基于五步教學模式的結晶礦物學課程教學改革

阮青鋒+曾偉來+李東升+孫媛+繆秉魁+張良鉅

摘要：在結晶礦物學課程教學中引入了“明確任務→課前自學→教師輔導→課堂交流→整體講授”的五步教學模式，實施過程中的表現及成效表明：五步教學法在結晶礦物學課程教學中具有明顯的優勢，對學生能力和成績的提高都起到了積極的作用;對教師的教學活動設計和組織能力提出了更高的要求。但該方法并不能通用于結晶礦物學的全部課程教學，而應根據具體的教學內容選擇不同的教學方法。

關鍵詞：結晶礦物學;五步教學模式;教學方法;教學改革;教學效果

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）42-0096-03

隨著我國高等教育規模的擴大，高校的教學質量也表現出下滑的趨勢，因此，我國高校教學質量的提高已迫在眉睫。縱觀國內外高等教育的發展歷程，教學改革是我國高校教學質量提升的必由之路[1]，而課堂教學無疑是“學生生存與發展的重要方式”[2]，毫不夸張地說，課堂教學作為教育改革的核心和關鍵，直接關乎人才培養的質量[3]。翻轉課堂作為一種新型的教學理念，為高校課程的教學提供了一種新的思路。翻轉課堂的理念在很多中小學課程教學中得以實施，并獲得了良好的教學效果。但高校的教學強調的是學生對大量開放性教學內容的吸收與理解，更關注對學生發現問題、分析問題、領悟和解決問題的能力的培養，更多的是采用模塊化的結構進行教學，要求學生具有較高的自我約束、自我管理和對事物的認知能力，這些特征不同于中小學教學。因此，不能簡單地將中小學的翻轉課堂復制到高校課堂。翻轉課堂要應用于高校教學，需要在堅持其“翻轉”本質不變的前提下，針對不同類型的課程在教學模式的呈現形式上進行創新[4]。正是在這樣的認識基礎上，我們對結晶礦物學的課程教學進行了多種教學方法改革的嘗試，獲得了良好的效果。

一、傳統教學模式存在的弊端

結晶礦物學是地學類重要的專業基礎課，該課程在我校已開設了五十多年。前輩們在講義、教材或參考材料的編寫，以及教具制作等方面都做過大量工作;為配合教學，制作了教學掛圖，制作和購置了教學模型，近年來還制作了一定數量的幻燈片，在教學過程中都收到較好效果。但教學方法仍以傳統的方式為主，多采用板書的形式，教學中以單純的講授或講授配合提問等教學模式，布置一些課后以作業來幫助學生復習、領會和內化課堂學習的知識，最后以考試的方式來督促和評價學生的學習效果。由于結晶礦物學課程內容多、學時少、理論抽象、空間概念多、實踐性強，是一門老師難教、學生難學的課程。而傳統的教學往往是以教師為主，學生被動跟隨的“滿堂灌”的方式，教學過程中重理論講授、輕實踐操作能力的培養，導致學生對抽象的理論難以理解，實踐動手能力也不強，學生的學習積極性、主動性低，學習效果不太理想，給后續課程的學習帶來了不良影響。最近幾年，我們也在不斷嘗試對結晶礦物學課程的教學方法進行改革，針對課程內容的不同，分別采用了以學生為中心的課堂、開展交互式的理論授課方式，理論課與實驗課混合上的方式，以及討論課等多種教學方法[5]，取得了較好的教學效果。但我們發現學生仍然存在嚴重的被動學習的現象，學習強度欠佳，作業抄襲現象嚴重等不良學習風氣。此外，結晶礦物學課程的結晶學和礦物學部分又各具特色，其中，結晶學部分具有空間性、抽象性、邏輯性、理性和共性的特點;而礦物學部分具有經驗性、具體性、歸納分類性、感性和個性的特點[6]。為了更好地引導學生改變不良的學習風氣、提高結晶礦物學的教學效果，有必要繼續對結晶礦物學課程的教學方法進行新的嘗試和探索。

二、結晶礦物學的五步教學模式

在結晶礦物學中，晶體和礦物是課程教學的兩個主要對象，而晶體結構是看不到也摸不著的，內容非常抽象難懂，礦物特征及鑒定知識又非常龐雜，容易混淆。學生在課程學習初期往往擁有較高的熱情，但隨著課程教學的深入，大多數學生就會逐漸喪失這種熱情，厭學情趣日漸增強。因此，在教學過程中，無論是老師還是學生，都將該課程視為難啃的硬骨頭。為了改善教學效果，我們在多年教學的基礎上，逐步總結出“明確任務→課前自學→教師輔導→課堂交流→整體講授”的五步教學模式。

1.明確任務。教師在上課前根據每一章節的教學內容，將其劃分為幾個部分，向學生下達任務，讓學生明確在課前需要完成的任務。當學完某一知識模塊時，應結合不同專業學生畢業后的就業或繼續深造的主要方向，及時向學生下達“基礎知識+綜合知識+前沿或設計類問題”的具有一定寬度和深度的任務。如果學生對任務的內容有疑問，教師可進行簡單的講解。由于在不同的教學環節中，布置給學生的任務既有基礎性的，也有綜合性的，甚至綜合性+前沿性的任務，適應了學生由基礎到綜合、由淺到深、由窄到寬的學習規律，既保證了學生自學的寬度和深度，又突出了專業特點和知識的前沿性。

2.課前自學。學生應根據老師下達的任務及時安排自學。對于基礎性的問題，只要認真閱讀教材便可以歸納總結，對于綜合性和前沿性的任務，學生必須查閱大量的文獻，并借助于工具書和網絡等資源才能完成。考慮到結晶礦物學課程中晶體結構的抽象性和礦物知識的龐雜、易混淆性，我們采用翻轉課堂的教學理念，根據五步教學法設計、制作了幫助學生自學的多媒體課件。課件由五個不同的模塊組成。

第一，通過“微課程群”模塊激發學生的學習興趣，在該模塊中，我們以隕石為例，用多種短小精悍的視頻介紹與礦物巖石及結晶學的專業知識及科普知識，既引發了學生學習的興趣，又可以減少課堂中的教學量。

第二，“虛擬現實”模塊讓學生理解晶體結構的抽象概念，通過虛擬展示、三維旋轉、自由交互式分析研討的方式，展示晶體的內部結構，晶體及其相互關系，直觀地解決了學習的難題。

第三，“難點疑點解析”模塊是根據以往教學的經歷，對學習過程中遇到的知識點、難點、疑點、易混淆問題進行了詳細的剖析與分解，解決了學生一貫在這幾個點上卡殼的現象。endprint

第四，“圖解知識”模塊讓學生在沒進實驗室之前就能了解礦物晶體。通過礦物圖集，學生可以直觀了解和認知礦物，借助互動的三維旋轉全景展示礦物，豐富美觀的礦物圖片，再次激發學生學習的興趣。

第五，“課堂理論部分”是以往老師上課使用的PPT步進教程的總結與綜合。內容全面，并配有學習要點、學習要求、思考題，使學生能更好地理解和掌握教材的內容。

經過對教材和多媒體課件的自學后，學生基本上能理解課程的內容，這就大大減輕了教師在課堂教學的強度，教師可以抽出更多的時間為學生答疑解惑。

3.教師輔導。主要是利用課余時間或在課間進行。學生在自學的基礎上將各自制作的課件交給老師審閱和修改。經過老師嚴格審閱和修改后合格的課件可以到課堂上進行講解和交流，講解是脫稿進行，且內容要詳盡，這就要求學生對所講述的內容非常熟練。對于審查不合格的課件，則要求學生進行修改。

4.課堂交流。可采用多種形式，如以問答和討論相結合的方式就某一問題開展師生之間、生生之間的交流和探討。多數情況下，我們是讓那些經老師審查合格的同學在課堂上以報告的形式宣講自己的課件內容。當學生講完后，老師及時總結和點評，肯定該同學在宣講過程中的優點，關鍵要指出不足之處，便于學生進一步改進和提高。最后，老師和其他同學都要根據該同學課件的內容與安排、表述是否準確以及宣講時其他方面的表現進行綜合評定，作為期末考評的重要依據之一。對于綜合性和前沿性的問題，還需將課堂報告的內容整理成綜合報告上交，作為一次大作業，并計入平時考核成績中。

5.整體講授。在結束每一次課之前，老師都要根據學生報告的情況，對每一章節的內容進行總結和復習，尤其是對課程中的重點和難點內容、學生沒有講清楚的以及涉及到學科前沿的知識，一定要進行全面而詳細的講解。由于老師是根據學生自學的情況講解學生需要的，因此，學生就能夠對每章節的知識內容形成牢固的基礎并有較深入的理解。

三、五步教學模式對結晶礦物學課程教學的影響

通過上述五步，真正促使學生認真對待課程教學的每一個環節：從課前接受任務后的預習和準備，課內的宣講或聽講、跟隨老師的總結和復習，到課后獨立完成各自的作業。使同學們較好地掌握了知識，關鍵是在提高能力方面等到了全方位的鍛煉。我們將寶石專業2012級的兩個班級進行了實驗對比，其中1班作為對比班級，仍然采用以往的教學方法，而2班采用五步教學法進行教學。根據學生的反應、課堂氣氛、報告效果和考試情況，五步教學法對學生能力的提高和對學生成績的提高都起到了積極的作用。

首先是學生的學習興趣和自主學習的能力有了明顯的提高。在2班學生中，絕大多數學生在課前都能明確每一次課的任務和目的，能在課前通過各種途徑進行認真的預習和準備。在觀看老師提供的多媒體課件時，通過“微課程群”中的科普知識、“圖解知識”模塊中的動畫及精美的礦物圖片，激發了學生的學習興趣。在課件準備的過程中，學生要利用工具書、圖書館、網絡資源查閱大量的文獻資料，通過收集、閱讀、分析和歸納總結文獻的過程，培養和鍛煉了學生自主學習的能力。

其次，學生的語言表達能力和交流能力有了明顯提高。在課堂教學中，2班的學生能積極參與提問和討論，課堂氛圍熱烈;而1班只有少數同學能積極參與提問和討論，大多數同學表現出漠然甚至盡量回避的態度，課堂氣氛相對沉悶。此外，2班的同學通過課前的準備，多數同學能用比較精練的語言、簡潔的圖表甚至直觀生動的動畫將自己學到的知識展示出來，還有少數同學能“深入淺出”地宣講自己的課件。這一過程對學生語言表達能力和交流能力的提高有極大的幫助。

再次，鑒定礦物的實踐能力有了明顯提高。2班學生在預習過程中通過“虛擬現實”模塊和“圖解知識”模塊對抽象的三維晶體結構和礦物鑒定特征有了直觀的認識，再結合課堂理論的學習及實驗課上對實物和模型標本的認識，增強了學生對礦物標本的識別能力。表1是寶石專業2012級兩個班級學生實踐考試成績的匯總表，從表中不難看出，2班學生的時間考試成績達到優良（80分以上）的學生占到了63.8%，遠遠大于1班的50.1%，成績在90分以上的學生所占比例為23.7%，也高于1班的19.5%，但在2班的學生中仍然有2名同學在實踐考試中不及格。這也說明五步教學法對大多數學生有著積極的影響，而對極少數自我約束能力較差的同學來說，還需要重點關注、進一步實行“差別教學”。

最后，五步教學法對學生的最終成績也有明顯的影響。五步教學法更關注整個的教學過程，因此，成績的評定涉及到教學過程的各個環節。與傳統的成績評定模式不同，改革后的成績評定由不同環節的成績按一定的比例構成。目前，我們主要分三塊來評定最終成績：平時成績50%[教師評分（70%）+學生評分（30%）]，實踐考試成績和期末理論考試成績各占25%。教師評分充分考慮了學生在課堂教學中發揮的積極作用，包括學生課前預習和自學準備的效果，如課件制作的優劣、課堂上對課件的宣講過程以及上交的作業和報告的質量等。這種老師和學生評定成績的雙重評價體系，使成績的評定更加合理，也深受同學們的歡迎。正因為改革后的成績評定模式更關注教學過程，從各個方面對學生的綜合素質和能力進行了系統的評定，改變了過去“一考定成績”的做法，在一定程度上避免了成績評定過于單一的問題。在這種考核體系下，學生要想取得好的成績，就得自始至終全面參與，從理論學習和實踐能力等方面全面提高。

四、幾點認識

基于翻轉課堂理念的五步教學法在結晶礦物學課程教學實施過程中的表現及成效，我們獲得了一些認識，為今后進一步完善結晶礦物學的教學方法、提高課程教學質量奠定了基礎。

第一，基于翻轉課堂理念的五步教學法在結晶礦物學課程教學中具有明顯的優勢，但對于課程中的基本概念、原理類知識的教學效果，有時還不如傳統教學。因此，五步教學模式并不能通用于結晶礦物學的全部課程教學，而應根據具體的教學內容選擇不同的教學方法。

第二，五步教學模式的教學活動設計具有較大的難度。教師需要根據每一章節的具體內容及特點來設計學生自學視屏和多媒體課件，還要創新設計每一次課堂教學的活動形式，不斷激發和維持學生的學習興趣和熱情。這對教師是一個不小的挑戰。

第三，五步教學模式的組織難度較大。相對于傳統教學，五步教學法的進度容易受到各種因素的干擾，有時難以控制。如有些自主學習能力較差的學生不能按時完成課前的準備工作，個別自控能力較弱的學生在課堂上的注意力容易轉移，老師為了處理個別學生的特殊情況而影響到課堂教學進度等，都會影響到整個課程的教學。

第四，學生評定成績有時表現出“隨意性”，導致成績評定不合理。雖然事先規定了學生打分的原則和標準，打完分后直接交給老師，由老師課后再統計成績，但是，仍有部分同學會根據相互間的關系給出不同程度的“人情分”。此外，部分同學對課堂報告內容的理解和掌握程度不同，也會導致成績評定結果的明顯偏差。

參考文獻：

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[2]裴娣娜.論我國課堂教學質量評價觀的重要轉換[J].教育研究，2008，（1）：17-22.

[3]秦煒煒.翻轉學習：課堂教學改革的新范式[J].電化教育研究，2013，（8）：84-90.

[4]潘炳超.翻轉課堂模式應用于高校教學的實驗研究[J].電化教育研究，2015，（3）：83-88.

[5]阮青鋒，繆秉魁，曾偉來，等.多種教學方法提高“結晶礦物學”課程教學效果[J].教育教學論壇，2014，（48）：198-200.

[6]阮青鋒，曾偉來，繆秉魁，等.《結晶礦物學》實驗教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2013，（29）：38-39.endprint