新工科背景下油層物理線上線下混合式教學(xué)模式探究

莫 非，黃小亮，游君昱，董明達(dá)，田 杰

（1.重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院 重慶 401331；2.重慶科技學(xué)院非常規(guī)油氣開發(fā)研究院 重慶 401331）

隨著新興產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)工科的教育理念難以滿足我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需求[1]。2017年，教育部推出了“新工科”建設(shè)計(jì)劃[2]，提出新工科的教學(xué)目標(biāo)要與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相匹配。石油行業(yè)是關(guān)系我國能源安全的重要產(chǎn)業(yè)，油層物理是石油工程和海洋油氣工程等專業(yè)的核心課程。由于油層物理的理論深奧、知識點(diǎn)多、實(shí)驗(yàn)多、與油田現(xiàn)場結(jié)合緊密[3-5]，學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的同時，難以兼顧工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的提升，難以達(dá)到新工科建設(shè)的要求[6]。

線上線下混合式教學(xué)是把傳統(tǒng)課堂的教學(xué)優(yōu)勢和線上教學(xué)的優(yōu)勢相結(jié)合的一種新型教學(xué)模式[7-8]。它最大限度地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，增強(qiáng)了師生間教與學(xué)的互動[9-10]，已成為一種日益重要的教學(xué)模式[11-12]。在“新工科”建設(shè)背景下，如何發(fā)揮線上線下混合式教學(xué)模式對油層物理教學(xué)效果的提升作用，是值得探究的問題[13-14]。

1 油層物理現(xiàn)有教學(xué)模式及存在的問題

1.1 現(xiàn)有模式

油層物理現(xiàn)有的教學(xué)模式以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主，慕課教學(xué)為輔的方式進(jìn)行。

油層物理的主要教學(xué)方式以傳統(tǒng)課堂講授的方式開展。教師在授課時，采用PPT對基本概念、理論、方法等進(jìn)行詳細(xì)的講解，在課堂上保證絕大多數(shù)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解掌握。油層物理傳統(tǒng)課堂教學(xué)也與慕課教學(xué)進(jìn)行了結(jié)合。教師根據(jù)油層物理知識點(diǎn)制作慕課視頻，并上傳到互聯(lián)網(wǎng)，學(xué)生在課余時間利用慕課視頻進(jìn)行復(fù)習(xí)，加強(qiáng)了學(xué)生對油層物理知識的理解和掌握。

1.2 存在的問題

一是課堂教學(xué)以理論教學(xué)為主，學(xué)生工程應(yīng)用能力欠缺。油層物理知識點(diǎn)數(shù)量多、難度大的特征導(dǎo)致教師需要花費(fèi)大量時間講解基本知識點(diǎn)、理論、方法，學(xué)生的學(xué)習(xí)也以消化吸收基礎(chǔ)知識為主，對知識的應(yīng)用無暇顧及。然而，“新工科”建設(shè)要求學(xué)生在掌握基本原理的基礎(chǔ)上，對知識進(jìn)行工程應(yīng)用，解決油田現(xiàn)場的實(shí)際工程問題。現(xiàn)有的課堂教學(xué)難以滿足“新工科”對學(xué)生工程應(yīng)用能力的要求。

二是線上慕課沒有充分與線下課堂相結(jié)合，僅僅作為線下教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)?，F(xiàn)有的油層物理慕課模式相對簡單，慕課視頻基本是課堂重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容的精煉版。雖然對學(xué)生鞏固和掌握課堂知識起到了重要的作用，但是，現(xiàn)有的油層物理慕課教學(xué)在學(xué)生的思維發(fā)散、知識應(yīng)用上的作用乏善可陳。線上慕課對線下課堂的補(bǔ)充和結(jié)合方面仍有待提高。

三是線上學(xué)習(xí)互動模式單一。油層物理的線上學(xué)習(xí)以慕課視頻播放為主，學(xué)生的線上互動大多局限于視頻下方的留言討論。一方面，教師難以實(shí)時掌握學(xué)生的討論情況，難以有針對性地對學(xué)生進(jìn)行答疑解惑；另一方面，教師難以設(shè)置具有針對性的討論課題，開拓學(xué)生的思維。

2 油層物理線上線下混合式教學(xué)模式

2.1 混合式教學(xué)資源及平臺建設(shè)

①在線視頻模塊。將油層物理教學(xué)內(nèi)容按三大知識體系細(xì)分為知識點(diǎn)，針對每個知識點(diǎn)，開展在線課件制作、在線視頻錄制等工作，建立油層物理知識點(diǎn)全覆蓋的在線視頻體系。

②在線工程案例庫模塊。針對油層物理的教學(xué)內(nèi)容，建立符合油田現(xiàn)場常規(guī)和非常規(guī)油氣藏的工程教學(xué)案例庫，以視頻、動畫等形式將理論知識與工程實(shí)際相結(jié)合。

③線上測驗(yàn)?zāi)K。針對知識點(diǎn)，開展在線習(xí)題庫建設(shè)，學(xué)生在觀看在線視頻后，可自主開展線上測驗(yàn)，對所學(xué)知識進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。

④師生交互平臺。在油層物理線上學(xué)習(xí)平臺上搭建在線論壇。教師可在論壇上發(fā)布課后研討課題。學(xué)生也可在平臺上參與課題的線上討論，并對教師進(jìn)行在線提問。教師除了能在論壇上為學(xué)生答疑之外，還可了解每個學(xué)生在線視頻的學(xué)習(xí)進(jìn)度、線上測驗(yàn)的成績，針對每位同學(xué)的情況開展因材施教。

2.2 教學(xué)模式設(shè)計(jì)

①在線視頻、在線工程案例與課堂教學(xué)相結(jié)合。教師在線下課堂開展理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生在線上學(xué)習(xí)平臺觀看在線視頻進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，學(xué)生在線學(xué)習(xí)工程案例，將理論知識應(yīng)用于工程實(shí)踐。三者相結(jié)合可以突破傳統(tǒng)課堂受教學(xué)課時、教學(xué)空間、教學(xué)手段的限制，學(xué)生既能扎實(shí)地掌握油層物理基礎(chǔ)知識，又能提升自己的工程應(yīng)用能力。

②線上研討與線下匯報相結(jié)合。學(xué)生在線上論壇參與油層物理的課后研討活動，并通過線下課堂集中匯報研討結(jié)果，教師在此過程中對線上研討進(jìn)行引導(dǎo)，對線下匯報進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評，開拓了學(xué)生的思維，強(qiáng)化了學(xué)生對油層物理知識的綜合應(yīng)用能力。

③線上測驗(yàn)與線下考試相結(jié)合。采用線上測驗(yàn)的手段，教師可實(shí)時掌握學(xué)生每小節(jié)的學(xué)習(xí)情況，通過線下考試，教師能夠了解學(xué)生對油層物理知識體系的系統(tǒng)掌握和綜合應(yīng)用情況。二者相互結(jié)合，加強(qiáng)了教師對教學(xué)質(zhì)量的掌控。

④線上點(diǎn)對點(diǎn)答疑輔導(dǎo)與線下集中答疑輔導(dǎo)相結(jié)合。教師可根據(jù)線上論壇的學(xué)生提問點(diǎn)對點(diǎn)開展答疑輔導(dǎo)，針對多數(shù)學(xué)生反饋的問題，教師可在線下課堂進(jìn)行集中答疑輔導(dǎo)，二者相結(jié)合，強(qiáng)化了師生間的互動交流（見圖1）。

圖1 油層物理線上線下混合式課程教學(xué)模式

2.3 組織實(shí)施

2.3.1 課程組

根據(jù)油層物理線上線下混合式課程教學(xué)的特征和要求，課程組需要修訂教學(xué)大綱、授課計(jì)劃及相應(yīng)的考核評價體系，安排最具專業(yè)性的課程組成員參與相關(guān)章節(jié)的在線資源庫建設(shè)工作，為線上線下混合式課程教學(xué)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3.2 教師

教師需要對混合式教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行精心準(zhǔn)備，制作與教學(xué)內(nèi)容互補(bǔ)的在線教學(xué)視頻，精心挑選工程案例，有針對性地設(shè)計(jì)在線測驗(yàn)和在線研討課題。教師還需在教學(xué)過程中及時關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，積極引導(dǎo)學(xué)生的課后研討，及時對學(xué)生進(jìn)行線上和線下的答疑輔導(dǎo)，推動混合式教學(xué)的順利實(shí)施。

2.3.3 學(xué)生

學(xué)生利用在線視頻進(jìn)行知識的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，參與在線測驗(yàn)和在線論壇的研討活動，并在線下課堂中進(jìn)行知識的深入學(xué)習(xí)和研討結(jié)果的匯報。在此過程中，學(xué)生積極反饋線上線下混合式課程教學(xué)的意見和建議，促進(jìn)混合式教學(xué)體系的持續(xù)完善。

3 油層物理線上線下混合式教學(xué)評價體系

油層物理線上線下混合式教學(xué)評價體系需要結(jié)合“新工科”建設(shè)對人才工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的要求以及油層物理的課程目標(biāo)來進(jìn)行構(gòu)建。因此，在構(gòu)建油層物理評價體系時，需要將理論知識水平、工程實(shí)踐能力、實(shí)驗(yàn)動手能力三者有機(jī)結(jié)合起來進(jìn)行綜合評價。油層物理的評價體系由四部分組成：線上學(xué)習(xí)成績、課程報告、實(shí)驗(yàn)成績、期末測試，具體情況如表1所示。其中，理論知識水平通過期末測試和線上學(xué)習(xí)成績進(jìn)行評價，工程實(shí)踐能力通過課程報告和線上學(xué)習(xí)成績進(jìn)行評價，實(shí)驗(yàn)動手能力通過實(shí)驗(yàn)測試進(jìn)行評價。

表1 課程評價體系

4 結(jié)論

油層物理線上線下混合式教學(xué)模式，將傳統(tǒng)課堂教學(xué)與線上慕課充分結(jié)合起來，既發(fā)揮了傳統(tǒng)課堂教學(xué)在理論知識傳授方面的優(yōu)勢，又能利用線上豐富的教學(xué)資源以及引導(dǎo)式、發(fā)散式的教學(xué)方法對學(xué)生的工程創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)。不僅起到了合理分配教學(xué)課時的作用，還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了師生間的教學(xué)互動，更好地提升了學(xué)生的油層物理理論水平和工程實(shí)踐能力，是在“新工科”要求下培養(yǎng)石油領(lǐng)域創(chuàng)新性工程人才的有利途徑。