網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)輔助地下空間工程實驗教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的研究

張彥 張建新 劉舉

摘要：根據(jù)當前地下空間工程專業(yè)實驗教學(xué)模式的特點，通過分析網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的特點和應(yīng)用優(yōu)勢，提出網(wǎng)絡(luò)信息覆蓋環(huán)境下的新型實驗教學(xué)模式，并就提高教學(xué)質(zhì)量、加強推動網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)輔助實驗教學(xué)模式提出建議。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)技術(shù);信息技術(shù);實驗教學(xué)模式;地下空間工程

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）07-0215-02

地下空間工程專業(yè)最初是從土木工程專業(yè)分離出來的小專業(yè)，誕生背景包括我國城市發(fā)展趨勢不斷壯大導(dǎo)致地上利用空間急劇減少和當前專門從事該領(lǐng)域的工程人才極度匱乏這兩個方面。作為一個年輕而充滿活力的新興專業(yè)，教學(xué)理論研究和教學(xué)體系設(shè)計的工作量巨大而復(fù)雜。實驗教學(xué)是教學(xué)課程體系中一項重中之重的技術(shù)實踐教學(xué)內(nèi)容。眾所周知，工科區(qū)別于其他學(xué)科的重要之處在于動手能力，這一能力主要由實驗教學(xué)塑造培養(yǎng)完成，即實驗教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力、創(chuàng)新能力和工程實踐能力，培養(yǎng)多種思維方式（包括橫向思維與縱向思維、歸納與演繹）。同時，多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)席卷高校教育，沖擊著傳統(tǒng)“一支粉筆、一張嘴、一本教材”的教學(xué)方式。由于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)改變教學(xué)方法和手段，使傳統(tǒng)教學(xué)過程中的教師、學(xué)生和教材三個要素之間的關(guān)系發(fā)生改變，教學(xué)設(shè)計理論在這種改變下同樣發(fā)生變革，從而促使新的教學(xué)模式的產(chǎn)生。

在這種宏觀格局下，新興專業(yè)的傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式如何借鑒，并能順利消化吸收新的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，新型實驗教學(xué)模式能否有效建立并適應(yīng)當前新興專業(yè)需求，達到提高教學(xué)質(zhì)量的目的，參與其中的教師、學(xué)生如何應(yīng)對，新的教學(xué)設(shè)計思想能否借此產(chǎn)生等諸多問題都會接踵而至。本文就網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)輔助實驗教學(xué)的優(yōu)勢及由此產(chǎn)生的新的教學(xué)模式進行探討。

一、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)輔助實驗教學(xué)的優(yōu)勢

1.地下空間工程實驗教學(xué)模式的改革。實驗教學(xué)不同于科學(xué)探索實驗，主要目的在于教會學(xué)生掌握實驗原理，根據(jù)實驗?zāi)康牟鸱趾笤O(shè)計實驗內(nèi)容，達到驗證理論知識，并嘗試開展思維擴散，最終解決實際問題。地下空間工程專業(yè)實驗教學(xué)基本圍繞巖土工程實驗內(nèi)容展開，專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程即為土工實驗。因此，實驗教學(xué)模式的改革必須立足于從根本上激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)他們獨立分析與解決問題的能力。教學(xué)模式能否契合學(xué)生特點以及能否最大限度激發(fā)他們的自主學(xué)習積極性，將直接決定實驗教學(xué)效果。

目前，在高校中針對地下空間工程實驗教學(xué)模式的改革，多停留在教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容的改善上，一方面實驗教學(xué)過程中采用提問式、啟發(fā)式、討論式及研究式等多種教學(xué)手段，另一方面在教學(xué)模式上按照教學(xué)內(nèi)容和試驗項目進行分層教學(xué)。上述手段從一定意義上達到實驗教學(xué)的初始目的，即學(xué)生經(jīng)過訓(xùn)練可以基本滿足實驗技能的要求，但由于此過程中沒有能持續(xù)引領(lǐng)學(xué)生綜合能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的源動力及學(xué)生熟悉的輔助技術(shù)手段的幫助，使得學(xué)生缺乏對持續(xù)性學(xué)習掌握知識的后續(xù)學(xué)習能力，造成知識無法通過溫故知新轉(zhuǎn)變?yōu)樽约旱慕K身技能。基于此，要在現(xiàn)有實驗教學(xué)模式改革的基礎(chǔ)上，進一步探索其他輔助技術(shù)手段對學(xué)生納新能力的培養(yǎng)。

2.多媒體輔助實驗教學(xué)。多媒體技術(shù)是指利用計算機綜合處理和控制文本、圖形、視頻、聲音等信息的技術(shù)，借助多媒體技術(shù)的廣泛推廣，實驗教學(xué)已經(jīng)從單一教師口授的模式發(fā)展為計算機化的PowerPoint形式的圖文并茂、動靜結(jié)合、視聽豐富、色彩生動、形式活潑的演示文稿，幫助學(xué)習者自主訓(xùn)練的多媒體課件，幫助實驗者進行模擬實驗操作的實驗型多媒體課件及提供教學(xué)功能和教學(xué)資料的電子書、辭典等。經(jīng)過多年的教學(xué)實踐，目前實驗教學(xué)中更多地借助多媒體作為輔助教學(xué)手段，較之單純的“教師講授—學(xué)生接納”模式，多媒體教學(xué)具有如下的優(yōu)勢和特點：（1）多媒體技術(shù)的引入，為實驗教學(xué)帶來新的教學(xué)視角，借助動畫、聲音、視頻及圖片等輔助手段，實現(xiàn)對學(xué)生注意力的吸引，確實在一定程度上提高教學(xué)效率。借助多媒體技術(shù)在課堂教學(xué)的使用，教學(xué)方法與手段發(fā)生重大變化，教學(xué)設(shè)計和教學(xué)思想也有相應(yīng)的改變，從教師為主導(dǎo)地位的傳統(tǒng)教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生發(fā)揮主動性、積極性和創(chuàng)造性的教育技術(shù)和課程整合模式，即實現(xiàn)一種既能發(fā)揮教師主導(dǎo)作用又能充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位的“自主、探究、合作”為特征的教學(xué)模式。但不可否認的是，在當今科技高水平發(fā)展的環(huán)境中，僅靠這種最基本的多媒體技術(shù)已經(jīng)不足以長久吸引學(xué)生對實驗教學(xué)的關(guān)注。（2）多媒體技術(shù)的引入，可以有效地解決教學(xué)難點。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，很難用語言和文字來解釋和表達的內(nèi)容，可以很容易地在多媒體課堂中通過動畫演示，逐層地、三維地給予剖析和展示，使學(xué)生更易理解和掌握。一些傳統(tǒng)實驗教學(xué)中僅靠教師傳授的內(nèi)容，特別是一些學(xué)校囿于場地和實驗條件所無法在講授中清楚說明的部分，可以借助視頻和動畫的手段得到實現(xiàn)。

3.網(wǎng)絡(luò)輔助實驗教學(xué)。近年來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大規(guī)模發(fā)展，各種基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)出的教學(xué)輔助平臺、軟件等比比皆是。大部分的網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)技術(shù)多面向理論學(xué)習內(nèi)容，實驗教學(xué)在此浪潮的沖擊下面臨很大的機遇與挑戰(zhàn)，即可以考慮采用諸多新近研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，結(jié)合傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，經(jīng)過加工改進，使其更適宜為實驗教學(xué)服務(wù)。目前看來，有以下幾個方面的優(yōu)勢：其一，基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)習平臺的協(xié)作式學(xué)習，如現(xiàn)在非常流行的哈佛《幸福課》和慕課都是這一教學(xué)模式的產(chǎn)物。這一模式對學(xué)生的吸引力遠遠大于傳統(tǒng)教學(xué)模式，蓋因網(wǎng)絡(luò)占據(jù)學(xué)生課余時間的很大比例。能很好地調(diào)動這部分時間，使學(xué)生寓教于樂，也是教學(xué)目的之一。其二，優(yōu)質(zhì)資源輻射模式的遠程教育。遠程教育課程設(shè)置的初衷是為在職人員或社會人員提供接受再教育的機會。時至今日，覆蓋范圍遠遠超過最初的預(yù)計。大批的在校師生、社區(qū)學(xué)生享受到遠程教學(xué)的福利。遠程教育不局限于學(xué)習時間，隨時隨地可以根據(jù)自己的時間加入學(xué)習。其三，基于手機APP應(yīng)用日趨廣泛背景下的移動學(xué)習模式。

二、網(wǎng)絡(luò)信息覆蓋環(huán)境下的新型實驗教學(xué)模式

1.新型媒體手段演示為主的“講授型實驗教學(xué)模式”。“講授型實驗教學(xué)模式”課程的全部授課學(xué)時在課堂中進行，但借助多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在課堂教學(xué)中的使用和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的課后輔導(dǎo)，教學(xué)方法與手段發(fā)生重大變化，教學(xué)設(shè)計和教學(xué)思想也有相應(yīng)改變，從教師為主導(dǎo)地位的“一支粉筆、一塊黑板和一本教材”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生發(fā)揮主動性、積極性和創(chuàng)造性的教育技術(shù)與課程整合模式，即實現(xiàn)一種既能發(fā)揮教師主導(dǎo)作用又能充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位的“自主、探究、合作”為特征的教學(xué)模式。

2.課堂講授與網(wǎng)上自學(xué)相結(jié)合的“半開放講授型實驗教學(xué)模式”。此方法為結(jié)合前述中提到的網(wǎng)絡(luò)輔助實驗教學(xué)手段，“半開放講授”即指教師講授與學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)自學(xué)相結(jié)合，于學(xué)生提供可以進行互動和交流的環(huán)境，靈活利用課余及閑暇，為終身學(xué)習意識的萌發(fā)提供土壤，對教師來說，這種改革把教師從繁重的備課、板書和改作業(yè)等體力勞動中解放出來，集中精力鉆研教材和教學(xué)法，提高教學(xué)效率。

3.鼓勵學(xué)生共同設(shè)計、全程參與的“全開放設(shè)計實驗教學(xué)模式”。以學(xué)生作為共同設(shè)計者的理念為起點，結(jié)合地下空間工程實驗教學(xué)課程的定位，樹立全程參與意識，主張在課程中為學(xué)生創(chuàng)建全程參與式學(xué)習環(huán)境，允許他們參與課程各個環(huán)節(jié)，包括做出與實施決策，提升學(xué)習控制權(quán)和主導(dǎo)權(quán)，使學(xué)生真正成為課程主人翁，促進他們在課程學(xué)習中的主動投入。經(jīng)過前期課程實踐發(fā)現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)教師進行課程講授方式，這種全程參與模式會讓學(xué)生在課程開始無論被動或主動投入學(xué)習，最終效果會顯示，當課程結(jié)束，學(xué)生對課程知識點基本達到90%以上的熟練記憶程度。

三、推動網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)輔助實驗教學(xué)模式的建議

高校實驗教學(xué)的初衷是提高高等教育質(zhì)量，加強人才培養(yǎng)，拓展終身學(xué)習能力。要實現(xiàn)上述目標，完成網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與實驗教學(xué)模式的有機整合，達到網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為實驗教學(xué)所用的目的，要認真做到以下幾點。第一，必須以現(xiàn)代教育思想為理論基石，不能排斥現(xiàn)代日趨新穎的各類新事物。第二，必須變革傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)與新型的教育理論相對應(yīng)的新型教與學(xué)方式。第三，構(gòu)造信息化的教學(xué)環(huán)境，特別是在課堂的教學(xué)環(huán)境設(shè)計中應(yīng)能充分反映信息技術(shù)的應(yīng)用，真正發(fā)揮信息技術(shù)在教學(xué)中的優(yōu)勢，實現(xiàn)二者的有機整合。

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