高職高專地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評價課程信息化教學(xué)探索

黃茜蕊+譚姝+張香群

摘 要：在當(dāng)前信息化的高度發(fā)展背景下，高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，教師的教學(xué)方式都面臨巨大的變革和挑戰(zhàn)，通過對地質(zhì)災(zāi)害類專業(yè)《地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評價》課程的分析，淺析教學(xué)過程中的難點，地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評價教學(xué)的特殊性，提出解決方案，對教學(xué)改革、教師的個人業(yè)務(wù)水平，學(xué)習(xí)平臺的搭建提出要求，加強校企合作，高校之間的合作，優(yōu)質(zhì)資源開發(fā)和共享是十分必要的。

關(guān)鍵詞：信息化教學(xué) 教學(xué)改革 VR技術(shù)

地質(zhì)災(zāi)害類專業(yè)是實踐性較強的艱苦專業(yè)，即要求學(xué)生掌握扎實的理論基礎(chǔ)，又要求學(xué)生有很強的實踐能力，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有多變性、隨機性、復(fù)雜性等特點，不可預(yù)知的問題較多，學(xué)生需要通過信息化教學(xué)根據(jù)教學(xué)環(huán)境中信息的傳遞方式和學(xué)生對知識信息加工的心理工程。信息化教學(xué)設(shè)計是上海師范大學(xué)黎加厚教授提出的，就是運用系統(tǒng)方法，以學(xué)生為中心，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)和信息資源，科學(xué)地安排教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)和要素，以實現(xiàn)教學(xué)過程的優(yōu)化。應(yīng)用信息技術(shù)構(gòu)建信息化環(huán)境，獲取、利用信息資源，支持學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而優(yōu)化教學(xué)效果。

一、背景分析

1.新媒體技術(shù)的高速發(fā)展

近年來，新媒體主導(dǎo)了整個信息傳播技術(shù)，新媒體主要是指在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，通過網(wǎng)絡(luò)、微博、手機、微信、移動電視等渠道，向用戶傳播信息的新興媒體形態(tài)[1]。對當(dāng)代高職高專學(xué)生而言，新媒體無疑影響著學(xué)習(xí)、生活的方方面面，教學(xué)活動同樣是一種信息傳播活動，也越來越依賴新媒體的技術(shù)革新，因而現(xiàn)階段教育理念、教學(xué)方法和手段都將面臨巨大改變。新媒體的主要特征包括數(shù)據(jù)的海量性，學(xué)生可以隨時隨地接收信息，信息量巨大，更新速度快；互動性，新媒體給教師和學(xué)生提供了可以雙向交流的平臺，不受地域時間限制，可以動態(tài)驅(qū)動，實時響應(yīng)；個性化，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣點選擇喜歡的內(nèi)容進行學(xué)習(xí)，可以實時傳播學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生也面臨更多豐富的選擇。在這樣一個背景下，促使高職院校教育理念和教育技術(shù)的更新迫在眉睫，教師必須了解國際國內(nèi)最前沿的教育教學(xué)發(fā)展動態(tài)，跟蹤教育理念與技術(shù)更新，以此提高自己的教學(xué)水平。目前在云計算技術(shù)的高速發(fā)展前提下，很多學(xué)校逐步開始分析和使用云數(shù)據(jù)。職能手機和平板電腦的普及，學(xué)生日常的學(xué)習(xí)方式也在逐步發(fā)生改變，學(xué)生也可以根據(jù)自己的需要來搜索信息，滿足自身知識需求。

學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變催生了高職教育教學(xué)方式的改變，學(xué)校里涌現(xiàn)出越來越多的新的教學(xué)方法和教學(xué)模式，如混合式學(xué)習(xí)、在線學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)、MOOCs、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等，這些新的更為多樣化的教學(xué)方法和教學(xué)模式更能夠滿足學(xué)生個性化、多元化的學(xué)習(xí)需求

2.高校信息化教學(xué)轉(zhuǎn)向內(nèi)涵式發(fā)展

高校在過去十?dāng)?shù)年的教育信息化進程中，主要把精力集中在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字化校園、多媒體計算機教室、數(shù)字化實驗室、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺以及數(shù)字化教學(xué)資源等方面，實質(zhì)上是致力于信息化教學(xué)環(huán)境的建設(shè)，而對信息化教學(xué)如何切實提高教育教學(xué)質(zhì)量并沒有給予充分關(guān)注和深入研究。隨著《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃》的頒布，如何實現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合不僅成為學(xué)術(shù)研究的熱點，也是高校教育教學(xué)實踐的重點[2]。

二、教學(xué)目標(biāo)分析

1.地質(zhì)災(zāi)害類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

地質(zhì)災(zāi)害類專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生具備水文地質(zhì)與工程地質(zhì)相關(guān)理論基礎(chǔ)，能夠描述和分析各類地質(zhì)災(zāi)害基本特征、成災(zāi)機理及其演化趨勢，具有對常見地質(zhì)災(zāi)害進行調(diào)查、勘察與評價基本能力，適應(yīng)生產(chǎn)建設(shè)第一線的高素質(zhì)技能型人才。

2.地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評價課程教學(xué)目的

是地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與防治專業(yè)的一門主要技術(shù)方法性課程，屬于專業(yè)必修課。課程以常見多發(fā)的災(zāi)種為主線，講授崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地裂縫、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害的形成條件、特點、分類、調(diào)查評價要點、資料整理與成果編制、防治措施等內(nèi)容。

該課程的教學(xué)目的是使學(xué)生在先修課程的基礎(chǔ)上，認(rèn)識常見多發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的特點、形成發(fā)展機制等，進而掌握地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評價的方法和步驟、成果資料編制及常見防治措施。

三、教學(xué)實施中的困難與問題

1.多媒體教學(xué)的局限性

地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評價課程中，學(xué)生學(xué)習(xí)重點是地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)識和理解，如何將抽象的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象搬入到課堂當(dāng)中，制造身臨其境的效果，一直是地質(zhì)災(zāi)害教學(xué)探討的難點。

傳統(tǒng)方法中，使用多媒體教學(xué)是最直接、效果最好的一種教學(xué)方法，就云南國土資源職業(yè)學(xué)院而言，學(xué)校配備足夠用的多媒體教室，該課程的每一堂課也可以保證在多媒體教室中進行，利用圖片和視頻的展示，相對于板書加教材的實例圖片教學(xué)要更為豐富，提高了學(xué)生讀圖識圖能力。然而多媒體教學(xué)僅局限于播放ppt課件是遠遠不夠的，圖片和視頻能滿足的只是學(xué)生對于地質(zhì)災(zāi)害的直觀認(rèn)識，并不能通過圖片構(gòu)建實景進行現(xiàn)場勘查、記錄、分析、提出防治方案等工作。地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評價注重實踐教學(xué)，實踐教學(xué)是提高學(xué)生動手能力分析能力，獲取實踐經(jīng)驗的重要環(huán)節(jié)，是發(fā)展學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的關(guān)鍵，也是培養(yǎng)學(xué)生將理論知識運用于解決實際問題的能力的有效途徑。地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評價，需要大量的一線工作，尤其要重視對實踐教學(xué)環(huán)境、教學(xué)內(nèi)容的整體系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計。

2.野外實訓(xùn)的危險性

為彌補理論教學(xué)的缺憾，該課程設(shè)置了為期1周的野外實習(xí)實訓(xùn)，實習(xí)地點位于云南省昆明市東川區(qū)，屬云南省東北部的小江流域，小江流域位于云貴高原北緣，屬于海拔2000～4000m的中高山區(qū)；其地勢陡峻，切割劇烈，相對高差一般在2000m左右，最大高差為3340m。小江流域地層發(fā)育較全，除缺失白堊系外，自中元古界昆明群至第四系均有發(fā)育，總厚達17500m.主要巖性為板巖、砂巖、頁巖、泥巖、灰?guī)r、玄武巖和松散沉積物.大部分巖石強度低、結(jié)構(gòu)破碎、風(fēng)化嚴(yán)重，故該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率高、規(guī)模大，endprint

學(xué)生在實地實訓(xùn)調(diào)查中，可以接觸到崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，獲得一定的野外工作經(jīng)驗，實地勘察記錄，分析，教學(xué)效果較好，然而該實訓(xùn)有較高的危險系數(shù)，實習(xí)期恰逢雨季，教師帶學(xué)生在地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的山區(qū)，以60-70人一個團隊行經(jīng)危險路段，雖然得以觀測到地質(zhì)災(zāi)害，獲取一手資料，但這對于還處在學(xué)習(xí)階段的大學(xué)生，是有一定安全隱患的。

3.師生互動的不充分性

在課堂教學(xué)中，按照課程標(biāo)準(zhǔn)進行教學(xué)，班級人數(shù)大約60-70人，授課教師無法準(zhǔn)確跟進學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，難以給予學(xué)生個別化輔導(dǎo)，屬于批量式生產(chǎn)的教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)訴求無法被挖掘，如何準(zhǔn)確記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程，分析學(xué)生學(xué)習(xí)行為，找出學(xué)生薄弱環(huán)節(jié)，有針對性的智能推送學(xué)習(xí)資源，如何利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等提供相關(guān)幫助。

在野外教學(xué)工程中，受到實地場地噪音、現(xiàn)場道路交通限制、學(xué)生人數(shù)眾多等條件的限制，常常一個班級只有少數(shù)學(xué)生能夠接受到教師所有的教學(xué)內(nèi)容，且大部分學(xué)生沒有時間或機會及時將實習(xí)過程中需要解答的專業(yè)技術(shù)問題告知教師并獲得反饋，而回到室內(nèi)資料整理階段，當(dāng)時的情景已不再。因此，如何增強師生互動性，也是信息化教學(xué)需要解決的問題。

4.資金來源的不穩(wěn)定性與教學(xué)資源的匱乏

課程在信息化教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展方面至少存在三個軟肋：一是資金不能充分保障；二是人力資源不夠，尤其是資源開發(fā)、運維管理等方面技術(shù)人員嚴(yán)重不足；三是創(chuàng)新推廣能力欠缺。難以發(fā)揮信息化教學(xué)服務(wù)社會的潛力。

地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評價在中國大學(xué)mooc中還沒有資源，在視頻公開課中有中國地質(zhì)大學(xué)的《地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測與防治》這一類似課程，國家精品課程網(wǎng)只有安徽理工大學(xué)的《地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害防治》，而針對高職高專的僅有我校的省級精品課程資源庫。地質(zhì)災(zāi)害成因演化規(guī)律需要數(shù)據(jù)庫和大量的數(shù)值模擬，也需要大量的案例，實物模型，這些都沒有比較完善的現(xiàn)有資源。成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護國家重點實驗室是我國地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)域唯一的國家重點實驗室，實驗條件優(yōu)越，偶爾有公眾開放日，可以做地震的振動模擬、降雨模擬、泥石流模擬、滑坡機制模擬、地質(zhì)災(zāi)害數(shù)值仿真模擬等，然而這些實驗條件幾乎不可能運用到我校高職高專的日常教學(xué)。教學(xué)資源的開發(fā)也是未來需要解決的一個難題，同時也是我們探索的方向。

四、解決思路

1.更新教學(xué)理念，提升數(shù)字化教學(xué)能力

利用開放教學(xué)資源、精品課程共享資源庫、視頻公開課、國家專業(yè)教學(xué)資源庫來獲取信息，在信息化教學(xué)中講教師的角色由傳統(tǒng)的傳道授業(yè)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的促進者，引導(dǎo)學(xué)生有效的利用信息化資源，共同探討交流，課堂轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鞯膶W(xué)習(xí)方式。行業(yè)內(nèi)實現(xiàn)資源共享，與開設(shè)該專業(yè)的高校共同開發(fā)資源。

2.探索多樣化的教學(xué)方法，搭建互動學(xué)習(xí)平臺

《2014年上?；A(chǔ)教育信息化趨勢藍皮書》提到：“技術(shù)與教育互相滲透呈現(xiàn)出教材多媒化、資源全球化、教學(xué)個性化、學(xué)習(xí)自主化、任務(wù)合作化、環(huán)境虛擬化、管理自動化、系統(tǒng)開放化等八大結(jié)構(gòu)性特征。”在這種新形勢下，我校應(yīng)針對教師開展混合式學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)、MOOCs、翻轉(zhuǎn)課堂等新的教學(xué)方式的培訓(xùn)，讓教師了解其適應(yīng)性和具體做法，并根據(jù)自己所教課程的特點和學(xué)習(xí)者的特征，選擇適用而有效的教學(xué)方法，并在自己所教課程中大膽嘗試，不斷積累經(jīng)、總結(jié)提升。

近幾年，我校由于招生方式多樣，生源越來越復(fù)雜，辦學(xué)形式越來越靈活，有普通高中畢業(yè)生，有單獨招生，有三校生，有五年制轉(zhuǎn)段學(xué)生，因此針對不同學(xué)生展開教學(xué)，建立個性化的學(xué)習(xí)平臺非常必要。在大數(shù)據(jù)時代，我們可以統(tǒng)計更為完善的學(xué)習(xí)信息，在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中及時通過平臺記錄學(xué)習(xí)情況，學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、生活規(guī)律，學(xué)生喜歡的互動方式等。建立的個性化學(xué)習(xí)平臺上，可提供學(xué)生根據(jù)自己的實際學(xué)習(xí)基礎(chǔ)選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和方案，按照學(xué)生的接受程度來選擇學(xué)習(xí)方式和考核方式，學(xué)習(xí)平臺方便教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時推送所需信息。

3.利用VR技術(shù)營造沉浸式學(xué)習(xí)情境

大部分多媒體信息系統(tǒng)只能按照設(shè)計好的流程進行，學(xué)生主要是被動的瀏覽和接受，學(xué)生參與學(xué)習(xí)的過程不能滿足，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以即帶來真實沉浸感又有良好自然交互式學(xué)習(xí)。由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以使人以真實的感覺沉浸在虛擬環(huán)境中，能夠使人在虛擬環(huán)境之中產(chǎn)生多維信息的互動，因此該技術(shù)具有可以對虛擬環(huán)境中的“客觀世界和客觀事物”產(chǎn)生感性（或理性）的認(rèn)知。其所帶來的視覺“沉浸感”和可交互性能讓學(xué)生進入觀察學(xué)習(xí)、模擬操作等，它可以模擬真實的工作場景，讓學(xué)生身臨其境般地體驗工作過程。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，VR技術(shù)帶來的體驗式學(xué)習(xí)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，不僅可以打破空間、時間的限制，還可以節(jié)省成本，規(guī)避風(fēng)險[3]-[5]。

目前VR用于醫(yī)學(xué)學(xué)生模擬實習(xí)、飛行員訓(xùn)練、汽車輪船駕駛、建筑施工等，對于地質(zhì)災(zāi)害類專業(yè)，同樣需要現(xiàn)實的工作環(huán)境來訓(xùn)練，且現(xiàn)實場景加以一些虛擬條件，如在某實習(xí)區(qū)，虛擬不同的降雨量或施加不同震級的地震、人類工程活動等外部誘發(fā)因素來模擬不同的實習(xí)項目，讓學(xué)生在不同條件下調(diào)查評價，甚至可以提供學(xué)生危險場景體驗，而不需要考慮安全隱患?？稍O(shè)計益智游戲、情境學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、移動教學(xué)等多種虛擬現(xiàn)實技術(shù)，寓教于樂。利用VR技術(shù)的沉浸感可以拓展學(xué)習(xí)的多維度空間，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，“身臨其境”讓學(xué)習(xí)更安全。還能突破時間和和空間的界限，到達災(zāi)害發(fā)生的一線，進行現(xiàn)場勘查。VR技術(shù)還能模擬可能會發(fā)生的真實情境，讓學(xué)生進行模擬訓(xùn)練與操作，在安全的前提下讓學(xué)生進行調(diào)查和防護。

4.加強校企合作，促進成本的縮減

VR技術(shù)的核心是軟件開發(fā)和硬件配備，開發(fā)成熟以后可謂一勞永逸，只需要在細(xì)節(jié)上進行不斷改進，不再需要像教材和設(shè)備、耗材一樣重復(fù)購買，可以一個VR實訓(xùn)室中實現(xiàn)多種實訓(xùn)教學(xué)功能，同時不會產(chǎn)生材料消耗，由此可以極大地降低教學(xué)成本、減少浪費，對于地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評價實訓(xùn)而言，即減少了車馬勞頓，四處奔波，又降低了學(xué)生出行住宿、餐飲等大量資金消耗。

VR技術(shù)創(chuàng)設(shè)一種學(xué)習(xí)情景真實、學(xué)習(xí)內(nèi)容形象、學(xué)習(xí)方式有趣味、學(xué)習(xí)手段先進、學(xué)習(xí)資源豐富的綜合性學(xué)習(xí)平臺，突破時間和空間的限制，減少現(xiàn)實空間中某些實踐操作訓(xùn)練的困難和危險，大幅度降低實踐教學(xué)成本。因此，在現(xiàn)代職業(yè)教育中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助教學(xué)具有廣闊的前景[6]。

充分利用已有資源，加強學(xué)校與學(xué)校之間的資源共享，合理開發(fā)優(yōu)質(zhì)資源，與企業(yè)探索資金籌措的多元化渠道和方式，探索技術(shù)的創(chuàng)新推廣和盈利模式，進一步提供教學(xué)改革的新平臺，在合作共贏中相互促進，良性發(fā)展。

參考文獻：

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