疫情背景下研究生專業(yè)課程在線教學(xué)的探索與實(shí)踐

[摘 要] 為應(yīng)對(duì)新冠肺炎疫情對(duì)研究生正常教學(xué)的影響，各高校啟動(dòng)了在線教學(xué)方式。在線教學(xué)作為疫情時(shí)期的特殊教學(xué)方式，保證了高校教學(xué)工作的正常進(jìn)行。以研究生專業(yè)課程“綜合地球物理方法及應(yīng)用”在線教學(xué)為例，針對(duì)課程特點(diǎn)，開(kāi)展了疫情背景下的在線教學(xué)探索與實(shí)踐，分析了在線教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，通過(guò)儲(chǔ)層地球物理資料解釋教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)、線上課堂授課方式改革、課程考核評(píng)價(jià)體系建立等措施，改進(jìn)教學(xué)模式和教學(xué)方法，提升教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 在線教學(xué);教學(xué)模式;新冠肺炎疫情;綜合地球物理;教學(xué)平臺(tái)

[基金項(xiàng)目] 2019年度山東省教育廳課題“典型儲(chǔ)層地球物理資料解釋案例庫(kù)建設(shè)”（SDYAL18021）

[作者簡(jiǎn)介] 樂(lè)友喜（1966—），男，江蘇鹽城人，博士，中國(guó)石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授，主要從事地球物理勘探研究。

[中圖分類號(hào)] G643 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-9324（2022）16-0078-04[收稿日期] 2021-06-23

2020年初突如其來(lái)的新冠肺炎疫情，影響了正常的研究生教學(xué)工作。根據(jù)“停課不停學(xué)”的指導(dǎo)思想[1，2]，各高校紛紛制訂在線教學(xué)方案，廣大教師積極搭建線上課程，確保如期開(kāi)課。本文基于疫情防控期間“綜合地球物理方法及應(yīng)用”專業(yè)課程的在線教學(xué)實(shí)施情況，從在線課程建設(shè)、直播平臺(tái)選用、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)等方面，對(duì)特殊時(shí)期研究生在線教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)和思考。

一、課程特點(diǎn)

“綜合地球物理方法及應(yīng)用”是為地質(zhì)資源與地質(zhì)工程、礦產(chǎn)普查與勘探、地質(zhì)工程、地球物理學(xué)等專業(yè)的碩士研究生所開(kāi)設(shè)的必修課或選修課，專業(yè)性強(qiáng)，特色鮮明，其目標(biāo)是通過(guò)本課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解地球物理勘探的基本理論，掌握地球物理資料綜合應(yīng)用的基本方法和相關(guān)技術(shù)，學(xué)會(huì)使用各種地球物理勘探方法、技術(shù)以及相關(guān)的各項(xiàng)地球物理資料進(jìn)行綜合研究和分析的方法，為解決油氣田勘探的各項(xiàng)地質(zhì)任務(wù)打下堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。

（一）數(shù)理分析是基礎(chǔ)

本課程重點(diǎn)講授地球物理資料的綜合分析和處理方法，其中涉及數(shù)學(xué)、信號(hào)分析、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等多學(xué)科新興的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思路和算法，因此對(duì)學(xué)生的邏輯思維能力、數(shù)理分析能力要求較高，需要將油氣田勘探過(guò)程中的地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)推導(dǎo)、多種分析方法的綜合應(yīng)用，解釋地質(zhì)現(xiàn)象并分析可能的結(jié)果。

（二）實(shí)踐性強(qiáng)

本課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)地質(zhì)工程專業(yè)來(lái)說(shuō)，特別是油氣田勘探工程和油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)兩個(gè)方向的學(xué)生，“填鴨式”教學(xué)方式是不適合的，需要科學(xué)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)提高學(xué)生的參與度和能動(dòng)性。因此，將科研生產(chǎn)中的典型案例引入課堂，會(huì)大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新。

（三）能力培養(yǎng)是目標(biāo)

本課程緊密圍繞油氣田勘探所要解決的地質(zhì)任務(wù)，結(jié)合大量的應(yīng)用實(shí)例介紹地球物理勘探方法和技術(shù)的綜合研究思路與分析方法。課程教學(xué)目標(biāo)是：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)⒌刭|(zhì)、地震、測(cè)井、油藏工程和計(jì)算機(jī)等多學(xué)科知識(shí)融會(huì)貫通，學(xué)會(huì)對(duì)不同類型和不同勘探開(kāi)發(fā)階段的油氣藏進(jìn)行地球物理綜合研究及評(píng)價(jià)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合研究素質(zhì)。

二、在線教學(xué)探索與實(shí)踐

面對(duì)教學(xué)方式的變化，積極探索適合線上教學(xué)的模式[3-5]，對(duì)課前準(zhǔn)備、課堂授課、課后輔導(dǎo)和考核評(píng)價(jià)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，可以很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，增強(qiáng)課堂吸引力。

（一）課前準(zhǔn)備

為了保證在線教學(xué)的順利開(kāi)展，課前準(zhǔn)備工作尤顯重要。課程開(kāi)始前，應(yīng)建立課程QQ群，及時(shí)與學(xué)生交流溝通，選擇合適的教學(xué)平臺(tái)并進(jìn)行測(cè)試。同時(shí)，需要準(zhǔn)備備用的授課平臺(tái)。本課程的教學(xué)平臺(tái)主要選用“雨課堂”，備用平臺(tái)有QQ直播和騰訊課堂等。依托“雨課堂”，課前制作方便手機(jī)和電腦閱讀的預(yù)習(xí)課件。課件內(nèi)容包括教學(xué)內(nèi)容以及重點(diǎn)、難點(diǎn)的章節(jié)預(yù)告和相關(guān)的多媒體資源。

課前，教師通過(guò)“雨課堂”的“查看課件”的功能來(lái)了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況?！坝暾n堂”上，可以查看課件的完成情況，包括已完成、已查看和未查看等，同時(shí)還可以提供每一位學(xué)生預(yù)習(xí)的進(jìn)度、觀看時(shí)長(zhǎng)等量化信息。這些數(shù)據(jù)有利于教師授課前掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)時(shí)間，教師可根據(jù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)中出現(xiàn)較多的問(wèn)題，作為授課過(guò)程中的主題進(jìn)行重點(diǎn)講解。

（二）教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)

由于我國(guó)儲(chǔ)層類型多、地質(zhì)問(wèn)題復(fù)雜，目前國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有類似的能夠直接加以利用的案例庫(kù)。因此，在本課程教學(xué)過(guò)程中，我們建設(shè)了案例庫(kù)配套教學(xué)網(wǎng)站，立足于將最新的科研進(jìn)展引入課堂，既介紹了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，又有典型儲(chǔ)層解釋方法的把控和教師研究的心路歷程，可為研究生開(kāi)展科學(xué)研究做一個(gè)很好的鋪墊。

利用已研究或正在研究的科技攻關(guān)項(xiàng)目，建成13種典型儲(chǔ)層的案例庫(kù)：（1）具有完備的案例教學(xué)多媒體和文字報(bào)告;（2）具有可供學(xué)生分析、處理的三維地震數(shù)據(jù)體、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、地質(zhì)分層數(shù)據(jù);（3）可實(shí)現(xiàn)用地震解釋工作站進(jìn)行交互實(shí)景上機(jī)操作;（4）建設(shè)案例庫(kù)配套教學(xué)網(wǎng)站。案例庫(kù)涉及的內(nèi)容有：（1）科學(xué)前沿方法研究及理論模型測(cè)試分析;（2）涵蓋13種典型儲(chǔ)層的成功案例解剖;（3）不成功案例的解讀。

（三）線上課堂授課

1.授課方式。由于受上課高峰時(shí)段網(wǎng)絡(luò)擁堵的影響，選用“雨課堂+騰訊課堂或QQ直播”的授課模式。進(jìn)入“雨課堂”的學(xué)生可同時(shí)接收到教師的授課語(yǔ)音和視頻，并可以在課后重復(fù)播放[6]。課堂中需要討論的問(wèn)題通過(guò)發(fā)送“彈幕”與學(xué)生互動(dòng)，教師可隨時(shí)查看學(xué)生的彈幕內(nèi)容，并選擇是否投屏分享。需要指定學(xué)生回答問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)“隨機(jī)點(diǎn)名”等方式進(jìn)行。學(xué)生的回答可以是文字、圖片或小視頻。課后，教師在“雨課堂”中可以查看學(xué)生的互動(dòng)情況，了解他們的課堂表現(xiàn)。B75EFA51-2897-4568-A139-2FFEE683F4E1

2.優(yōu)化授課內(nèi)容。在線授課通過(guò)語(yǔ)音或者視頻進(jìn)行，教師缺乏與學(xué)生之間的面對(duì)面交流，在教學(xué)管理、課堂效果、學(xué)生反饋等方面與線下課堂教學(xué)存在較大差異[7，8]。為了更好地開(kāi)展線上教學(xué)活動(dòng)，在授課過(guò)程中將原本按課時(shí)劃分修改為按知識(shí)點(diǎn)劃分，即把90分鐘的教學(xué)時(shí)間分割成若干小段進(jìn)行。例如，在講授儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)方法時(shí)，按知識(shí)點(diǎn)劃分成四小段“25+20+30+15”進(jìn)行，每一段均具有獨(dú)立的教學(xué)內(nèi)容和要點(diǎn)，分別為“儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)的可行性分析”“儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)的條件分析”“儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)方法”“課堂討論和課堂作業(yè)”，增加了師生交流互動(dòng)環(huán)節(jié)。在講授過(guò)程中，可與學(xué)生視頻、語(yǔ)音連線，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。講完之后，可以在“雨課堂”、騰訊課堂中推出之前預(yù)設(shè)的測(cè)試、提問(wèn)等互動(dòng)單元，了解學(xué)生學(xué)習(xí)效果。之后，根據(jù)測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)分析，進(jìn)入直播課堂，對(duì)存在問(wèn)題較多的知識(shí)點(diǎn)再進(jìn)行深層次的講解。

（四）常態(tài)翻轉(zhuǎn)課堂到在線混合翻轉(zhuǎn)

完成教學(xué)目標(biāo)分層，對(duì)于知識(shí)、理解、運(yùn)用類的知識(shí)點(diǎn)在課前通過(guò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)放學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生觀看微課視頻，完成導(dǎo)學(xué)小測(cè)試掌握基礎(chǔ)內(nèi)容;需要分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造類的知識(shí)點(diǎn)，可通過(guò)教師直播講解、協(xié)作研討、師生釋疑來(lái)學(xué)習(xí)，從而提升學(xué)生的認(rèn)知能力，掌握重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)。

把異步教學(xué)與同步教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在線混合翻轉(zhuǎn)。常態(tài)翻轉(zhuǎn)課堂只是線上導(dǎo)學(xué)，在線混合翻轉(zhuǎn)課堂把異步導(dǎo)學(xué)與在線直播同步助學(xué)相融合，能更好地提升學(xué)生的綜合能力[9]。

（五）課后輔導(dǎo)

課后輔導(dǎo)通過(guò)發(fā)放課后作業(yè)、測(cè)試題和相關(guān)微課等方式進(jìn)行。學(xué)生對(duì)授課中未聽(tīng)清或有疑問(wèn)的地方，可以在“雨課堂”的“直播回放”中重新學(xué)習(xí)。對(duì)于個(gè)別學(xué)生存在的疑問(wèn)，教師可通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的視頻、語(yǔ)音連線，及時(shí)答疑解惑。

（六）課程考核評(píng)價(jià)

線上教學(xué)賦予學(xué)生更多的主動(dòng)權(quán)，學(xué)生課前預(yù)習(xí)效果好及課堂參與水平高是教學(xué)得以有效實(shí)施的前提和保證;客觀、公正、全面的考核評(píng)價(jià)，能激發(fā)學(xué)生參與教學(xué)互動(dòng)的積極性，因此考核評(píng)價(jià)體系須具有較好的信度和效度。

傳統(tǒng)的考核方式大多數(shù)是紙質(zhì)的筆試考核或是面對(duì)面的考查。結(jié)合本次在線教學(xué)的特點(diǎn)，對(duì)課程考核評(píng)價(jià)方式進(jìn)行改革探索。

1.加大過(guò)程化考核比例。通過(guò)“雨課堂”、騰訊課堂或QQ直播等教學(xué)平臺(tái)以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視頻、語(yǔ)音連線，根據(jù)學(xué)生觀看視頻時(shí)長(zhǎng)、課程點(diǎn)擊率、提交的課上課下測(cè)試練習(xí)、課堂討論發(fā)言等在線學(xué)習(xí)的行為和痕跡，作為過(guò)程化考核評(píng)價(jià)的重要參考依據(jù)。

2.打破現(xiàn)有考核方式和成績(jī)?cè)u(píng)定方式，按照課程性質(zhì)確定靈活的考核方式，在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中設(shè)計(jì)三道綜合作業(yè)題。學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)，選用指定方法的基本原理，完成相關(guān)計(jì)算公式的推導(dǎo)和程序編寫(xiě)，設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)對(duì)算法效果進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)，分析應(yīng)用效果，并提交完整的文字報(bào)告。

3.利用已經(jīng)建成的13種典型儲(chǔ)層的案例庫(kù)，學(xué)生自行選擇一種典型案例，結(jié)合課堂上講解的方法原理，對(duì)提供的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，最終通過(guò)上機(jī)操作得到相應(yīng)的成果圖，分析案例成功或失敗的原因，形成自己的認(rèn)識(shí)和結(jié)論，并提交完整的文字報(bào)告。

打破現(xiàn)有考核方式和成績(jī)?cè)u(píng)定方式，按照課程性質(zhì)確定靈活的考核方式，在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，筆者設(shè)計(jì)了三道綜合作業(yè)題。學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)，選用指定方法的基本原理，完成相關(guān)計(jì)算公式的推導(dǎo)和程序編寫(xiě)，設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)對(duì)算法效果進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)，分析應(yīng)用效果，并提交完整的文字報(bào)告。

三、在線教學(xué)存在的問(wèn)題及其改進(jìn)措施

此次因疫情而全面推行的線上教學(xué)，保證了高校研究生教學(xué)工作的順利開(kāi)展。但在此過(guò)程中也存在不少問(wèn)題，主要包括教學(xué)資源不充足、設(shè)備硬件不完善、配套平臺(tái)軟件不流暢、教學(xué)管理難以監(jiān)督、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性逐漸下降等方面。

（一）教學(xué)資源問(wèn)題

1.線上教學(xué)資源不足。目前，網(wǎng)絡(luò)上大部分的在線資源是一些通識(shí)類的課程，專業(yè)核心課程并不多，尤其是對(duì)于地球物理這類小眾學(xué)科，線上專業(yè)課程資源更顯不足。另外，由于在線課程資源的課時(shí)固定，而不同高校的專業(yè)培養(yǎng)方案有所不同，授課教師須根據(jù)本校的教學(xué)要求對(duì)相應(yīng)的在線課程資源做出調(diào)整。

2.學(xué)生無(wú)教材，可供選用的電子參考資料缺乏。在常規(guī)課堂、線下面對(duì)面教學(xué)時(shí)，學(xué)生都能擁有一套教材，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都配備相應(yīng)的實(shí)踐題目，題目邏輯思路相互連貫，讓學(xué)生能在實(shí)踐中復(fù)習(xí)鞏固課堂知識(shí)點(diǎn)。疫情期間，學(xué)生無(wú)法購(gòu)買(mǎi)配套教材。教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上可搜集到的電子參考資源有限。

針對(duì)教學(xué)資源存在的問(wèn)題，改進(jìn)的措施主要有：（1）課前自行制作資源，包括各單元知識(shí)點(diǎn)的文本、PPT、動(dòng)畫(huà)、視頻、圖片等;（2）查找和利用各高校建設(shè)的線上課程資源;（3）各種電子參考資料;（4）建成典型儲(chǔ)層的案例庫(kù)。

（二）設(shè)備硬件問(wèn)題

在線教學(xué)的開(kāi)展主要涉及教師、學(xué)生和教學(xué)平臺(tái)3個(gè)主體。就學(xué)生而言，由于地域分布范圍廣，各自的家庭條件差異大，部分學(xué)生存在缺少電腦、手機(jī)內(nèi)存不足、網(wǎng)速慢、流量費(fèi)用高等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，學(xué)生端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)配置成為制約在線教學(xué)效果的重要因素。

因此，在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)教學(xué)平臺(tái)將講課視頻自動(dòng)錄制、保存，在線課堂結(jié)束后及時(shí)上傳到QQ群，學(xué)生可以根據(jù)自己的時(shí)間安排自行學(xué)習(xí)和觀看，有問(wèn)題時(shí)及時(shí)在QQ等交流平臺(tái)上提出并獲得解答。

（三）軟件平臺(tái)問(wèn)題

1.網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)不流暢，影響教學(xué)效果。在線教學(xué)過(guò)程中容易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁堵、平臺(tái)卡頓、用戶登錄異常、界面崩潰、作業(yè)無(wú)法提交、在線討論無(wú)法進(jìn)行等各種問(wèn)題，這些問(wèn)題直接影響到線上教學(xué)效果。

2.由于不同教學(xué)平臺(tái)涵蓋的教學(xué)資源不同，可供選擇的自由度大，平臺(tái)切換過(guò)多，在一定程度上給學(xué)生帶來(lái)了困擾，學(xué)習(xí)的專注力被分散，學(xué)習(xí)效果受到一定的影響。

針對(duì)這一問(wèn)題，解決的方法主要有：（1）教師準(zhǔn)備多個(gè)在線教學(xué)預(yù)案，如錄播、PPT講解、語(yǔ)音等;（2）課前將學(xué)習(xí)資料上傳到相應(yīng)的教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生可以提前下載相關(guān)資料;（3）交替開(kāi)展教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)，并安排在線測(cè)試、小組討論、課堂提問(wèn)等，吸引學(xué)生的注意力。B75EFA51-2897-4568-A139-2FFEE683F4E1

（四）教學(xué)效果難以保證

相較于傳統(tǒng)線下教學(xué)，線上教學(xué)更能反映和暴露學(xué)生的自我約束能力、自主學(xué)習(xí)能力。如果教師設(shè)計(jì)的教學(xué)方式不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，再加上在線教學(xué)長(zhǎng)時(shí)間使用電子設(shè)備，容易引起學(xué)生的視覺(jué)疲勞，使得學(xué)生課上參與討論的積極性不高。隨著在線課程的增加，線上活動(dòng)頻繁，學(xué)生的消極情緒逐漸顯現(xiàn)，加上部分學(xué)生的自我約束能力不夠，學(xué)習(xí)積極性逐漸下降，從而影響到線上教學(xué)效果。

針對(duì)這一難題，解決的方法主要有：（1）教師通過(guò)平臺(tái)所提供的在線學(xué)習(xí)人數(shù)、交流互動(dòng)和討論數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況;（2）通過(guò)分析學(xué)生課堂測(cè)試、課后作業(yè)完成情況、課下一對(duì)一交流討論情況，及時(shí)檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果;（3）采用多種多樣的評(píng)價(jià)方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

結(jié)語(yǔ)

雖然此次疫情對(duì)高校研究生的正常教學(xué)造成一定影響，但卻極大地推動(dòng)了在線教學(xué)的進(jìn)程，保證了教學(xué)工作的順利開(kāi)展。建立科學(xué)、高效的在線課程運(yùn)行模式，是高校教育改革發(fā)展的研究重點(diǎn)。在線教學(xué)模式對(duì)高校的管理方式、教師的組織方式以及學(xué)生的學(xué)習(xí)方式都提出了更高的要求。

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Abstract： In response to the impact of COVID-19 pandemic on the normal teaching for postgraduates， all colleges and universities have launched online teaching. As a special teaching method during the pandemic， online teaching has ensured the normal progress of teaching. This paper takes the online teaching of the postgraduate professional course of Integrated Geophysical Methods and Applications as an example. According to the characteristics of this course， the exploration and practice of online teaching under the background of the pandemic are carried out， and the problems in the online teaching process are analyzed. Through the construction of geophysical data interpretation teaching case database， the reform of online teaching methods， and the establishment of course assessment and evaluation system， the teaching model and teaching methods have been improved， and the teaching effect has been improved.

Key words： online teaching; teaching mode; the COVID-19 pandemic; integrated geophysics; teaching platformB75EFA51-2897-4568-A139-2FFEE683F4E1