“地球物理勘探”課程混合式教學(xué)實施及效果評價

摘要 本研究以河北工程大學(xué)為例，針對資源勘查工程專業(yè)地球物理勘探課程教學(xué)存在的問題，以工程教育理念為指導(dǎo)，將線上教學(xué)和虛擬仿真技術(shù)融合到傳統(tǒng)課程教學(xué)中，設(shè)計了“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)模式，并于2022 年和2023 年連續(xù)兩年在資源勘查工程專業(yè)教學(xué)中實施。通過對比傳統(tǒng)教學(xué)和混合式教學(xué)的畢業(yè)要求指標(biāo)點達(dá)成度、課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度及學(xué)生滿意度調(diào)查等，證明“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)效果較好，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 地球物理勘探；混合式教學(xué)；傳統(tǒng)教學(xué)；教學(xué)效果

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.07.034

近年來，隨著工程教育專業(yè)認(rèn)證工作在國內(nèi)高校的全面展開及互聯(lián)網(wǎng)+、短視頻、虛擬仿真技術(shù)的廣泛流行[1-3]，以教師為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不適應(yīng)行業(yè)對地質(zhì)工程類人才培養(yǎng)的要求，探索基于各類信息化教育技術(shù)手段與教育教學(xué)深度融合的新教學(xué)模式顯得尤為重要[4-6]。在此背景下，河北工程大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院的地球物理勘探課程積極探索“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)模式，從2021 年開始籌備建設(shè)，經(jīng)過一年多的努力，終于在2021 年學(xué)期末建設(shè)完成并于2022 年和2023 年在資源勘查工程專業(yè)中實施。線上線下混合式教學(xué)從籌備到實施已經(jīng)過去了3 年，這種模式的教學(xué)效果如何？下面將從課程概況、混合式教學(xué)的實施及實施效果等方面總結(jié)地球物理勘探課程“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)模式，希望能為河北工程大學(xué)及其他高校地質(zhì)工程類課程教學(xué)模式改革提供參考。

1 地球物理勘探課程概況

地球物理勘探是一門物理學(xué)和地質(zhì)學(xué)相結(jié)合的交叉學(xué)科，是資源勘查工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門利用物理原理和方法對地質(zhì)問題進(jìn)行解釋的工具學(xué)科[7]。學(xué)習(xí)該課程需要學(xué)習(xí)大量的前置課程，如大學(xué)物理、場論、數(shù)值計算等，學(xué)習(xí)難度相對較大，理論內(nèi)容相對抽象，需要通過線上線下相結(jié)合、理論與社會實踐相結(jié)合來演示大量的工程問題，因此對于該課程而言，將“互聯(lián)網(wǎng)+”、短視頻、線上教學(xué)和虛擬仿真技術(shù)融合到傳統(tǒng)教學(xué)中去，是很有必要的。

根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和本專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點分解情況，地球物理勘探課程所支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點見表1。

同時根據(jù)指標(biāo)點，地球物理勘探課程教學(xué)具體目標(biāo)可確定如下。

課程目標(biāo)1：熟悉各種物探方法的內(nèi)容和基本原理。

課程目標(biāo)2：掌握電法方法的原理、野外數(shù)據(jù)采集及基本數(shù)據(jù)處理解釋。

課程目標(biāo)3：掌握地震方法的原理、野外數(shù)據(jù)采集及基本數(shù)據(jù)處理解釋。

課程目標(biāo)4：掌握重力、磁法及其他方法的原理，野外數(shù)據(jù)采集，以及數(shù)據(jù)處理解釋。

課程目標(biāo)5：結(jié)合工程實際，掌握地球物理勘探開發(fā)中的工程設(shè)計，能夠針對勘探開發(fā)中遇到的復(fù)雜工程問題設(shè)計可行的解決方案且設(shè)計出來的方案具有一定的創(chuàng)新性。

表2 反映了地球物理勘探課程畢業(yè)要求指標(biāo)點與課程教學(xué)目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系。從表2 可以看出，課程目標(biāo)1 對應(yīng)畢業(yè)要求1―3，要求達(dá)到理解水平；課程目標(biāo)2、3、4 均對應(yīng)畢業(yè)要求2―1 和畢業(yè)要求4―2，要求達(dá)到應(yīng)用和分析水平；課程目標(biāo)5 則對應(yīng)畢業(yè)要求5―2，并要求達(dá)到綜合水平。

根據(jù)工程專業(yè)認(rèn)證及社會對資源勘查工程專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，課程組重新修訂了地球物理勘探課程教學(xué)大綱。表3 反映了地球物理勘探課程教學(xué)內(nèi)容、課時與對應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點。

2 混合式教學(xué)模式的實施

2.1 混合式教學(xué)模式的構(gòu)建思路

張貝貝（2022）[8]詳細(xì)介紹了地球物理勘探實驗課“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)的構(gòu)建思路，地球物理勘探課程也采取了類似的思路，即在現(xiàn)有的實物教學(xué)基礎(chǔ)上，探索線上教學(xué)和線下教學(xué)相結(jié)合、實物教學(xué)與虛擬仿真相結(jié)合的教學(xué)模式，實現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)，最終實現(xiàn)地球物理勘探“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)。

本文將從“線上―虛擬”教學(xué)的實施、“線下―實物”教學(xué)的實施及“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)三個方面對混合式教學(xué)進(jìn)行論述。

2.2“線上―虛擬”教學(xué)的實施

對于學(xué)習(xí)難度相對較大、理論內(nèi)容相對抽象的教學(xué)內(nèi)容，教師采用“線上―虛擬”教學(xué)模式。課前，教師提前一周將課程內(nèi)容以通俗易懂的動畫、視頻、真實案例等形式發(fā)布在學(xué)習(xí)通上，引導(dǎo)學(xué)生提前預(yù)習(xí)課堂內(nèi)容并提出個人學(xué)習(xí)難點和問題。課中，教師結(jié)合案例、視頻及仿真教學(xué)平臺等為學(xué)生講解相關(guān)知識，引導(dǎo)學(xué)生解決課前提出的問題。課后，教師繼續(xù)利用線上平臺，進(jìn)一步拓展學(xué)習(xí)資源，設(shè)置高一級目標(biāo)任務(wù)。這樣難度遞增的階梯式教學(xué)過程可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生深化對課程知識的理解[9]。另外，教師設(shè)計平臺簽名、隨機(jī)點名、小組辯論等環(huán)節(jié)，例如，用“搖一搖”點名功能進(jìn)行課堂提問，以提高學(xué)生的課堂參與度。

“線上―虛擬”教學(xué)完成后，對學(xué)生進(jìn)行一次綜合考核，最終成績根據(jù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)、簽到、課堂參與度、作業(yè)及小型考試等情況綜合評定，其中，課前預(yù)習(xí)、簽到、課堂參與度及作業(yè)等共占50%，考試成績占50%。

2.3“線下―實物”教學(xué)的實施

對于相對簡單且容易理解的知識，教師采用“線下―實物”教學(xué)模式。課前，教師不再提前發(fā)放學(xué)習(xí)資料，而是通過雨課堂或?qū)W習(xí)通發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生自己查詢學(xué)習(xí)資料并完成教師發(fā)布的任務(wù)。課中，教師檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，并根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況展開線下課堂知識的講解，鼓勵學(xué)生積極回答問題并參與課堂討論，教師總結(jié)課堂內(nèi)容并布置課后作業(yè)。課后，學(xué)生完成并提交作業(yè)，教師及時批閱，找出不足，并將批閱結(jié)果及時反饋給學(xué)生。

同樣，“線下―實物”教學(xué)完成后，教師要整合學(xué)生的預(yù)習(xí)情況、簽到情況、課堂互動情況及作業(yè)完成情況，最后給出學(xué)生線下學(xué)習(xí)的總成績。

2.4“線下線下、虛實融合”混合式教學(xué)的實施

通過分析“線上―虛擬”和“線下―實物”教學(xué)效果，分析產(chǎn)生差異的原因，進(jìn)一步優(yōu)化線上線下教學(xué)過程，最終建成獨具特色的、符合教學(xué)實際和生產(chǎn)實際的“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)模式。

此外，通過對教師、學(xué)生、畢業(yè)生、用人單位等利益相關(guān)者進(jìn)行調(diào)查，以及對“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)過程、學(xué)生反饋及目標(biāo)達(dá)成度等進(jìn)行總結(jié)，采用“運(yùn)行―驗證―優(yōu)化”形式逐步推進(jìn)地球物理勘探“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)模式的建立。

3 混合式教學(xué)模式的實施效果

3.1 制定課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度考核方式

張貝貝（2021）[10]詳細(xì)講解了課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度考核方法，本研究將采用相同的方法進(jìn)行地球物理勘探混合式教學(xué)效果評價，主要從期末考試、線上成績、線下成績、工程設(shè)計4 個方面進(jìn)行評價（表4）。課程目標(biāo)1、2、3、4 均由期末考試、線上成績、線下成績確定，課程目標(biāo)5由工程設(shè)計來考核，具體見表4。考核的每一項目均有相應(yīng)的評分標(biāo)準(zhǔn)：期末考試得分嚴(yán)格按照試卷評分標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行；線上和線下成績得分根據(jù)線上教學(xué)和線下教學(xué)中學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、簽到、課堂討論參與度、回答問題積極性、課后作業(yè)準(zhǔn)確性等情況綜合評判；工程設(shè)計項目的得分從工程設(shè)計的規(guī)范性及準(zhǔn)確性等方面進(jìn)行評判。

表5 反映了課程目標(biāo)達(dá)成度考核計算方法及2021―2023 年考核結(jié)果，其中2021 年為傳統(tǒng)教學(xué)模式下的達(dá)成度分?jǐn)?shù)值（分值按線下教學(xué)模式計算得出），2022 年和2023 年為混合式教學(xué)模式下的達(dá)成度分值。從表5 可以看出，混合式教學(xué)模式下的分值總體上高于傳統(tǒng)教學(xué)模式下的分值，且在課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)下，2023 年的分值均高于2022 年的分值，且2023 年所有課程目標(biāo)的達(dá)成度均在0.80 以上，說明“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)模式較傳統(tǒng)教學(xué)模式效果更好，有助于提升地質(zhì)工程類人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

3.2 制定畢業(yè)要求指標(biāo)點達(dá)成度考核方式

表6（p112）反映了畢業(yè)要求達(dá)成度評價方法及2021―2023 年評價結(jié)果，其中2021 年為傳統(tǒng)教學(xué)模式下的評價值（分值按線下教學(xué)模式計算得出），2022 年和2023 年為混合式教學(xué)模式下的評價值。畢業(yè)要求指標(biāo)點1―3 和2―1 達(dá)成途徑均是根據(jù)每節(jié)課課前預(yù)習(xí)、課堂參與、課后測試及期末考試完成情況來進(jìn)行評價的，評價值按“平時考核分值×0.30+期末考試分值×0.70”計算；指標(biāo)點4―2 和5―2 達(dá)成途徑是根據(jù)課前預(yù)習(xí)、課堂參與、課后測試、期末考試及工程設(shè)計完成情況來進(jìn)行評價的，評價值按“平時考核×0.30+期末考試0.60+工程設(shè)計×0.10”計算。從表6可知，混合式教學(xué)模式下的分值總體上高于傳統(tǒng)教學(xué)模式下的分值，且2022 年和2023 年的評價值均高于0.80。2022年的所有指標(biāo)點平均值為0.81，2023 年的平均值高達(dá)0.85，這充分說明“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)模式較傳統(tǒng)教學(xué)模式效果更好，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，有助于提高教學(xué)質(zhì)量。

3.3 問卷調(diào)查

課程結(jié)束后，教師對資源勘查工程專業(yè)2020 級和2021級全體學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，調(diào)查的問題為：相較于傳統(tǒng)教學(xué)，您對“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)模式的總體評價是什么？調(diào)查結(jié)果顯示，2020 級共55 人，選擇“非常滿意”的有28 名學(xué)生，占比為50.91%；選擇“比較滿意”的有15 名學(xué)生，占比為27.27%；選擇“滿意”的有12 名學(xué)生，占比為21.82%；選擇“比較不滿意”和“非常不滿意”的均為0名學(xué)生。2021 級共57 人，選擇“非常滿意”的有30 名學(xué)生，占比為52.63%；選擇“比較滿意”的有18 名學(xué)生，占比為31.58%；選擇“滿意”的有9 名學(xué)生，占比為15.79%；選擇“比較不滿意”和“非常不滿意”的也均為0 名。2021 級學(xué)生對混合式教學(xué)的整體滿意度高于2020 級。

3.4 實施效果總結(jié)

綜上所述，無論是從課程目標(biāo)達(dá)成度考核角度來看，還是從畢業(yè)要求指標(biāo)點達(dá)成度考核及學(xué)生的調(diào)查問卷等方面來看，采用“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)模式相較于傳統(tǒng)教學(xué)效果更好。“線上線下、虛實融合”混合式教學(xué)為教學(xué)提供了新的模式，教學(xué)過程凸顯趣味性、互動性、情境真實性，充分發(fā)揮了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和拓展創(chuàng)新能力，使教學(xué)內(nèi)容和表達(dá)方式更加豐富多彩，有利于培養(yǎng)國家需要的地質(zhì)工程類人才，促進(jìn)學(xué)生未來就業(yè)和發(fā)展。

4 結(jié)語

本文通過對地球物理勘探課程“線上―虛擬”教學(xué)及“線下―實物”教學(xué)的探索，構(gòu)建了“線上線下、虛擬融合”混合式教學(xué)模式，將抽象難懂的理論知識及缺少工具的實驗擴(kuò)展到線上，豐富了教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)形式，增強(qiáng)了課程的吸引力和趣味性，促進(jìn)了學(xué)生對知識掌握。希望本研究成果能推動本科教學(xué)模式的改革，提升本科人才培養(yǎng)質(zhì)量。

基金項目：河北省教育改革研究項目（2023GJJG259）；河北省研究生示范課程（KCJSX2024080）；省級新工科項目（2020GJXGK024）；河北工程大學(xué)校級項目（JG2024015）。

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