王迎超 柳志軍 王其昂 許國安 梁宸
[摘 要]混合式教學是面對面教學和在線教學的融合,可有效促進高校教學改革。為提高巖土類學生專業(yè)課程教學質量,項目組通過建設地下工程虛擬仿真實驗系統(tǒng)、地下工程重大災害案例庫等一系列核心巖土類專業(yè)課程信息化教學資源,形成了“信息促教”的專業(yè)課程教學資源信息化平臺和素材庫。開展“講授+自學+研討”“課堂+課外”“線上資源+線下資源”相結合的混合式教學模式研究與實踐,并建立巖土類學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)長效機制。實踐表明,混合式教學模式有助于激發(fā)學生學習的積極性和主動性,提高了巖土類專業(yè)課程教學效率和效果,提升了學生的創(chuàng)新思維,增強了學生的工程實踐應用和科研創(chuàng)新能力。
[關鍵詞]混合式教學;巖土類學生;創(chuàng)新實踐;信息化教學
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2023)17-0059-03
教育部印發(fā)的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》指出,要大力推進在線開放課程線上線下混合式教學改革。國家高度重視教育信息化,制定了一系列政策以保證其得到有效發(fā)展?;旌鲜浇虒W模式以其融合傳統(tǒng)課堂和信息化教學的優(yōu)勢成為當前眾多高校使用的一種教學模式[1]。混合式教學有助于提高學生自主學習的積極性,通過課前、課中、課后的師生互動形成教學過程閉環(huán),能有效提升課堂教學質量。
混合式教學模式在土木工程專業(yè),特別是在巖土類專業(yè)課程實踐中具有重要價值,教師可以根據實際情況靈活選用合理的教學方法[2],使學生能結合具體工程項目,一邊學習知識一邊進行實踐應用。教師還可以通過線上直播教學的方式,結合真實的土木工程項目應用場景為學生提供教學素材。國內眾多學者對混合式教學模式在土木工程專業(yè)中的應用進行了探索,取得了較好成果。唐站站等研究了土木工程專業(yè)混合教學模式中存在的不足,并提出具體實施辦法[3]。張愛國等說明了應用型民辦高校土木工程專業(yè)的教學情況,并對“互聯網+教育”背景下的混合教學模式進行探討[4]。楊述明等結合土木工程制圖課程,依托大型開放式網絡課程慕課平臺上豐富的資源優(yōu)勢,較為系統(tǒng)地闡述了教學過程中遇到的阻礙,并且著眼于慕課這一網絡平臺和及時教學這一理念,總結出了課前自主性學習、課堂針對性講解、課后綜合性評估三個階段相融合的混合教學模式[5]。廖靈青闡述了在混合式“金課”導向下如何將超星學習通較好地運用于土木工程材料課程教學[6]。于淼等基于OBE理念,引入了建筑云課網絡平臺,著力構建線上線下混合教學模式[7]。劉國民等主要著眼于高職院校土建類巖土課程,分析了混合式教學模式的主要影響因素[8]。周英明等針對留學生典型特點,提出了任務驅動式教學法并加以實施[9]。
綜上,眾多學者長期以來關注混合式教學模式改革研究,并取得了較多的研究成果。但是,關于巖土類專業(yè)課程混合式教學模式的研究成果還較少,相應的教學方法體系還不夠完善。
一、混合式教學在巖土類專業(yè)教學中的作用
在巖土類專業(yè)課程教學中,混合式教學模式的作用主要體現在以下四個方面:一是有利于模塊化、項目化、立體化、結構化、仿真化、視覺化教學資源建設,能有效解決傳統(tǒng)單一文本教學資源“進不去、看不見、摸不著、難理解”的問題;二是有利于學生開展自主化、個性化、泛在化學習,能有效滿足不同學生靈活化學習的需要;三是有利于對學生進行管理和考查,可實現教師對教學的數字化、精準化、及時化、高效化的反饋和管理,以及針對學生開展過程化、多元化和客觀化的學習考核評價;四是有利于提高課程教學的效率和質量,可以使教師能夠根據線上教學情況,更有針對性地進行線下深度課堂教學。
通過開展混合式教學,將課程教學與工程實際、學術研究創(chuàng)新結合起來,有助于實現優(yōu)勢最大化。把巖土類專業(yè)課程教學與工程設計、施工等聯系起來,將最新科研成果融入課堂和網絡資源教學中,有助于學生通過課程學習掌握理論原理、知識概念和計算方法。通過開展混合式教學,培養(yǎng)學生解決問題的思維,提高學生學習的積極性。
二、 教學改革思路及實施路線
(一)總體教改思路
1.建設信息化教學資源。依托團隊最新科研項目,遴選最新的、適宜的研究成果,進行歸類整理,將科研成果轉化為教學內容。建設地下工程虛擬仿真實驗系統(tǒng)、地下工程重大災害案例庫等一系列核心巖土類專業(yè)課程信息化教學資源,形成“信息促教”的專業(yè)課程教學資源信息化平臺和素材庫,拓寬學生巖土類專業(yè)學習渠道,提升學生的創(chuàng)新能力。
2.探索多元化教學新模式。依托巖土類專業(yè)課程在線教學資源,構建“講授+自學+研討”“課堂+課外”“線上資源+線下資源”相結合的教學模式,探索“課前預習—教學組織—課后總結與考核”的翻轉課堂教學新模式,優(yōu)化課程考核評價標準,不拘泥于某一種授課方法,引導學生進行自主學習,提高學生的專業(yè)課學習能力,強化師生間、學生間的互動,促進教學相長。
3.開展“信息促教”教學實踐。基于信息化教學模式,依托已構建的網絡教學資源與平臺,采用啟發(fā)式教學,針對巖土類專業(yè)存在的工程設計問題,對規(guī)范中涉及的設計理論進行深入分析,強化學生對知識的進一步理解和掌握,在實現學生知識內化、鞏固的同時,重點培養(yǎng)學生自學、探討、溝通及發(fā)現和解決問題的能力。
(二)實施方案
1.構建豐富的信息化在線教學資源,促進學生便利、共享式學習。研發(fā)、完善地下工程虛擬仿真實驗及工程案例庫系統(tǒng)。融入團隊最新科研理念和成果,研發(fā)并進一步完善地下工程虛擬仿真實驗系統(tǒng),自主建立并逐步完善地下工程重大災害案例庫。
2.構建多元化教學新模式,促使學生在學習中發(fā)揮主觀能動性、團結協作性、學習探索性。(1)線上預習+線下課堂研討(翻轉課堂)。依托已建設的網絡數字化教學資源和視頻在線課程平臺,探索工程案例式、翻轉課堂等教學方法,開發(fā)微助教教學輔助工具,形成“構建情境—提出問題—確定方向—獨立探索—研討啟發(fā)—交流共賞—評價提升”的課堂教學新模式。(2) 線上自主學習。針對信息類教學內容或其他不利于現場教學的情況,結合地下工程虛擬仿真實驗系統(tǒng)、在線課程等資源,引導學生開展自主探究學習,形成“線上自學—小組研討—模擬考試—循環(huán)鞏固—綜合評價”的教學新模式。(3) 線下課堂為主+課外線上為輔。針對傳統(tǒng)理論性、邏輯性較強的課程內容,以課堂教學為基礎,充分依托已建設的信息化在線教學資源,開發(fā)微助教課程管理系統(tǒng),形成“課堂講解—啟發(fā)教學—課外鞏固—效果提升”的教學新模式。
3.建立創(chuàng)新能力培養(yǎng)長效機制,提升巖土類專業(yè)學生創(chuàng)新實踐能力。依托導師科研項目和創(chuàng)新科技競賽等,構建各年級全覆蓋的科研小團隊,推行“人人做科研、個個有項目”的理念,同時制定導師工作職責制度和考核激勵機制,保障良好的“育苗”科研環(huán)境。在課程考核中,適當加大關于科研動態(tài)話題的試題比例;在實習環(huán)節(jié),積極鼓勵學生前往科研院所參觀學習,設置專門的實習答辯通道;在畢業(yè)設計環(huán)節(jié),鼓勵學生在導師的指導下自由選題,從各個環(huán)節(jié)進行跟蹤指導與培養(yǎng),全面提升學生的科研素養(yǎng)。
三、教學效果
(一)課堂教學應用效果
信息化在線教學資源和教學新模式已應用于中國礦業(yè)大學的礦山建設工程、隧道工程、巖石力學、交通規(guī)劃與道路勘測設計、地下工程災害與防護、橋梁工程等課程教學中,通過引入最新科研成果,依托信息化在線教學資源與平臺,以更為直觀形象的方式來講解理論性比較強的巖土類工程問題,改變以往傳統(tǒng)單一的課堂教學方法,使教學從傳統(tǒng)課堂單一途徑擴展到自學、翻轉課堂等多種方式,極大地提高了教學效率,受到廣大學生的一致好評。
(二)實踐教學應用效果
通過已建設的地下工程虛擬仿真實驗系統(tǒng)、地下工程重大災害案例庫、在線教學資源庫、微助教課堂管理平臺,實現了教學資源的網絡共享和學生自主學習的智能管理。信息化教學資源以實際工程案例為依托,以最新科研成果為特色,學生可隨時隨地開展線上學習,及時了解工程現場和行業(yè)最新科研動向。通過這些舉措,提高了巖土類專業(yè)學生的社會競爭力,使學生畢業(yè)后能夠很快地融入工作崗位。
(三)科研小團隊的建設應用效果
已在中國礦業(yè)大學土木工程地下工程、道橋工程專業(yè)中成立了科研小團隊,科研小團隊成員參與教師科研項目、申報各級創(chuàng)新訓練項目、參加課外自主科研活動的積極性較高。通過自主選擇科研課題、開展文獻檢索與討論、進行科學研究訓練,學生的思維能力和學習的自主性大大提高,在實際工程中運用知識的能力和科研素養(yǎng)也得到了提升。
(四)創(chuàng)新實踐能力提升效果
混合式教學模式已成功應用于中國礦業(yè)大學巖土類專業(yè)教學中,學生獲得了全國首屆地下空間創(chuàng)新大賽概念設計獎、江蘇省“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽等國家級和省級獎勵,成功申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目共50余項。同時,本教學改革成果也為中國礦業(yè)大學其他工科專業(yè)教學改革實踐起到重要借鑒作用,具有較高的推廣應用價值。
四、結語
第一,對于巖土類專業(yè)而言,理論和實踐的結合是核心基礎。通過混合式教學新模式,將線上信息化教學資源和線下實體教學資源相互融合,將課堂教學與工程實際、科研創(chuàng)新有機結合,實現教學過程科研化、工程和科研成果教學化,使三者相互促進,相益共長。基于產教研融合的理念,在線上線下教學資源中引入前沿科技成果,在社會產業(yè)與科技創(chuàng)新中融入專業(yè)課程內容,同時結合實際工程案例,使學生將知識融入生產和運用,從而加深對知識點概念、原理以及應用場景的理解。這種混合式教學模式既可以使原本晦澀抽象的專業(yè)知識變得通俗易懂、形象生動,加深學生對教學內容的理解和掌握,也有助于鍛煉學生的思維能力、提高學習能力。
第二,混合式教學與信息化在線教學相結合的教學模式,在中國礦業(yè)大學礦山建設工程、隧道工程、巖石力學、交通規(guī)劃與道路勘測設計、地下工程災害與防護、橋梁工程等重要的專業(yè)核心課程中得到了充分應用,并發(fā)揮了很好的作用。依托信息化在線教學資源與平臺,在教學中引入前沿科技成果和實際工程案例,將抽象的巖土類工程問題變得具體可視。大力改革創(chuàng)新教學方式,以自學、翻轉課堂等方式取代傳統(tǒng)的教學模式,極大地提高了學生的學習興趣,提高了教學效率。
第三,創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)是高校巖土類專業(yè)教育的重點,在教學模式上實現改革創(chuàng)新尤為重要。在混合式教學新模式中加入信息化在線教學資源,能有效培養(yǎng)巖土類專業(yè)學生的創(chuàng)新實踐能力。在后續(xù)巖土類專業(yè)學生培養(yǎng)中,要進一步豐富信息化在線教學資源,增加工程案例;進一步完善和改進混合式教學新模式,促進學生主動學習、探索學習、合作學習;構建學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)體系,確保創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式的長效性。
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[責任編輯:蘇祎穎]