“天然氣水合物處理技術(shù)”混合教學(xué)多維考核的教學(xué)實(shí)踐

史博會(huì) 梁永圖 宮敬

[摘 要] 文章基于中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣儲(chǔ)運(yùn)工程系“天然氣水合物處理技術(shù)”混合教學(xué)多維考核的教學(xué)實(shí)踐為例，以培育具備分析與解決油氣儲(chǔ)運(yùn)工程過(guò)程中出現(xiàn)的水合物相關(guān)復(fù)雜問(wèn)題能力的工程技術(shù)人才為目標(biāo)，通過(guò)借助“雨課堂”智慧教學(xué)工具的課堂講授、各類“工程”案例及熱點(diǎn)議題的分組研討、i-Labx虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)海底水下生產(chǎn)系統(tǒng)《水合物生成與消除》實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)化鍛煉，以多手段實(shí)施“以學(xué)生為中心”的混合教學(xué)和多維考核，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)課程門(mén)戶網(wǎng)站的線上學(xué)習(xí)資源，結(jié)合微信實(shí)時(shí)互動(dòng)交流，全面充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，從而提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。本課程教學(xué)實(shí)踐可為工科類高校相關(guān)課程，開(kāi)展混合教學(xué)和多維考核提供借鑒與思考。

[關(guān)鍵詞] 雨課堂;網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái);課堂研討;虛擬實(shí)驗(yàn);混合教學(xué);多維考核

[基金項(xiàng)目] 2018年中國(guó)石油大學(xué)（北京）教材建設(shè)項(xiàng)目“《天然氣水合物處理技術(shù)》”;2019年中國(guó)石油大學(xué)（北京）金課建設(shè)項(xiàng)目“線上線下混合金課之《油氣集輸》”;2019年中國(guó)石油大學(xué)（北京）虛擬仿真平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目“海底油氣管道輸送系統(tǒng)流動(dòng)保障虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)”

[作者簡(jiǎn)介] 史博會(huì)（1984—），女，河北人，工學(xué)博士，副教授，研究方向?yàn)橛蜌鈨?chǔ)運(yùn)工程;梁永圖（1971—），男，河北人，工學(xué)博士，教授，研究方向?yàn)橛蜌鈨?chǔ)運(yùn)工程;宮 敬（1962—），女，遼寧人，工學(xué)博士，教授，研究方向?yàn)橛蜌鈨?chǔ)運(yùn)工程。

[中圖分類號(hào)] G642 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）39-0318-03 ? ?[收稿日期] 2020-04-16

大規(guī)模開(kāi)放在線課程推動(dòng)了21世紀(jì)教育教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)路化、智能化、全球化進(jìn)程[1]。迫使高校教育教學(xué)工作，必須思考如何改變以往填鴨式教學(xué)的陳舊方式，吸引學(xué)生們?cè)谟邢薜恼n堂教學(xué)中，將多種新型的教學(xué)方式相結(jié)合，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，以期最終實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的目的。李逢慶[2]對(duì)混合式教學(xué)的概念界定，給出了這樣的定義：“混合式教學(xué)是指在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，通過(guò)應(yīng)用適當(dāng)?shù)拿襟w技術(shù)，提供與適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)環(huán)境相契合的資源和活動(dòng)，讓適當(dāng)?shù)膶W(xué)生形成適當(dāng)?shù)哪芰?，從而取得最?yōu)化教學(xué)效果的教學(xué)方式。”

本文就“天然氣水合物處理技術(shù)”這樣一門(mén)專業(yè)性強(qiáng)的工科拓展選修課為例，將本課程開(kāi)展的以“雨課堂”[3]、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、課堂講授與研討、微信互動(dòng)交流群等多種方式相結(jié)合，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)施，來(lái)體現(xiàn)混合式教學(xué)的精神實(shí)質(zhì)。通過(guò)從混合式教學(xué)目標(biāo)與總體思路、智慧網(wǎng)絡(luò)教學(xué)技術(shù)的運(yùn)用、調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)形式的分析及教學(xué)效果的評(píng)估等方面進(jìn)行總結(jié)、研究。文章的研究可為高校教師開(kāi)展混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)等提供一定的借鑒意義。

一、開(kāi)展混合式教學(xué)的目標(biāo)

“天然氣水合物處理技術(shù)”課程是面向油氣儲(chǔ)運(yùn)工程開(kāi)設(shè)的專業(yè)拓展選修課，可為油氣儲(chǔ)運(yùn)工程從業(yè)人員拓展天然氣水合物處理技術(shù)的專業(yè)深度與廣度，是具有鮮明專業(yè)背景特色的選修課程之一。課程目標(biāo)是：通過(guò)將天然氣水合物基礎(chǔ)概念理論與工程實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，采用傳統(tǒng)講授與學(xué)生討論分析相結(jié)合的方式，借助雨課堂、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等多種形式，使學(xué)生熟練掌握天然氣水合物基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生解決油氣儲(chǔ)運(yùn)工程領(lǐng)域天然氣水合物相關(guān)復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

本課程開(kāi)展混合式教學(xué)，可更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握程度的了解，可更好地培養(yǎng)學(xué)生解決油氣儲(chǔ)運(yùn)工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的解決，可更好地實(shí)現(xiàn)課程的總目標(biāo)?；旌鲜浇虒W(xué)最終可以全面激發(fā)學(xué)生的求知欲，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂參與性，更能有效地促進(jìn)學(xué)生課下研討學(xué)習(xí)的自主性。

二、混合式教學(xué)總體思路

作為一門(mén)專業(yè)拓展選修課，盡管課程內(nèi)容專業(yè)性強(qiáng)，但是天然氣水合物作為熱點(diǎn)的能源詞匯，特別是在2017年中國(guó)首次是試開(kāi)采天然氣水合物獲得的成功之后，2020年我國(guó)二次試采再次取得成功，如此通過(guò)各種媒介渠道的報(bào)道，使得同學(xué)們對(duì)天然氣水合物有了初步的了解。對(duì)于如何上好這門(mén)課程，在科普基本概念，強(qiáng)化專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，又不乏趣味性，是本門(mén)課程開(kāi)展混合式教學(xué)的重要任務(wù)。

不同于在線與線下交互教學(xué)的SPOC模式[4]，本門(mén)課程的混合模式在于搭載“雨課堂”的互動(dòng)式教學(xué)，基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布教學(xué)資源，將傳統(tǒng)教師課堂講授與學(xué)生分組學(xué)習(xí)課堂研討交流相結(jié)合，實(shí)時(shí)的微信群交流平臺(tái)，最終實(shí)現(xiàn)選用適當(dāng)?shù)幕旌夏Ｊ?，以獲得最優(yōu)的教學(xué)效果。

三、“雨課堂”互動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

“雨課堂”是一個(gè)智慧教學(xué)工具，其功能強(qiáng)大，可以將前沿的信息技術(shù)，包括云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)挖掘等融入的課堂教學(xué)中[3]。讓教師在課堂中教（PPT演示）與學(xué)生的學(xué)（手機(jī)微信），通過(guò)最為熟悉的應(yīng)用平臺(tái)，讓教學(xué)過(guò)程更具有互動(dòng)性，讓教學(xué)效果信息的獲取更加直觀[5，6]。“雨課堂”可實(shí)現(xiàn)課前預(yù)習(xí)，課上互動(dòng)，課后答疑及長(zhǎng)久信息留存等功能。

具體的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，課堂上的幻燈片，可以逐頁(yè)發(fā)送到學(xué)生微信端。學(xué)生不用疲于拍照和抄寫(xiě)，而將側(cè)重于老師講授的具體知識(shí)。同學(xué)們，還可以對(duì)老師講解不清楚的幻燈片，標(biāo)注“不懂”。根據(jù)這些信息，可以隨具體情況確定課程重點(diǎn)復(fù)習(xí)內(nèi)容。

隨堂測(cè)試，不論是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)，還是對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容的鞏固，都有助于老師對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握程度的快速了解。特別是對(duì)于大家生澀難懂的知識(shí)，表現(xiàn)為正確率不高的題目，在教學(xué)過(guò)程中可以隨時(shí)調(diào)整教學(xué)時(shí)間安排，增加對(duì)相關(guān)內(nèi)容的著重講解。這充分體現(xiàn)了，通過(guò)智慧教學(xué)手段獲取實(shí)時(shí)測(cè)試結(jié)果信息的價(jià)值。

課后小結(jié)中，課堂人數(shù)，學(xué)生數(shù)據(jù)，習(xí)題數(shù)據(jù)，課件數(shù)據(jù)，教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)設(shè)計(jì)與備忘。每個(gè)欄目的設(shè)計(jì)，都使得智慧教學(xué)工具的數(shù)據(jù)挖掘能力得以良好體現(xiàn)。面向教學(xué)的全景式數(shù)據(jù)記錄，可以為師生個(gè)性化的分析已經(jīng)發(fā)生的教學(xué)過(guò)程，客觀深入地了解教學(xué)現(xiàn)狀，以便積極主動(dòng)地為未來(lái)的安排教學(xué)過(guò)程，提供科學(xué)的決策依據(jù)。此外，對(duì)于“雨課堂”彈幕式的討論功能，在本門(mén)課程的教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)常作為我們課間5分鐘的互動(dòng)環(huán)節(jié)。各種信息均可以暢所欲言，哪怕只是打個(gè)招呼，都可以使得本來(lái)就沉悶的課堂5分鐘，活躍起來(lái)。這不僅增加了課堂的時(shí)尚感，拉近了師生之間的心理距離，而且促進(jìn)了大家的相互了解與互動(dòng)。

正是由于“雨課堂”這樣一個(gè)讓學(xué)生們?cè)谡n堂上沉迷于手機(jī)游戲、微信等其他影響課堂教學(xué)的因素中脫離出來(lái)。老師不定期隨時(shí)限時(shí)1分鐘的隨堂答題過(guò)程，讓學(xué)生們不得不專注于“雨課堂”，否則就會(huì)出現(xiàn)時(shí)間來(lái)不及，沒(méi)有答題，課堂測(cè)試成績(jī)?yōu)榱愠蔀閱?wèn)題預(yù)警學(xué)生的危險(xiǎn)。當(dāng)然，更多的學(xué)生會(huì)積極的成為答題小能手，更加開(kāi)心于老師通過(guò)紅包形式給予的獎(jiǎng)勵(lì)。盡管金額有限，排名靠前拿到好成績(jī)的同學(xué)，都說(shuō)如同幼孩時(shí)代拿到了老師獎(jiǎng)勵(lì)的小紅花一樣興奮。在本門(mén)課程的“雨課堂”互動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)中，借助于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析的技術(shù)手段，這種混合式教學(xué)的新型模式值得大家參考與借鑒。這正是一種“互聯(lián)網(wǎng)+黑板+移動(dòng)終端”的新型教學(xué)模式[7]。

四、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布教學(xué)資源

除了通過(guò)“雨課堂”的形式推送課件到學(xué)生的微信端外，本課程還依托中國(guó)石油大學(xué)（北京）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，建立了《天然氣水合物處理技術(shù)》課程門(mén)戶。學(xué)生們，可以通過(guò)該網(wǎng)站，對(duì)本門(mén)課程的基本簡(jiǎn)介、教學(xué)方法及參考教材有初步的了解，方便進(jìn)行章節(jié)預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)。此外，有關(guān)本門(mén)課程所有重要的教學(xué)資源文件，包括課件和講義等，均可通過(guò)該門(mén)戶網(wǎng)站下載學(xué)習(xí)。此外，將與課程相關(guān)的新聞資料、專業(yè)書(shū)籍、視頻資源，發(fā)布分享到課程網(wǎng)絡(luò)門(mén)戶中，可以極大的激發(fā)學(xué)生們對(duì)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生們學(xué)習(xí)的廣度與深度。本課程門(mén)戶，截止2020年4月，課程門(mén)戶訪問(wèn)數(shù)多達(dá)超過(guò)27000多次，足可以體現(xiàn)該平臺(tái)深得學(xué)生們的喜歡。資源的分享，不再單純以直接拷貝和郵件發(fā)送的形式，讓學(xué)習(xí)資源的獲取更加的網(wǎng)絡(luò)化，數(shù)字化，時(shí)尚化，拉近了與學(xué)生們的距離。

將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)作為線上的教學(xué)環(huán)節(jié)，與線下的“雨課堂”互動(dòng)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)更好的融合。這樣的混合式教學(xué)模式則將更加具有技術(shù)先進(jìn)行，通過(guò)數(shù)據(jù)的分析與挖掘，實(shí)現(xiàn)科學(xué)地教與學(xué)，更好地多維度評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

五、學(xué)生分組學(xué)習(xí)課堂研討交流

天然氣水合物的研究，作為熱點(diǎn)前沿問(wèn)題，一直備受學(xué)術(shù)與工業(yè)界的關(guān)注。為了拓展學(xué)生們的國(guó)際視野，將通過(guò)本門(mén)課程所學(xué)到的學(xué)術(shù)英語(yǔ)學(xué)以致用。本課程在學(xué)生們?cè)谏险n之初，就布置學(xué)期結(jié)束要完成的“分組學(xué)習(xí)及研討”題目。以2017年國(guó)際水合物會(huì)議四個(gè)核心議題，作為本門(mén)課程學(xué)習(xí)資源。

分組學(xué)習(xí)及研討的要求與安排如下：利用兩周時(shí)間分組并完成選題，每個(gè)小組選擇一篇最有興趣的2017年國(guó)際水合物會(huì)議中發(fā)表的文章，用一個(gè)月的課余時(shí)間完成閱讀，小組共同完成一個(gè)限時(shí)的幻燈片演示演講，每位小組成員單獨(dú)提交一份閱讀心得總結(jié)。這樣，就可以通過(guò)自主調(diào)研分析和團(tuán)隊(duì)協(xié)作交流，讓學(xué)生們鍛煉撰寫(xiě)報(bào)告、陳述發(fā)言，清晰表達(dá)的能力，并提高學(xué)生能在一定國(guó)際化視野的情境中進(jìn)行專業(yè)學(xué)術(shù)討論的技能。此外，為了更好的對(duì)學(xué)生的研討情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，采取老師評(píng)價(jià)與小組互評(píng)相結(jié)合的方式。

在課程結(jié)束前的最后一次課，進(jìn)行分組研討。在各組匯報(bào)之前，為了能夠達(dá)到更好的討論和匯報(bào)效果。在匯報(bào)日之前，我對(duì)各個(gè)小組提交的演示文稿進(jìn)行逐一分析與指導(dǎo)是重要的一環(huán)。對(duì)于每個(gè)組，從匯報(bào)格式、邏輯、內(nèi)容準(zhǔn)確性、布置排版、匯報(bào)時(shí)間等多角度給予分析評(píng)價(jià)，并提出了修改完善意見(jiàn)。匯報(bào)過(guò)程中，學(xué)生專注投入，討論的問(wèn)題，圍繞課堂知識(shí)，有擴(kuò)展有延伸。

六、微信群交流學(xué)習(xí)平臺(tái)

在上課之初，我們就建立了本課程的學(xué)習(xí)交流群，通過(guò)同學(xué)之間相互的邀請(qǐng)來(lái)加入進(jìn)來(lái)。在匯報(bào)自主學(xué)習(xí)階段，同學(xué)們會(huì)根據(jù)所選擇的文章，借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的資源開(kāi)展獨(dú)立學(xué)習(xí)。對(duì)于不懂的難懂的學(xué)術(shù)困惑，可以通過(guò)微信平臺(tái)與我直接溝通，大家也可以共同討論分析。對(duì)于共性的問(wèn)題，我會(huì)采取語(yǔ)音講授和文字講解相結(jié)合的形式來(lái)完成。對(duì)于個(gè)性的問(wèn)題，還可以通過(guò)面對(duì)面的形式來(lái)完成。微信群這樣的一個(gè)交流平臺(tái)，將課程的答疑不僅僅局限于課后，課間和固定的答疑室。隨時(shí)隨地，實(shí)時(shí)的信息溝通，讓老師與學(xué)生們毫無(wú)距離感。

七、教學(xué)效果評(píng)估

課程結(jié)束后，匯總分析學(xué)生的成績(jī)。借助“雨課堂”強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以直接獲取學(xué)生隨堂測(cè)試與出勤情況數(shù)據(jù)。章節(jié)總結(jié)作業(yè)的情況，可以得知同學(xué)們對(duì)于關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)基本上能做到全覆蓋。通過(guò)這樣的一個(gè)強(qiáng)制總結(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn)的要求，讓大多數(shù)同學(xué)能夠有溫故知新的好習(xí)慣，從而強(qiáng)化了課堂教授知識(shí)在課下的學(xué)習(xí)與吸收。分組學(xué)習(xí)及研討成績(jī)，以小組互評(píng)和教師評(píng)分為基礎(chǔ)，最終獲得14個(gè)小組每組的百分制平均成績(jī)。從課堂匯報(bào)效果以及大家的最終成績(jī)來(lái)分析，學(xué)生們的從中獲得的收益很大，鍛煉了團(tuán)隊(duì)協(xié)作，自主學(xué)習(xí)，匯報(bào)總結(jié)，演講表達(dá)等多種能力。期末考試內(nèi)容，涉及了基本概念、基本理論、綜合性題目?？疾熘攸c(diǎn)是天然氣水合物的基本原理、工程應(yīng)用實(shí)踐及綜合，使學(xué)生在分別學(xué)習(xí)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程中始終注意到知識(shí)點(diǎn)之間的密切聯(lián)系，從而能夠靈活掌握天然氣水合物處理的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用。匯總本年度學(xué)生期末成績(jī)與上一年的未開(kāi)展混合式教學(xué)的學(xué)習(xí)成績(jī)比較，如圖1所示。從中可以看成，混合式教學(xué)模式，對(duì)于學(xué)生掌握知識(shí)，鍛煉能力，均較常規(guī)講授式教學(xué)，有較好的提升。

八、結(jié)論

通過(guò)開(kāi)展一門(mén)24學(xué)時(shí)的選修課“天然氣水合物處理技術(shù)”課程混合式教學(xué)的實(shí)踐與評(píng)估分析，使得學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中，有認(rèn)同感，知識(shí)得到了拓展，能力得到了提高。在混合教學(xué)模式中，采用了多教學(xué)手段，融合多技術(shù)講授，運(yùn)用多智慧教學(xué)，通過(guò)多形式考核，加之多平臺(tái)交流。具體而言，運(yùn)用“雨課堂”開(kāi)展互動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)，通過(guò)“網(wǎng)路教學(xué)平臺(tái)”發(fā)布教學(xué)資源與信息，布置具有挑戰(zhàn)性的分組討論學(xué)習(xí)任務(wù)，并通過(guò)多渠道與學(xué)生交流，使得課程的教學(xué)評(píng)估無(wú)論從學(xué)生成績(jī)的提高上，還是學(xué)生匿名的評(píng)價(jià)上都得到了很好的效果。

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