基于輔助教學(xué)模式的地質(zhì)工程專業(yè)地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

黃曉虎 郭 飛 左清軍 張 鵬 鄧茂林

三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖北 宜昌 443002

2019 年底爆發(fā)的新冠肺炎疫情極大地沖擊了傳統(tǒng)的“教師講授為主”的線下課堂教學(xué)模式。在“停課不停學(xué)”的號召下，依托新時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)豐富的媒介拓展教學(xué)資源，教育界形成了一場聲勢浩大的課程在線教學(xué)運(yùn)動(dòng)。線上課程教學(xué)的開展，不僅拓寬了教師的視野，更為大學(xué)教育改革提供了強(qiáng)大的推動(dòng)力。但線上課程教學(xué)存在課程監(jiān)管難度大、缺乏課堂情景互動(dòng)等問題，特別是對于地質(zhì)工程專業(yè)地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)這類實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，只依靠線上課程教學(xué)難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。課程組針對三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院地質(zhì)工程系地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)中出現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)了一套以“安全管理APP、線上課程、技能競賽、中期答辯、結(jié)課報(bào)告”為一體的輔助教學(xué)模式，探討輔助教學(xué)模式如何與傳統(tǒng)課堂深度融合，以達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。

一、地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)簡介與實(shí)習(xí)內(nèi)容

地質(zhì)工程專業(yè)的特點(diǎn)是直面工程建設(shè)。這就要求在本科教育教學(xué)方面注重實(shí)踐性，使培養(yǎng)的學(xué)生在本科畢業(yè)后具備必要的理論基礎(chǔ)知識和初步的專業(yè)技能及實(shí)際工作能力，地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)不可或缺的一環(huán)。

在完成構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、礦物巖石學(xué)、地貌與第四紀(jì)地質(zhì)三門主干專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上，學(xué)生于大二暑假開展地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)。實(shí)習(xí)過程可分為三個(gè)階段：第一階段，巖石與構(gòu)造；第二階段，實(shí)測剖面；第三階段，地質(zhì)填圖。課程目標(biāo)：掌握地質(zhì)調(diào)查的基本工作程序和野簿記錄格式，熟悉三大類巖石的巖性、典型地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象、地質(zhì)剖面圖、隨手剖面的繪制方法；掌握實(shí)測地層剖面和圖件規(guī)范整理繪制、野外獨(dú)立地質(zhì)填圖和圖件規(guī)范整理繪制的工作方法。

教學(xué)方式以路線教學(xué)為主，在巖石與構(gòu)造、實(shí)測剖面、地質(zhì)填圖等階段分別設(shè)計(jì)野外教學(xué)主路線3 條、2條、1條。每條主路線包括分路線若干條，每條分路線包含若干地質(zhì)點(diǎn)。典型地質(zhì)點(diǎn)是經(jīng)過強(qiáng)烈地質(zhì)改造的“孤立體”，這些“孤立體”有機(jī)整合起來形成一條完整的路線。路線單程在2小時(shí)內(nèi)，野外教學(xué)時(shí)間為4～5個(gè)小時(shí)。針對各個(gè)地質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行授課，過程為“教師現(xiàn)場指出地質(zhì)現(xiàn)象并初步講解→學(xué)生觀察→教師深入講解并拓展”。實(shí)習(xí)總時(shí)間為20 個(gè)工作日，其中巖石與構(gòu)造10 個(gè)工作日、實(shí)測剖面4個(gè)工作日、地質(zhì)填圖6個(gè)工作日。

二、地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)的現(xiàn)狀、存在的問題以及引入輔助教學(xué)模式的需求

（一）現(xiàn)狀及存在的問題

三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院地質(zhì)工程系的主要實(shí)習(xí)路線位于S334 國道（秭歸至巴東段）上，道路安全區(qū)域小，車流量大，見圖1。同時(shí)，實(shí)習(xí)路線上各教學(xué)點(diǎn)的場地較為狹窄，極易出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象，見圖2。在實(shí)習(xí)過程中，教師除了承擔(dān)授課任務(wù)還需負(fù)責(zé)安全管理，這樣的實(shí)習(xí)不僅存在一定的安全隱患，而且會(huì)分散教師的精力，降低授課質(zhì)量。2014 年，教學(xué)團(tuán)隊(duì)開始引入中期答辯，針對第一階段涉及的巖石與構(gòu)造的內(nèi)容，以實(shí)習(xí)小組為單位進(jìn)行歸納總結(jié)，然后以PPT 的形式進(jìn)行匯報(bào)，指導(dǎo)教師根據(jù)匯報(bào)情況打分，并進(jìn)行排名。與此同時(shí)，指導(dǎo)教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生會(huì)有意地在地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)中提出新思路，但部分學(xué)生也表現(xiàn)出團(tuán)隊(duì)感不強(qiáng)、學(xué)習(xí)能力弱、好敷衍等。

（二）引入輔助教學(xué)模式的需求

學(xué)生是教學(xué)的主體，如何盡可能地培養(yǎng)學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)能力，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生勇于擔(dān)當(dāng)、勇于探索的精神，并滿足不同個(gè)體、不同層次的差異化培養(yǎng)需求，是引入輔助教學(xué)模式進(jìn)而全方位育人的首要目的。

我國全力推進(jìn)工程教育專業(yè)認(rèn)證，這是提高我國工程教育質(zhì)量的重要舉措，其核心理念為“以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)”。引入集“安全管理APP、線上課程、技能競賽、中期答辯、結(jié)課報(bào)告”等為一體的輔助教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)的是以學(xué)生為中心的自主探索式學(xué)習(xí)，這與工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念不謀而合、高度一致。其畢業(yè)要求里面的“工程知識、問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、研究、工具、工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理、終生學(xué)習(xí)”等能力的培養(yǎng)，或多或少都能在地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)。在輔助教學(xué)模式實(shí)施過程中，可以通過安全管理APP 加強(qiáng)實(shí)習(xí)過程中的安全監(jiān)管；通過線上課程進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、專題討論、課后反饋等；通過技能競賽和結(jié)課報(bào)告以個(gè)人形式總結(jié)實(shí)習(xí)成果；通過中期答辯以課程小組形式自主開展專題研討。以上過程的實(shí)施，能顯著提高學(xué)生個(gè)體的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力、領(lǐng)導(dǎo)能力。

三、引入輔助教學(xué)模式的地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)思路

根據(jù)安全管理、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師教學(xué)等各方面的需求，通過引入集“安全管理APP、線上課程、技能競賽、中期答辯、結(jié)課報(bào)告”等為一體的輔助教學(xué)模式，讓學(xué)生改被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。其目的是優(yōu)化地質(zhì)教學(xué)實(shí)習(xí)中的“野外現(xiàn)場教學(xué)”和“野外現(xiàn)場學(xué)習(xí)”，將線上豐富的教學(xué)資源融合到地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)的全過程中，進(jìn)而達(dá)到教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的有機(jī)統(tǒng)一，并深度挖掘?qū)W生的自主學(xué)習(xí)能力，實(shí)現(xiàn)“學(xué)為主體”與“教為主導(dǎo)”有機(jī)結(jié)合，將“野外現(xiàn)場學(xué)習(xí)”與課下學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，為課程教學(xué)全過程提供一個(gè)立體的、多維的教學(xué)環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)課程“創(chuàng)新型人才”的培養(yǎng)目標(biāo)。

（二）設(shè)計(jì)原則

“教師引導(dǎo)”的原則?；谳o助教學(xué)模式設(shè)計(jì)的技能競賽、中期答辯、結(jié)課報(bào)告，教師在競賽內(nèi)容、競賽形式、過程監(jiān)督、考核評價(jià)等各個(gè)方面都起著“主導(dǎo)”作用。教師在個(gè)體競賽、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方面，是組織者和引導(dǎo)者，同時(shí)也是考核評價(jià)的裁判員。

“能力培養(yǎng)”的原則。地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)的單日教學(xué)任務(wù)繁重，以認(rèn)識花崗巖的某條實(shí)習(xí)路線為例，共有“小灘頭巖體、青魚背巖體、三斗坪巖體、東岳廟巖體、堰灣巖體”等5 個(gè)教學(xué)點(diǎn)，路線總長5 千米，每個(gè)教學(xué)點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)40 分鐘，累計(jì)約2.5 小時(shí)。其中教師現(xiàn)場授課約20 分鐘，學(xué)生觀察巖體、記錄、取標(biāo)本、拍照、討論約20分鐘。時(shí)間緊、任務(wù)重，教師和學(xué)生極易疲乏，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性得不到充分發(fā)揮，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過引入輔助教學(xué)，特別是線上課程，在現(xiàn)場教學(xué)開始的前一周，學(xué)生就可以通過線上資源進(jìn)行預(yù)習(xí)，同時(shí)當(dāng)天現(xiàn)場教學(xué)結(jié)束后，學(xué)生還可以回看復(fù)習(xí)，這就構(gòu)建出了實(shí)習(xí)課前預(yù)習(xí)、實(shí)習(xí)課中教學(xué)、實(shí)習(xí)課后復(fù)習(xí)一體化的教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)方法明顯改進(jìn)，學(xué)生的實(shí)踐能力、應(yīng)用能力顯著提高。

“因材施教”的原則。地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)雖然實(shí)踐性較強(qiáng)，其授課方式也沒脫離傳統(tǒng)課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法；同時(shí)，地質(zhì)實(shí)習(xí)是以課程小組的形式進(jìn)行，常常會(huì)忽視對學(xué)生的個(gè)體差異，無法滿足不同個(gè)體差異化培養(yǎng)需求。因此，可以引入技能競賽、結(jié)課報(bào)告（巖石標(biāo)本識別、地質(zhì)現(xiàn)象描述），讓學(xué)生以個(gè)體形式歸納總結(jié)；同時(shí)引入中期答辯，以課程小組的形式，明確分工，讓大家共同完成。這就為個(gè)性化培養(yǎng)創(chuàng)造了條件。

“多元化評價(jià)”的原則。教學(xué)評價(jià)是獲取課程效果、持續(xù)改進(jìn)的有效手段，更是教師調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與方法、改進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的重要依據(jù)。引入輔助教學(xué)模式的目的之一，就是使學(xué)生評價(jià)的方式多元化，堅(jiān)持教師評價(jià)與學(xué)生評價(jià)相結(jié)合、個(gè)體評價(jià)與團(tuán)隊(duì)評價(jià)相結(jié)合、效果評價(jià)與過程評價(jià)相結(jié)合、定性評價(jià)與定量評價(jià)相結(jié)合。

“全過程設(shè)計(jì)”的原則。實(shí)習(xí)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)全過程育人的主要課程。在實(shí)習(xí)準(zhǔn)備階段、實(shí)習(xí)開展階段、實(shí)習(xí)結(jié)束階段均要求學(xué)生以個(gè)體、團(tuán)隊(duì)形式參與，其正常教學(xué)和輔助教學(xué)均應(yīng)進(jìn)行課程與模式設(shè)計(jì)。

（三）系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.單日實(shí)習(xí)課程設(shè)計(jì)

單日實(shí)習(xí)課程設(shè)計(jì)是指從某天實(shí)習(xí)開始前至下次實(shí)習(xí)前的一個(gè)完整課堂教學(xué)周期，分為實(shí)習(xí)課前、實(shí)習(xí)課中和實(shí)習(xí)課后三個(gè)階段。

（1）實(shí)習(xí)課前階段。實(shí)習(xí)課前階段要做好課前導(dǎo)學(xué)安排，明確課堂教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，并通過線上平臺預(yù)留一定的問題，以啟發(fā)學(xué)生的探究欲望、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，達(dá)到有效導(dǎo)學(xué)的目的。教師需在單日實(shí)習(xí)開始前，查看學(xué)生的回答情況，并對單日的實(shí)習(xí)計(jì)劃進(jìn)行針對性調(diào)整。

（2）實(shí)習(xí)課中階段。到達(dá)每個(gè)實(shí)習(xí)點(diǎn)，開始進(jìn)入授課時(shí)間后，教師要求學(xué)生在安全管理APP 簽到，在查看到場情況后開始授課。教師在對地質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行描述的同時(shí)進(jìn)行課堂提問，針對實(shí)習(xí)點(diǎn)的內(nèi)容采用討論式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)進(jìn)行有的放矢的講解，鞏固實(shí)習(xí)課前導(dǎo)學(xué)內(nèi)容。講解完成后，指導(dǎo)學(xué)生正確地繪制地質(zhì)素描圖，讓學(xué)生掌握相應(yīng)的基本技能。這種設(shè)問—啟發(fā)—引導(dǎo)的方式能鍛煉學(xué)生獨(dú)立觀察的思考能力，為后續(xù)課程的教學(xué)打下基礎(chǔ)，形成一個(gè)系統(tǒng)化的教學(xué)流程。

（3）實(shí)習(xí)課后階段。學(xué)生通過線上課程平臺和QQ群發(fā)布實(shí)習(xí)信息，并進(jìn)行分享和交流，共同完成內(nèi)業(yè)資料整理。有知識拓展需求的學(xué)生，可以在教師個(gè)性化指導(dǎo)下拓展知識范圍，并設(shè)計(jì)部分實(shí)驗(yàn)和拓展案例，進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，這能激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，以滿足不同層次學(xué)生個(gè)性化培養(yǎng)的需求，達(dá)到因材施教的目的。同時(shí)，教師根據(jù)內(nèi)業(yè)資料的批改情況，分析存在的問題并進(jìn)行反思和改進(jìn)，及時(shí)調(diào)整授課方式，以進(jìn)一步優(yōu)化地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.實(shí)習(xí)過程設(shè)計(jì)

實(shí)習(xí)過程主要包括實(shí)習(xí)準(zhǔn)備階段、實(shí)習(xí)開展階段、實(shí)習(xí)結(jié)束階段，應(yīng)根據(jù)不同階段的任務(wù)和目的進(jìn)行不同的模塊化設(shè)計(jì)。

（1）實(shí)習(xí)準(zhǔn)備階段。該階段為實(shí)習(xí)計(jì)劃下達(dá)后到實(shí)習(xí)正式開展之前的階段。教師根據(jù)團(tuán)隊(duì)配置情況，結(jié)合教學(xué)任務(wù)與要求，布置實(shí)習(xí)任務(wù)。首先，在實(shí)習(xí)開始的前7天，開展實(shí)習(xí)動(dòng)員，向?qū)W生闡明實(shí)習(xí)背景、實(shí)習(xí)地點(diǎn)、實(shí)習(xí)內(nèi)容、實(shí)習(xí)安排及安全管理，指導(dǎo)學(xué)生下載安全管理APP，并指導(dǎo)學(xué)生使用。其次，教師根據(jù)課程內(nèi)容進(jìn)行前期踏勘，根據(jù)可能缺失或受破壞的現(xiàn)場教學(xué)點(diǎn)及時(shí)調(diào)整實(shí)習(xí)計(jì)劃。再次，將收集的線上課程、視頻、圖片、微課等內(nèi)容，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)置合理的預(yù)習(xí)計(jì)劃，并通過QQ 群發(fā)布。最后，根據(jù)實(shí)際情況對學(xué)生進(jìn)行分組，需避免小組中女生過多。

（2）實(shí)習(xí)開展階段。地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)的內(nèi)容主要包括三大部分：巖石與構(gòu)造、實(shí)測剖面、地質(zhì)填圖，這個(gè)階段是輔助教學(xué)模式引入的核心。安全管理APP 和線上課程的運(yùn)用貫穿整個(gè)實(shí)習(xí)的20天，技能競賽和中期答辯安排在“巖石與構(gòu)造”之后，結(jié)課報(bào)告為整個(gè)實(shí)習(xí)的匯總，安排在最后，設(shè)計(jì)的過程如下。

安全管理APP 主要是實(shí)現(xiàn)課前簽到、課中點(diǎn)名、安全距離預(yù)警等功能。

MOOC 課堂形式的線上課程主要包括教學(xué)輔助功能和課程體系兩部分，教學(xué)輔助功能可以課前預(yù)習(xí)、課后輔導(dǎo)、互動(dòng)討論、布置作業(yè)、開展考試，課程體系涵蓋地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)路線上的巖石、構(gòu)造、地質(zhì)災(zāi)害、防護(hù)工程等內(nèi)容，有一定的拓展，并具備更新能力?，F(xiàn)場實(shí)習(xí)的前一天下午教師會(huì)通過QQ 群發(fā)布第二天的實(shí)習(xí)任務(wù)，并安排對應(yīng)的線上預(yù)習(xí)任務(wù)，查看學(xué)生自主學(xué)習(xí)進(jìn)度（如觀看視頻的時(shí)間、時(shí)長，討論題發(fā)帖數(shù)）和學(xué)習(xí)效果（闖關(guān)練習(xí)、單元測驗(yàn)成績），提醒學(xué)生按時(shí)完成，并計(jì)入平時(shí)成績考核。

技能競賽。對收集到的各類巖石標(biāo)本，由帶隊(duì)教師進(jìn)行篩查，建立標(biāo)本庫，在“巖石與構(gòu)造”現(xiàn)場教學(xué)結(jié)束后，以個(gè)人為單位，考核學(xué)生的標(biāo)本采集、識別、描述、命名等能力，以及對構(gòu)造的畫素描圖能力。同時(shí)，指導(dǎo)教師進(jìn)行打分，并計(jì)入學(xué)生實(shí)習(xí)總成績。

中期答辯。“巖石與構(gòu)造”現(xiàn)場教學(xué)結(jié)束后，以小組為單位，結(jié)合網(wǎng)上教學(xué)資源對10天的現(xiàn)場教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入討論，達(dá)成共識后協(xié)同制作專題匯報(bào)PPT。同時(shí)，指導(dǎo)教師進(jìn)行打分，并計(jì)入學(xué)生實(shí)習(xí)總成績。

結(jié)課報(bào)告?！皫r石與構(gòu)造、實(shí)測剖面、地質(zhì)填圖”現(xiàn)場教學(xué)結(jié)束后，學(xué)生以個(gè)體為單位，結(jié)合技能競賽、中期答辯對20天的實(shí)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)，形成整體報(bào)告。同時(shí)，指導(dǎo)教師進(jìn)行打分，并計(jì)入學(xué)生實(shí)習(xí)總成績。

（3）實(shí)習(xí)結(jié)束階段。教師通過QQ 群發(fā)布對實(shí)習(xí)全過程的綜合評價(jià)，并進(jìn)行在線問卷調(diào)査，對課程教學(xué)過程和效果進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，同時(shí)根據(jù)實(shí)習(xí)效果進(jìn)行對比分析，對后續(xù)實(shí)習(xí)計(jì)劃進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到持續(xù)改進(jìn)課程教學(xué)質(zhì)量的目的。

四、結(jié)語

文章從優(yōu)化地質(zhì)工程專業(yè)地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)的角度出發(fā)，結(jié)合地質(zhì)教學(xué)實(shí)習(xí)在線上開展的經(jīng)驗(yàn)以及地質(zhì)教學(xué)實(shí)習(xí)實(shí)施過程中存在的問題，以“全方位育人”為指導(dǎo)，以教師引導(dǎo)、能力培養(yǎng)、因材施教、多元化評價(jià)、全過程設(shè)計(jì)為原則，以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力為目的，引入輔助教學(xué)模式。該模式突破了傳統(tǒng)的以“教師講授”為主的線下課堂教學(xué)模式，將安全管理、線上課程、個(gè)體培養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等進(jìn)行有機(jī)融合，構(gòu)成了一套立體的、多維的教學(xué)環(huán)境，為深化地質(zhì)教學(xué)實(shí)習(xí)教學(xué)改革提供了新的突破方向。