“天然氣水合物處理技術”混合教學多維考核的教學實踐

史博會 梁永圖 宮敬

[摘 要] 文章基于中國石油大學（北京）油氣儲運工程系“天然氣水合物處理技術”混合教學多維考核的教學實踐為例，以培育具備分析與解決油氣儲運工程過程中出現的水合物相關復雜問題能力的工程技術人才為目標，通過借助“雨課堂”智慧教學工具的課堂講授、各類“工程”案例及熱點議題的分組研討、i-Labx虛擬實驗平臺海底水下生產系統《水合物生成與消除》實驗的強化鍛煉，以多手段實施“以學生為中心”的混合教學和多維考核，同時通過網絡教學平臺課程門戶網站的線上學習資源，結合微信實時互動交流，全面充分調動學生的自主學習能力，從而提升學生解決復雜工程問題的能力。本課程教學實踐可為工科類高校相關課程，開展混合教學和多維考核提供借鑒與思考。

[關鍵詞] 雨課堂;網絡教學平臺;課堂研討;虛擬實驗;混合教學;多維考核

[基金項目] 2018年中國石油大學（北京）教材建設項目“《天然氣水合物處理技術》”;2019年中國石油大學（北京）金課建設項目“線上線下混合金課之《油氣集輸》”;2019年中國石油大學（北京）虛擬仿真平臺建設項目“海底油氣管道輸送系統流動保障虛擬仿真實驗平臺建設”

[作者簡介] 史博會（1984—），女，河北人，工學博士，副教授，研究方向為油氣儲運工程;梁永圖（1971—），男，河北人，工學博士，教授，研究方向為油氣儲運工程;宮 敬（1962—），女，遼寧人，工學博士，教授，研究方向為油氣儲運工程。

[中圖分類號] G642 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）39-0318-03 ? ?[收稿日期] 2020-04-16

大規模開放在線課程推動了21世紀教育教學的數字化、網路化、智能化、全球化進程[1]。迫使高校教育教學工作，必須思考如何改變以往填鴨式教學的陳舊方式，吸引學生們在有限的課堂教學中，將多種新型的教學方式相結合，以提高學生的學習效率，以期最終實現學以致用的目的。李逢慶[2]對混合式教學的概念界定，給出了這樣的定義：“混合式教學是指在適當的時間，通過應用適當的媒體技術，提供與適當的學習環境相契合的資源和活動，讓適當的學生形成適當的能力，從而取得最優化教學效果的教學方式。”

本文就“天然氣水合物處理技術”這樣一門專業性強的工科拓展選修課為例，將本課程開展的以“雨課堂”[3]、網絡教學平臺、課堂講授與研討、微信互動交流群等多種方式相結合，進行教學設計與教學實施，來體現混合式教學的精神實質。通過從混合式教學目標與總體思路、智慧網絡教學技術的運用、調動學生自主學習形式的分析及教學效果的評估等方面進行總結、研究。文章的研究可為高校教師開展混合式教學、翻轉課堂教學等提供一定的借鑒意義。

一、開展混合式教學的目標

“天然氣水合物處理技術”課程是面向油氣儲運工程開設的專業拓展選修課，可為油氣儲運工程從業人員拓展天然氣水合物處理技術的專業深度與廣度，是具有鮮明專業背景特色的選修課程之一。課程目標是：通過將天然氣水合物基礎概念理論與工程實際問題相結合，采用傳統講授與學生討論分析相結合的方式，借助雨課堂、網絡教學平臺等多種形式，使學生熟練掌握天然氣水合物基礎理論與專業知識，培養學生解決油氣儲運工程領域天然氣水合物相關復雜工程問題的能力，達到學以致用的目的。

本課程開展混合式教學，可更好地實現對學生知識掌握程度的了解，可更好地培養學生解決油氣儲運工程領域復雜工程問題的解決，可更好地實現課程的總目標。混合式教學最終可以全面激發學生的求知欲，充分調動學生的課堂參與性，更能有效地促進學生課下研討學習的自主性。

二、混合式教學總體思路

作為一門專業拓展選修課，盡管課程內容專業性強，但是天然氣水合物作為熱點的能源詞匯，特別是在2017年中國首次是試開采天然氣水合物獲得的成功之后，2020年我國二次試采再次取得成功，如此通過各種媒介渠道的報道，使得同學們對天然氣水合物有了初步的了解。對于如何上好這門課程，在科普基本概念，強化專業知識的同時，又不乏趣味性，是本門課程開展混合式教學的重要任務。

不同于在線與線下交互教學的SPOC模式[4]，本門課程的混合模式在于搭載“雨課堂”的互動式教學，基于網絡教學平臺發布教學資源，將傳統教師課堂講授與學生分組學習課堂研討交流相結合，實時的微信群交流平臺，最終實現選用適當的混合模式，以獲得最優的教學效果。

三、“雨課堂”互動教學環節設計

“雨課堂”是一個智慧教學工具，其功能強大，可以將前沿的信息技術，包括云計算、移動互聯網和數據挖掘等融入的課堂教學中[3]。讓教師在課堂中教（PPT演示）與學生的學（手機微信），通過最為熟悉的應用平臺，讓教學過程更具有互動性，讓教學效果信息的獲取更加直觀[5，6]。“雨課堂”可實現課前預習，課上互動，課后答疑及長久信息留存等功能。

具體的教學實施過程中，課堂上的幻燈片，可以逐頁發送到學生微信端。學生不用疲于拍照和抄寫，而將側重于老師講授的具體知識。同學們，還可以對老師講解不清楚的幻燈片，標注“不懂”。根據這些信息，可以隨具體情況確定課程重點復習內容。

隨堂測試，不論是對知識點的復習，還是對重點內容的鞏固，都有助于老師對學生知識掌握程度的快速了解。特別是對于大家生澀難懂的知識，表現為正確率不高的題目，在教學過程中可以隨時調整教學時間安排，增加對相關內容的著重講解。這充分體現了，通過智慧教學手段獲取實時測試結果信息的價值。

課后小結中，課堂人數，學生數據，習題數據，課件數據，教學內容，教學設計與備忘。每個欄目的設計，都使得智慧教學工具的數據挖掘能力得以良好體現。面向教學的全景式數據記錄，可以為師生個性化的分析已經發生的教學過程，客觀深入地了解教學現狀，以便積極主動地為未來的安排教學過程，提供科學的決策依據。此外，對于“雨課堂”彈幕式的討論功能，在本門課程的教學過程中，經常作為我們課間5分鐘的互動環節。各種信息均可以暢所欲言，哪怕只是打個招呼，都可以使得本來就沉悶的課堂5分鐘，活躍起來。這不僅增加了課堂的時尚感，拉近了師生之間的心理距離，而且促進了大家的相互了解與互動。

正是由于“雨課堂”這樣一個讓學生們在課堂上沉迷于手機游戲、微信等其他影響課堂教學的因素中脫離出來。老師不定期隨時限時1分鐘的隨堂答題過程，讓學生們不得不專注于“雨課堂”，否則就會出現時間來不及，沒有答題，課堂測試成績為零成為問題預警學生的危險。當然，更多的學生會積極的成為答題小能手，更加開心于老師通過紅包形式給予的獎勵。盡管金額有限，排名靠前拿到好成績的同學，都說如同幼孩時代拿到了老師獎勵的小紅花一樣興奮。在本門課程的“雨課堂”互動教學設計中，借助于移動互聯網和大數據分析的技術手段，這種混合式教學的新型模式值得大家參考與借鑒。這正是一種“互聯網+黑板+移動終端”的新型教學模式[7]。

四、網絡教學平臺發布教學資源

除了通過“雨課堂”的形式推送課件到學生的微信端外，本課程還依托中國石油大學（北京）網絡教學平臺建設，建立了《天然氣水合物處理技術》課程門戶。學生們，可以通過該網站，對本門課程的基本簡介、教學方法及參考教材有初步的了解，方便進行章節預習、學習與復習。此外，有關本門課程所有重要的教學資源文件，包括課件和講義等，均可通過該門戶網站下載學習。此外，將與課程相關的新聞資料、專業書籍、視頻資源，發布分享到課程網絡門戶中，可以極大的激發學生們對本門課程的學習興趣，拓展學生們學習的廣度與深度。本課程門戶，截止2020年4月，課程門戶訪問數多達超過27000多次，足可以體現該平臺深得學生們的喜歡。資源的分享，不再單純以直接拷貝和郵件發送的形式，讓學習資源的獲取更加的網絡化，數字化，時尚化，拉近了與學生們的距離。

將網絡教學平臺作為線上的教學環節，與線下的“雨課堂”互動教學，實現更好的融合。這樣的混合式教學模式則將更加具有技術先進行，通過數據的分析與挖掘，實現科學地教與學，更好地多維度評價學生的學習效果。

五、學生分組學習課堂研討交流

天然氣水合物的研究，作為熱點前沿問題，一直備受學術與工業界的關注。為了拓展學生們的國際視野，將通過本門課程所學到的學術英語學以致用。本課程在學生們在上課之初，就布置學期結束要完成的“分組學習及研討”題目。以2017年國際水合物會議四個核心議題，作為本門課程學習資源。

分組學習及研討的要求與安排如下：利用兩周時間分組并完成選題，每個小組選擇一篇最有興趣的2017年國際水合物會議中發表的文章，用一個月的課余時間完成閱讀，小組共同完成一個限時的幻燈片演示演講，每位小組成員單獨提交一份閱讀心得總結。這樣，就可以通過自主調研分析和團隊協作交流，讓學生們鍛煉撰寫報告、陳述發言，清晰表達的能力，并提高學生能在一定國際化視野的情境中進行專業學術討論的技能。此外，為了更好的對學生的研討情況進行評價，采取老師評價與小組互評相結合的方式。

在課程結束前的最后一次課，進行分組研討。在各組匯報之前，為了能夠達到更好的討論和匯報效果。在匯報日之前，我對各個小組提交的演示文稿進行逐一分析與指導是重要的一環。對于每個組，從匯報格式、邏輯、內容準確性、布置排版、匯報時間等多角度給予分析評價，并提出了修改完善意見。匯報過程中，學生專注投入，討論的問題，圍繞課堂知識，有擴展有延伸。

六、微信群交流學習平臺

在上課之初，我們就建立了本課程的學習交流群，通過同學之間相互的邀請來加入進來。在匯報自主學習階段，同學們會根據所選擇的文章，借助網絡平臺的資源開展獨立學習。對于不懂的難懂的學術困惑，可以通過微信平臺與我直接溝通，大家也可以共同討論分析。對于共性的問題，我會采取語音講授和文字講解相結合的形式來完成。對于個性的問題，還可以通過面對面的形式來完成。微信群這樣的一個交流平臺，將課程的答疑不僅僅局限于課后，課間和固定的答疑室。隨時隨地，實時的信息溝通，讓老師與學生們毫無距離感。

七、教學效果評估

課程結束后，匯總分析學生的成績。借助“雨課堂”強大的數據分析技術，可以直接獲取學生隨堂測試與出勤情況數據。章節總結作業的情況，可以得知同學們對于關鍵知識點的總結基本上能做到全覆蓋。通過這樣的一個強制總結學習要點的要求，讓大多數同學能夠有溫故知新的好習慣，從而強化了課堂教授知識在課下的學習與吸收。分組學習及研討成績，以小組互評和教師評分為基礎，最終獲得14個小組每組的百分制平均成績。從課堂匯報效果以及大家的最終成績來分析，學生們的從中獲得的收益很大，鍛煉了團隊協作，自主學習，匯報總結，演講表達等多種能力。期末考試內容，涉及了基本概念、基本理論、綜合性題目。考察重點是天然氣水合物的基本原理、工程應用實踐及綜合，使學生在分別學習各個知識點的過程中始終注意到知識點之間的密切聯系，從而能夠靈活掌握天然氣水合物處理的基礎知識和應用。匯總本年度學生期末成績與上一年的未開展混合式教學的學習成績比較，如圖1所示。從中可以看成，混合式教學模式，對于學生掌握知識，鍛煉能力，均較常規講授式教學，有較好的提升。

八、結論

通過開展一門24學時的選修課“天然氣水合物處理技術”課程混合式教學的實踐與評估分析，使得學生在教學過程中，有認同感，知識得到了拓展，能力得到了提高。在混合教學模式中，采用了多教學手段，融合多技術講授，運用多智慧教學，通過多形式考核，加之多平臺交流。具體而言，運用“雨課堂”開展互動教學設計，通過“網路教學平臺”發布教學資源與信息，布置具有挑戰性的分組討論學習任務，并通過多渠道與學生交流，使得課程的教學評估無論從學生成績的提高上，還是學生匿名的評價上都得到了很好的效果。

參考文獻

[1]陳吉榮.國外慕課研究最新發展評述[J].外語教學與研究（外國語文雙月刊），2016（1）：118-127.

[2]李逢慶.混合式教學的理論基礎與教學設計[J].現代教育技術，2016（9）：18-24.

[3]王帥國.雨課堂：移動互聯網與大數據背景下的智慧教學工具[J].現代教育技術，2017（5）：26-32.

[4]陳然，楊成.SPOC混合學習模式設計研究[J].中國遠程教育，2015（5）：42-47，67.

[5]鄧亮.基于“雨課堂”混合式教學模式設計與實踐[J].中國人民公安大學學報（自然科學版），2017（2）：105-108.

[6]徐盛夏.教學方式與時俱進：“雨課堂”教學[J].教育現代化，2016（11）：191-192.

[7]夏魯惠.教學信息化必須面向教改實際[N].光明日報，2016-7-26.