智慧樹混合式教學在井巷設計與施工課堂中的應用★

林井祥 劉慧瑩 張繼忠

(黑龍江科技大學礦業工程學院，黑龍江 哈爾濱 150022)

我國政府相關部門出臺了一系列“互聯網+教育”的文件，如《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020)》中明確指出，要強化將信息技術應用于教學的觀念，教師要努力提高信息技術的應用水平，進一步改進教學方法從而提高教學效果，還要鼓勵學生充分利用信息技術手段自覺主動的進行學習[1]；如教育部《2015年教育信息化工作要點》中指出：“堅持促進信息技術與教育教學深度融合的核心理念”等；如教育部《教育現代化2.0行動計劃》中明確指出，努力構建“互聯網+教育”條件下的人才培養模式等[2]。混合式教學正是一種典型的“互聯網+教育”的一種新模式，它就是綜合傳統課堂線下教學和數字化或網絡化線上教學的優勢，體現教師為主導、學生為中心的教學理念，極大地提高學生學習的自主性和積極性，進而獲得最優化教學效果的教學策略[3]。

黑龍江科技大學是黑龍江、吉林乃至內蒙地區唯一一所以礦業為特色的高校，為區域經濟和我國煤炭工業的發展做出了突出的貢獻，被譽為“煤炭工業的脊梁”。礦業工程概論課程正是學校立足“大礦業”發展戰略的代表性課程，同時也是我校選課學生最多、開課歷史最悠久的非采礦專業學生的專業選修課程。近年來礦業工程概論課程課題教學中遇到了許多問題，如書本知識空洞、互動性不足、教學手段單一、學習興趣低等問題，因此有必要對礦業工程概論課程教學模式進行改革。本研究選擇課程主要知識單元井巷設計與施工，結合“互聯網+教育”的教育理念，就線下教學模式遇到的問題進行深入分析，依托智慧樹網絡平臺，構建線上線下混合式教學模式。

1 課程及主要知識單元教學現狀

礦業工程概論課程是礦業類高校面向非采礦工程專業本科生開設的專業方向選修課，主要面向測繪工程、安全工程、資源勘查工程、地質工程、礦物加工工程等專業開設，本課程既具有理論性，又具有較強的實踐性，是培養學生創新思維和實踐能力的重要課程。課程教學內容涵蓋采礦工程專業學生學習的煤礦開采學、礦山地質學、井巷設計與施工、礦山壓力及其控制、礦井通風與安全等多門核心課程教學內容。礦業工程概論課程學時僅為32學時，課堂講授30學時，模型實驗2學時。其中主要知識單元井巷設計與施工學時為6學時，主要知識點為巖石性質與工程分級、巷道斷面設計、巷道掘進、立井開鑿與延深。在傳統的課堂講授過程中，該知識單元教學主要存在以下問題：一是書本知識空洞、互動性不足；由于課時少，且需講授內容多，在講課過程中，課程授課老師只能遵循教材和教學大綱，“就重避輕”講解重要的核心知識點，對于非采礦專業學生來說，這種“填鴨式”授課模式，學習難度大大增加，學生反映書本知識空洞，課堂氛圍不活躍，導致教學中師生的互動性不足。二是教學手段單一、學習興趣低；當下大多數教師采用“板書+多媒體”手段授課，板書教學中，往往教師講的很投入，而學生卻做與學習無關的事情，多媒體教學中，教師多側重課件的動畫效果和絢麗性，忽略了課件內容的聯系性和邏輯性，教學手段單一，學生難以抓住關鍵點，師生之間缺乏活動性，造成學習興趣低[4-6]。

2 混合式教學模式及智慧樹平臺

2.1 混合式教學模式

混合式教學最早出現在美國的企業培訓中，后來被借鑒引進到教育領域，2003年引入到國內。它是指將傳統的面對面教學與網絡教學有機地融合起來，實現學習目標最優化的一種教學模式。混合式教學體現了“以教師為主導，學生為主體”的教育理念。即教師在其中體現的是引導、啟發、監控教學過程的主導作用。學生則體現的是學習的主動性、積極性與創造性。現在常見的混合式教學模式有三種：分別是技能驅動模式——是學生自己制定計劃進行自主學習和教師提供的在線指導相結合；態度驅動模式——是傳統的課堂學習和線上的合作學習的混合；Barnum和Paarmann模式——是將學習資料上傳到網上，學生根據自身的需求及時地到網上自學相關內容，遇到問題可以及時聯系相關教學者解答疑惑，盡管網絡學習起到了非常積極的作用，但是人與人之間彼此的交流也很重要，有助于自身獲得知識，構建自己的體系并在網上與他人分享[7,8]。Barnum和Paarmann模式恰好與本文研究的模式比較契合。基于智慧樹的混合式教學就是Barnum和Paarmann模式，課前教師將學習資源上傳到智慧樹平臺供學生自主學習，課堂上學生分組討論，進行任務探究，課后教師推送任務單，學生完成課后作業。師生課上、課下都可以在智慧樹上進行問題的討論交流。

2.2 智慧樹網平臺

智慧樹網平臺(以下簡稱智慧樹)隸屬于上海卓越睿新數碼科技有限公司，是全球大型的學分課程運營服務平臺，擁有優質的課程、穩定的平臺、直播/互動的網絡、豐富的經驗、專業的服務。自2013年首次在全國開展共享課程運行以來，已成功為3 000多所高校近6 000萬人次的學生提供了學分課程跨校修讀服務。截至目前，平臺已審核發布共3 223門優質共享課程，其中專業課程1 973門。老師可以選擇合適本專業類共享課程，在線直接組織學生按時開學上線學習，通過平臺實時了解學習進度，進行在線督促和答疑指導，以及在線布置作業、組織學生在問答區在線互動討論等。或者選擇直播教學功能搭載于智慧樹在線大學平臺中的翻轉教學空間模塊，翻轉教學空間是專為校內教學設計，旨在輔助老師完成各類校內教學活動。該模塊功能涵蓋“教、學、管、評、考”的教學全流程，支持混合式課程、翻轉課堂、小組教學、項目式教學、任務式教學等多種教學場景，同時支持各類課堂工具用于線下課堂場景，線上教學和線下教學過程全記錄，真正將線上課堂和線下課堂融為一體[9]。

3 基于智慧樹的混合式教學在井巷設計與施工知識單元中的實踐

為解決該知識單元書本知識空洞、互動性不足、教學手段單一、學習興趣低等問題，提高教學質量及效果，因此依托智慧樹平臺，采用線上線下混合式教學模式可解決上述問題。下面分別從線上教學環節和線下教學環節來闡述在教學實施過程中如何使用智慧樹平臺延伸傳統的課堂教學，實現線上、線下教學的深度融合。

3.1 線上教學環節

井巷設計與施工知識單元線上教學環節借助智慧樹平臺，采用“選用課程+直播+過程管理”的授課方法。選用課程：采用太原理工大學弓培林教授等13位教師建立的礦業工程概論課程，該課程學時為28學時，以煤炭資源開發利用為主，較為系統地講授地質、礦圖、開拓布置、采礦工藝、通風與安全、新型采礦方法、選礦技術等基本知識。其中井巷設計與施工教學內容基本覆蓋了我校該課程該知識單元教學大綱的主要知識點。直播：選擇智慧樹的翻轉課堂見面課進行直播，直播過程中主要進行互動答疑與重點知識點的講解，并通過提問、作業、研討檢驗學生選用課程學習效果。過程管理：課前、課中、課后的過程管理，課前發布學習任務，上傳相關學習資料，布置相關的選用課程視頻學習、資料學習、測試等內容，直播課堂中采用簽到、回答問題、頭腦風暴、互動交流等方式考查學生學習狀態，課后通過檢查學生學習進度、批閱階段測試和作業，及時在微信班級群中通報學習效果。

3.2 線下教學環節

礦業工程概論課程線下教學環節包括課前、課中、課后三個實施環節。課前實施環節主要是進行課堂教學設計，設計內容主要為學生線上學習反饋難理解的內容和井巷設計與施工教學內容的整合與拓展，通過大數據統計分析，統計學生線上學習的一些難理解的內容，反饋途徑是課程微信群或者翻轉課中的問答討論模塊，井巷設計與施工教學內容的整合與拓展的設計主要是教學方法的設計，豐富學習資源和授課內容，拓展課本知識和實踐環節。課中實施環節主要是課堂教學和實踐教學，根據課前教學設計，引出每次課教學重點、難點，采用案例式為主，討論式、提問式、模型演示、現場錄像和現場專家授課等綜合性教學方法。課堂教學主要以案例式教學為主，案例式教學主要選擇重要知識點的典型性案例，如巷道支護形式的選擇，可以選擇現場典型的礦井，針對它們不同地質條件、巷道用途、井巷施工工藝，逐一去啟發學生該巷道選擇哪種支護形式，并討論這種形式的優缺點及適用條件，調動學生課堂積極性，激發學生學習興趣，加深重點內容的理解和掌握。實踐教學主要是模型教學和礦業館參觀，增加實踐教學課時，通過利用各種模型演示，使學生建立空間立體感，如現代化礦井模型演示，通過聲光電等科技手段，模擬現代化礦井井上、井下各生產環節，將礦井各個生產系統和各種采掘工藝過程運行演示，有利于加深線上學習知識的理解，培養學生創新意識，進而增強知識學習的積極性。課后實施環節主要是內容教學總結和發布調查問卷，通過學生課堂和模型實驗學習情況和效果進行過程性總結，并總結內容及時反饋給學生，同時總結教學設計和教學方法的合理性，為后續教學提供參考。調查問卷主要是了解學生對于線上線下混合式教學方式的滿意度和認可度，了解學生自主學習和整體學習效果，以便在后續教學中采取相應的教學措施。

3.3 教學效果

為了確定基于智慧樹的混合式教學在井巷設計與施工知識單元教學中應用效果，通過在我校2018級資源勘查工程專業2個班級開展這種教學方式，學生的學習自主性和學習效果要優于往年該課程的學生，主要體現在課堂上回答問題的積極性、與教師交流互動的主動性和期末測試成績平均分提高5分以上。結課后在班級中開展了線下調查問卷，問卷主要涉及教學模式的滿意度、線上學習資源條件、學習過程影響因素和線下學習硬件條件等多個問題。問卷發放給2個班級53位同學，回收率和有效率為100%。其中有51位同學認為線上線下混合式教學模式優于傳統課堂教學，占總人數的96.2%；有46位同學認為智慧樹平臺中的學習資源對他們學習本單元有較大的幫助，占總人數的86.8%；有41位同學認為自己能很好的適應本單元的教學模式，占總人數的77.4%。從調查問卷結果中可看出，學生在主觀評價上都對混合式教學模式給予了正面的評價，認為該教學模式能提高他們的學習積極性和主動性。

4 結語

實踐證明，通過該教學模式的實施，改變了該知識單元的教學現狀，拓展了學生的學習時間和空間，改善了學生的學習效果，提高了學生的積極性、主動性和創造性，促進現代信息技術支持下的課堂教學改革和創新，有利于學生自主學習能力和創新能力等綜合素質培養，切實提高井巷設計與施工的教學質量，可為礦業類高校其他專業課程的混合式教學提供一定的參考。