huán)境統(tǒng)計學；PBL教學模式；翻轉課堂；教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）05-0015-03

一、關于環(huán)境統(tǒng)計學

環(huán)境統(tǒng)計學是統(tǒng)計學在環(huán)境保護實踐和環(huán)境科學研究領域的應用，指運用概率論和數(shù)理統(tǒng)計等數(shù)學的原理、方法，研究環(huán)境資料的收集、整理、分析和推斷的一門學科。它用數(shù)據反映并計量人類活動引起的環(huán)境變化和環(huán)境變化對人類的影響。在環(huán)境學中，統(tǒng)計無處不在，要想不斷提高環(huán)境學研究水平、剖析環(huán)境問題成因、尋求解決環(huán)境問題的最佳方案，必須熟練掌握環(huán)境統(tǒng)計學的基本原理和方法。由于統(tǒng)計學的內容較為深奧抽象，學生往往對此課程望而生畏。我們嘗試引入問題式學習（PBL）教學模式，結合環(huán)境統(tǒng)計學課程教學實踐，通過翻轉課堂教學組織形式對環(huán)境統(tǒng)計學的教學過程進行優(yōu)化，以激發(fā)學生的學習興趣，提高學生對環(huán)境統(tǒng)計學的理解和掌握程度。

二、PBL教學模式

PBL教學模式是1969年由美國的神經病學教授Barrows在加拿大麥克馬斯特大學提出的，目前已經成為國際上最流行的教學模式之一。與傳統(tǒng)教學方法不同，PBL強調以學生的主動學習為主，以問題為基礎，通過學習者自主探討或合作討論等形式發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，充分調動學生的主動性和積極性，在發(fā)現(xiàn)并解決問題的過程中讓學生習得知識和技能。學生運用該教學模式習得的知識是自己構建的，而不是教師講授的；教師在整個教學環(huán)節(jié)中僅起到輔助作用，這使得學生能夠更加扎實地掌握所學內容。

本文基于PBL教學模式提出了ICAD循環(huán)（Identify-Clarify-Analyse-Do），即通過識別問題—澄清問題—分析問題—解決問題，使得學生自身能力得到持續(xù)提升，并在整個過程中培養(yǎng)學生的探索精神、推理能力以及創(chuàng)新精神（見圖1）。通過不斷的ICAD循環(huán)，使得學生能夠更加透徹的理解問題，鍛煉學生自己解決問題的能力。

三、翻轉課堂

翻轉課堂是一種對知識傳授和知識內化的顛倒安排，其理論基礎是“掌握學習法”，即學生自行調整節(jié)奏來學習。學生學習新知識主要是在課前進行，在課堂上教師通過學生完成的課前練習，評估學生對知識的掌握程度，對課前練習中出現(xiàn)的問題進行總結反饋，加深學生對知識的掌握程度。翻轉課堂對傳統(tǒng)的教學組織形式進行重新劃分，把傳統(tǒng)教學在課中完成的新知識講授翻轉到課前，而把原來的課后作業(yè)翻轉到課中，這樣在課堂上能夠更有針對性地集中解決學生學習中的問題，實現(xiàn)知識的內化（見圖2）。翻轉課堂能在課中對學生學習過程的問題對學生進行反饋，圍繞問題開展課中講授，而傳統(tǒng)課堂是在課后學生通過作業(yè)將知識的掌握程度反饋給教師，教師只能通過批改作業(yè)的方式將學生掌握的薄弱環(huán)節(jié)反饋給學生。因此，翻轉課堂還可使得學生更有針對性地對課程的難點、易錯點進行深入全面的自主學習。

四、環(huán)境統(tǒng)計學授課模式改革的必要性

環(huán)境學是研究人類生存的環(huán)境質量及其保護與改善的科學。判斷環(huán)境質量的優(yōu)劣、分析環(huán)境問題的根源、對比環(huán)境工程措施的優(yōu)劣等諸多環(huán)境學研究都需要收集有關環(huán)境數(shù)據，運用恰當?shù)慕y(tǒng)計分析方法得出正確結論。而環(huán)境數(shù)據的收集、整理、分析和推斷即是環(huán)境統(tǒng)計學的主要內容。它作為環(huán)境學的一門分支學科，在環(huán)境學研究的各個方面都發(fā)揮著至關重要的作用。然而，由于環(huán)境統(tǒng)計學以概率論、數(shù)理統(tǒng)計學為基礎，涉及的原理、方法都較為枯燥、難懂，這使得運用傳統(tǒng)的教學方法講授該課程學生無法集中注意力、不能透徹理解課程講授的內容。鑒于該學科的重要性以及傳統(tǒng)講授方式的弊端，要想使學生真正全面掌握環(huán)境統(tǒng)計學中的重要原理及主要方法，其授課模式的改革勢在必行。

環(huán)境統(tǒng)計學是一門方法學，它不僅僅要求學生理解其中的原理，更重要的是讓學生在理解的基礎上能夠準確運用恰當?shù)慕y(tǒng)計方法解決環(huán)境學中遇到的問題，所以環(huán)境統(tǒng)計學本身就是一個以問題為中心的學科。圍繞數(shù)據分析及處理等問題展開原理及方法學的介紹，特別適用于PBL教學模式。將PBL教學模式運用于環(huán)境統(tǒng)計學教學過程，學生可以通過ICAD循環(huán)持續(xù)提升自身的綜合能力。然而PBL教學模式僅提供了教學內容方案，如何合理安排課堂時間，使有限的課堂發(fā)揮更加重要的作用，則需要更加清晰地設置課程各環(huán)節(jié)的任務，運用翻轉課堂重組課堂時間。

五、PBL教學模式與翻轉課堂在環(huán)境統(tǒng)計學教學中的應用

環(huán)境統(tǒng)計學是一門交叉學科，通過本課程的學習要求學生能夠熟練運用統(tǒng)計學的方法處理環(huán)境數(shù)據，以解答環(huán)境學中的某些科學問題。因此，本課程應設置在大學三年級的第二個學期，在學生積累一定環(huán)境科學基礎知識的基礎上講授。教師在課程設計時應將PBL教學模式與翻轉課堂相結合，充分調動學生學習的積極性，從學生感興趣的問題出發(fā)引導學生習得環(huán)境統(tǒng)計學的相關知識。這就要在整個課程設計中體現(xiàn)“以問題為中心、以學生為中心”的原則，充分調動學生的學習自主性，引導學生通過自學習得知識。在課程設計時可將課程分為課前、課中、課后三個階段，分階段設置課程任務（見圖3）。

（一）課前準備

教師應根據課程要求進行案例設計，如：學生A與學生B在討論誰的家鄉(xiāng)空氣質量更好、A市與B市相比自來水水質哪個更優(yōu)等環(huán)境科學研究中常見的問題。在課前將設計好的案例發(fā)給學生，讓學生們根據自己的興趣選擇案例，從案例中找到問題，并澄清問題，通過文獻查閱、咨詢等方式找到問題解決的方法。如針對兩個城市自來水水質比較的問題，學生應思考對比兩城市自來水質需要哪些數(shù)據，所需數(shù)據如何獲取，獲取來的數(shù)據如何進行分析比較才能夠真實反映兩者的差別等一系列問題。通過學生自學，使其掌握發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，提升學生的綜合能力。

（二）課堂設計

在課堂上，可運用多種形式（如學生講授式、問題研討式等）讓學生將課前所自學的成果展示出來，介紹各自解決問題的方案。在此過程中，教師應進行適當引導：一方面，在聆聽的同時發(fā)現(xiàn)學生自學過程中的薄弱環(huán)節(jié)；另一方面，針對學生學習過程中出現(xiàn)的錯誤予以及時糾正。在整個課中也必須貫徹“以學生為中心”的原則，教師僅起輔助作用。學生展示學習成果后，教師應根據學生表現(xiàn)予以點評，并應列出本案例所涉及的重要知識點，以方便學生在課后對知識點的內容進行更深入的學習及鞏固。

（三）課后鞏固

教師應在課后及時對課堂上學生所反映的薄弱環(huán)節(jié)及易錯部分進行總結，梳理課堂中所遇到的知識點、重點、難點、易錯點，利用微課等形式將上述內容發(fā)給學生，以引導學生課后的深入學習。在課堂成果展示的基礎上，學生對案例所涉及的解決方法以及重要知識點等都有了更加深入的認識，在教師所給總結材料的引導下，進一步完善案例的解決方案，并且從案例分析的過程中習得環(huán)境統(tǒng)計學的相關知識點。對于難懂的知識點，學生應在課后及時反饋，教師可根據學生課后對知識的掌握程度進行后續(xù)安排。針對個別學生可進行單獨輔導，而針對普遍存在的問題則應再將問題帶入課堂，繼續(xù)引導學生課前自學，并在課中繼續(xù)討論，以使得學生全面掌握該難點。

將PBL教學模式與翻轉課堂相結合運用于環(huán)境統(tǒng)計學教學過程，能夠充分調動學生學習的自主性，使學生習得該課程的內容，讓學生獲得發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生的探索精神、自學精神以及創(chuàng)新思維，有助于學生良好學習習慣的養(yǎng)成，對其他課程的學習以及日后從事相關工作等也同樣具有重要意義。

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[責任編輯：陳 明]