智慧樹混合式教學(xué)在井巷設(shè)計(jì)與施工課堂中的應(yīng)用★

林井祥 劉慧瑩 張繼忠

(黑龍江科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150022)

我國政府相關(guān)部門出臺了一系列“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的文件，如《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020)》中明確指出，要強(qiáng)化將信息技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)的觀念，教師要努力提高信息技術(shù)的應(yīng)用水平，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法從而提高教學(xué)效果，還要鼓勵(lì)學(xué)生充分利用信息技術(shù)手段自覺主動(dòng)的進(jìn)行學(xué)習(xí)[1]；如教育部《2015年教育信息化工作要點(diǎn)》中指出：“堅(jiān)持促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的核心理念”等；如教育部《教育現(xiàn)代化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中明確指出，努力構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+教育”條件下的人才培養(yǎng)模式等[2]?；旌鲜浇虒W(xué)正是一種典型的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的一種新模式，它就是綜合傳統(tǒng)課堂線下教學(xué)和數(shù)字化或網(wǎng)絡(luò)化線上教學(xué)的優(yōu)勢，體現(xiàn)教師為主導(dǎo)、學(xué)生為中心的教學(xué)理念，極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性，進(jìn)而獲得最優(yōu)化教學(xué)效果的教學(xué)策略[3]。

黑龍江科技大學(xué)是黑龍江、吉林乃至內(nèi)蒙地區(qū)唯一一所以礦業(yè)為特色的高校，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)和我國煤炭工業(yè)的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)，被譽(yù)為“煤炭工業(yè)的脊梁”。礦業(yè)工程概論課程正是學(xué)校立足“大礦業(yè)”發(fā)展戰(zhàn)略的代表性課程，同時(shí)也是我校選課學(xué)生最多、開課歷史最悠久的非采礦專業(yè)學(xué)生的專業(yè)選修課程。近年來礦業(yè)工程概論課程課題教學(xué)中遇到了許多問題，如書本知識空洞、互動(dòng)性不足、教學(xué)手段單一、學(xué)習(xí)興趣低等問題，因此有必要對礦業(yè)工程概論課程教學(xué)模式進(jìn)行改革。本研究選擇課程主要知識單元井巷設(shè)計(jì)與施工，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的教育理念，就線下教學(xué)模式遇到的問題進(jìn)行深入分析，依托智慧樹網(wǎng)絡(luò)平臺，構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)模式。

1 課程及主要知識單元教學(xué)現(xiàn)狀

礦業(yè)工程概論課程是礦業(yè)類高校面向非采礦工程專業(yè)本科生開設(shè)的專業(yè)方向選修課，主要面向測繪工程、安全工程、資源勘查工程、地質(zhì)工程、礦物加工工程等專業(yè)開設(shè)，本課程既具有理論性，又具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的重要課程。課程教學(xué)內(nèi)容涵蓋采礦工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的煤礦開采學(xué)、礦山地質(zhì)學(xué)、井巷設(shè)計(jì)與施工、礦山壓力及其控制、礦井通風(fēng)與安全等多門核心課程教學(xué)內(nèi)容。礦業(yè)工程概論課程學(xué)時(shí)僅為32學(xué)時(shí)，課堂講授30學(xué)時(shí)，模型實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)。其中主要知識單元井巷設(shè)計(jì)與施工學(xué)時(shí)為6學(xué)時(shí)，主要知識點(diǎn)為巖石性質(zhì)與工程分級、巷道斷面設(shè)計(jì)、巷道掘進(jìn)、立井開鑿與延深。在傳統(tǒng)的課堂講授過程中，該知識單元教學(xué)主要存在以下問題：一是書本知識空洞、互動(dòng)性不足；由于課時(shí)少，且需講授內(nèi)容多，在講課過程中，課程授課老師只能遵循教材和教學(xué)大綱，“就重避輕”講解重要的核心知識點(diǎn)，對于非采礦專業(yè)學(xué)生來說，這種“填鴨式”授課模式，學(xué)習(xí)難度大大增加，學(xué)生反映書本知識空洞，課堂氛圍不活躍，導(dǎo)致教學(xué)中師生的互動(dòng)性不足。二是教學(xué)手段單一、學(xué)習(xí)興趣低；當(dāng)下大多數(shù)教師采用“板書+多媒體”手段授課，板書教學(xué)中，往往教師講的很投入，而學(xué)生卻做與學(xué)習(xí)無關(guān)的事情，多媒體教學(xué)中，教師多側(cè)重課件的動(dòng)畫效果和絢麗性，忽略了課件內(nèi)容的聯(lián)系性和邏輯性，教學(xué)手段單一，學(xué)生難以抓住關(guān)鍵點(diǎn)，師生之間缺乏活動(dòng)性，造成學(xué)習(xí)興趣低[4-6]。

2 混合式教學(xué)模式及智慧樹平臺

2.1 混合式教學(xué)模式

混合式教學(xué)最早出現(xiàn)在美國的企業(yè)培訓(xùn)中，后來被借鑒引進(jìn)到教育領(lǐng)域，2003年引入到國內(nèi)。它是指將傳統(tǒng)的面對面教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有機(jī)地融合起來，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)最優(yōu)化的一種教學(xué)模式。混合式教學(xué)體現(xiàn)了“以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教育理念。即教師在其中體現(xiàn)的是引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用。學(xué)生則體現(xiàn)的是學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性。現(xiàn)在常見的混合式教學(xué)模式有三種：分別是技能驅(qū)動(dòng)模式——是學(xué)生自己制定計(jì)劃進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和教師提供的在線指導(dǎo)相結(jié)合；態(tài)度驅(qū)動(dòng)模式——是傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)和線上的合作學(xué)習(xí)的混合；Barnum和Paarmann模式——是將學(xué)習(xí)資料上傳到網(wǎng)上，學(xué)生根據(jù)自身的需求及時(shí)地到網(wǎng)上自學(xué)相關(guān)內(nèi)容，遇到問題可以及時(shí)聯(lián)系相關(guān)教學(xué)者解答疑惑，盡管網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)起到了非常積極的作用，但是人與人之間彼此的交流也很重要，有助于自身獲得知識，構(gòu)建自己的體系并在網(wǎng)上與他人分享[7,8]。Barnum和Paarmann模式恰好與本文研究的模式比較契合?；谥腔蹣涞幕旌鲜浇虒W(xué)就是Barnum和Paarmann模式，課前教師將學(xué)習(xí)資源上傳到智慧樹平臺供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，課堂上學(xué)生分組討論，進(jìn)行任務(wù)探究，課后教師推送任務(wù)單，學(xué)生完成課后作業(yè)。師生課上、課下都可以在智慧樹上進(jìn)行問題的討論交流。

2.2 智慧樹網(wǎng)平臺

智慧樹網(wǎng)平臺(以下簡稱智慧樹)隸屬于上海卓越睿新數(shù)碼科技有限公司，是全球大型的學(xué)分課程運(yùn)營服務(wù)平臺，擁有優(yōu)質(zhì)的課程、穩(wěn)定的平臺、直播/互動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)、豐富的經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)的服務(wù)。自2013年首次在全國開展共享課程運(yùn)行以來，已成功為3 000多所高校近6 000萬人次的學(xué)生提供了學(xué)分課程跨校修讀服務(wù)。截至目前，平臺已審核發(fā)布共3 223門優(yōu)質(zhì)共享課程，其中專業(yè)課程1 973門。老師可以選擇合適本專業(yè)類共享課程，在線直接組織學(xué)生按時(shí)開學(xué)上線學(xué)習(xí)，通過平臺實(shí)時(shí)了解學(xué)習(xí)進(jìn)度，進(jìn)行在線督促和答疑指導(dǎo)，以及在線布置作業(yè)、組織學(xué)生在問答區(qū)在線互動(dòng)討論等?；蛘哌x擇直播教學(xué)功能搭載于智慧樹在線大學(xué)平臺中的翻轉(zhuǎn)教學(xué)空間模塊，翻轉(zhuǎn)教學(xué)空間是專為校內(nèi)教學(xué)設(shè)計(jì)，旨在輔助老師完成各類校內(nèi)教學(xué)活動(dòng)。該模塊功能涵蓋“教、學(xué)、管、評、考”的教學(xué)全流程，支持混合式課程、翻轉(zhuǎn)課堂、小組教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)、任務(wù)式教學(xué)等多種教學(xué)場景，同時(shí)支持各類課堂工具用于線下課堂場景，線上教學(xué)和線下教學(xué)過程全記錄，真正將線上課堂和線下課堂融為一體[9]。

3 基于智慧樹的混合式教學(xué)在井巷設(shè)計(jì)與施工知識單元中的實(shí)踐

為解決該知識單元書本知識空洞、互動(dòng)性不足、教學(xué)手段單一、學(xué)習(xí)興趣低等問題，提高教學(xué)質(zhì)量及效果，因此依托智慧樹平臺，采用線上線下混合式教學(xué)模式可解決上述問題。下面分別從線上教學(xué)環(huán)節(jié)和線下教學(xué)環(huán)節(jié)來闡述在教學(xué)實(shí)施過程中如何使用智慧樹平臺延伸傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)線上、線下教學(xué)的深度融合。

3.1 線上教學(xué)環(huán)節(jié)

井巷設(shè)計(jì)與施工知識單元線上教學(xué)環(huán)節(jié)借助智慧樹平臺，采用“選用課程+直播+過程管理”的授課方法。選用課程：采用太原理工大學(xué)弓培林教授等13位教師建立的礦業(yè)工程概論課程，該課程學(xué)時(shí)為28學(xué)時(shí)，以煤炭資源開發(fā)利用為主，較為系統(tǒng)地講授地質(zhì)、礦圖、開拓布置、采礦工藝、通風(fēng)與安全、新型采礦方法、選礦技術(shù)等基本知識。其中井巷設(shè)計(jì)與施工教學(xué)內(nèi)容基本覆蓋了我校該課程該知識單元教學(xué)大綱的主要知識點(diǎn)。直播：選擇智慧樹的翻轉(zhuǎn)課堂見面課進(jìn)行直播，直播過程中主要進(jìn)行互動(dòng)答疑與重點(diǎn)知識點(diǎn)的講解，并通過提問、作業(yè)、研討檢驗(yàn)學(xué)生選用課程學(xué)習(xí)效果。過程管理：課前、課中、課后的過程管理，課前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，上傳相關(guān)學(xué)習(xí)資料，布置相關(guān)的選用課程視頻學(xué)習(xí)、資料學(xué)習(xí)、測試等內(nèi)容，直播課堂中采用簽到、回答問題、頭腦風(fēng)暴、互動(dòng)交流等方式考查學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，課后通過檢查學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度、批閱階段測試和作業(yè)，及時(shí)在微信班級群中通報(bào)學(xué)習(xí)效果。

3.2 線下教學(xué)環(huán)節(jié)

礦業(yè)工程概論課程線下教學(xué)環(huán)節(jié)包括課前、課中、課后三個(gè)實(shí)施環(huán)節(jié)。課前實(shí)施環(huán)節(jié)主要是進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要為學(xué)生線上學(xué)習(xí)反饋難理解的內(nèi)容和井巷設(shè)計(jì)與施工教學(xué)內(nèi)容的整合與拓展，通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的一些難理解的內(nèi)容，反饋途徑是課程微信群或者翻轉(zhuǎn)課中的問答討論模塊，井巷設(shè)計(jì)與施工教學(xué)內(nèi)容的整合與拓展的設(shè)計(jì)主要是教學(xué)方法的設(shè)計(jì)，豐富學(xué)習(xí)資源和授課內(nèi)容，拓展課本知識和實(shí)踐環(huán)節(jié)。課中實(shí)施環(huán)節(jié)主要是課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，根據(jù)課前教學(xué)設(shè)計(jì)，引出每次課教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，采用案例式為主，討論式、提問式、模型演示、現(xiàn)場錄像和現(xiàn)場專家授課等綜合性教學(xué)方法。課堂教學(xué)主要以案例式教學(xué)為主，案例式教學(xué)主要選擇重要知識點(diǎn)的典型性案例，如巷道支護(hù)形式的選擇，可以選擇現(xiàn)場典型的礦井，針對它們不同地質(zhì)條件、巷道用途、井巷施工工藝，逐一去啟發(fā)學(xué)生該巷道選擇哪種支護(hù)形式，并討論這種形式的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件，調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加深重點(diǎn)內(nèi)容的理解和掌握。實(shí)踐教學(xué)主要是模型教學(xué)和礦業(yè)館參觀，增加實(shí)踐教學(xué)課時(shí)，通過利用各種模型演示，使學(xué)生建立空間立體感，如現(xiàn)代化礦井模型演示，通過聲光電等科技手段，模擬現(xiàn)代化礦井井上、井下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，將礦井各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)和各種采掘工藝過程運(yùn)行演示，有利于加深線上學(xué)習(xí)知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，進(jìn)而增強(qiáng)知識學(xué)習(xí)的積極性。課后實(shí)施環(huán)節(jié)主要是內(nèi)容教學(xué)總結(jié)和發(fā)布調(diào)查問卷，通過學(xué)生課堂和模型實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)情況和效果進(jìn)行過程性總結(jié)，并總結(jié)內(nèi)容及時(shí)反饋給學(xué)生，同時(shí)總結(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)方法的合理性，為后續(xù)教學(xué)提供參考。調(diào)查問卷主要是了解學(xué)生對于線上線下混合式教學(xué)方式的滿意度和認(rèn)可度，了解學(xué)生自主學(xué)習(xí)和整體學(xué)習(xí)效果，以便在后續(xù)教學(xué)中采取相應(yīng)的教學(xué)措施。

3.3 教學(xué)效果

為了確定基于智慧樹的混合式教學(xué)在井巷設(shè)計(jì)與施工知識單元教學(xué)中應(yīng)用效果，通過在我校2018級資源勘查工程專業(yè)2個(gè)班級開展這種教學(xué)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和學(xué)習(xí)效果要優(yōu)于往年該課程的學(xué)生，主要體現(xiàn)在課堂上回答問題的積極性、與教師交流互動(dòng)的主動(dòng)性和期末測試成績平均分提高5分以上。結(jié)課后在班級中開展了線下調(diào)查問卷，問卷主要涉及教學(xué)模式的滿意度、線上學(xué)習(xí)資源條件、學(xué)習(xí)過程影響因素和線下學(xué)習(xí)硬件條件等多個(gè)問題。問卷發(fā)放給2個(gè)班級53位同學(xué)，回收率和有效率為100%。其中有51位同學(xué)認(rèn)為線上線下混合式教學(xué)模式優(yōu)于傳統(tǒng)課堂教學(xué)，占總?cè)藬?shù)的96.2%；有46位同學(xué)認(rèn)為智慧樹平臺中的學(xué)習(xí)資源對他們學(xué)習(xí)本單元有較大的幫助，占總?cè)藬?shù)的86.8%；有41位同學(xué)認(rèn)為自己能很好的適應(yīng)本單元的教學(xué)模式，占總?cè)藬?shù)的77.4%。從調(diào)查問卷結(jié)果中可看出，學(xué)生在主觀評價(jià)上都對混合式教學(xué)模式給予了正面的評價(jià)，認(rèn)為該教學(xué)模式能提高他們的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

4 結(jié)語

實(shí)踐證明，通過該教學(xué)模式的實(shí)施，改變了該知識單元的教學(xué)現(xiàn)狀，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間和空間，改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高了學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，促進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)支持下的課堂教學(xué)改革和創(chuàng)新，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)培養(yǎng)，切實(shí)提高井巷設(shè)計(jì)與施工的教學(xué)質(zhì)量，可為礦業(yè)類高校其他專業(yè)課程的混合式教學(xué)提供一定的參考。