線上線下混合式教學模式探究
——以“礦物加工學：物理選礦”課程為例

黃 根

（中國礦業(yè)大學（北京）化學與環(huán)境工程學院 北京 100083）

我國的煤炭資源比較豐富，但油氣資源短缺，長期以來，煤炭一直是我國的主要能源。近年來，隨著“碳達峰”和“碳中和”的提出以及對環(huán)境保護的日益重視，新能源技術得到迅速發(fā)展，在能源結構中的占比也逐漸提高，但短期內包括風能、水能和太陽能等在內的新能源還難以取代煤炭，煤炭仍將是我國的主體能源。煤炭的深加工和潔凈利用是減少燃煤污染的重要途徑，是實現“碳達峰”和“碳中和”的重要保障，近年來，煤炭的深加工和潔凈利用受到了廣泛的關注。

中國礦業(yè)大學（北京）礦物加工工程專業(yè)以煤炭分選和提純?yōu)橹饕厣瑫r兼顧其它礦物資源，如金屬礦、非金屬礦、固體廢棄物資源和二次資源的分選，在專業(yè)方面著重培養(yǎng)學生運用礦物加工基本方法、技術和設備解決各種復雜物質分離、提純和利用的能力。礦物加工工程專業(yè)“礦物加工學：物理選礦”課程以重力分選為核心，通過系統介紹物理選礦的基礎理論、選礦方法、選礦工藝流程以及物理選礦設備，在教學中著重培養(yǎng)學生應用物理選礦的理論知識，分析并解決煤炭及其它物質分選過程中遇到的各種問題的能力。

經濟和社會的快速發(fā)展，也對礦物加工工程專業(yè)人才提出了新的要求。當前的礦物加工處理對象已不再局限于傳統的煤炭、金屬礦和非金屬礦物的分選，礦山和城市固體廢棄物、廢舊鋰離子電池、電子廢棄物、廢水和廢氣等逐漸成為了礦物加工的重點處理對象。由于礦物加工對象日益復雜，涉及的專業(yè)較多，因此，在專業(yè)的教學和人才培養(yǎng)過程中，專業(yè)知識的交叉和融合顯得愈發(fā)重要，礦物加工工程傳統人才培養(yǎng)模式亟需進行升級。

在傳統專業(yè)教學與培養(yǎng)過程中，存在教學時空受限制、教學形式較單一、質量評價不全面等問題。尤其是近年來受到新冠肺炎疫情的影響，時空限制對教學的影響更加突出。在“互聯網+”的推動下，學校依托現代信息技術，將傳統的教學模式和人才培養(yǎng)過程與現代信息技術相結合，打破傳統線下授課的時空限制，拓展育人時空場所，對提高學生的自主學習能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識具有重要意義。

1 線下和線上教學模式的優(yōu)缺點

線下教學目前主要采用傳統的課堂教學。課堂上教師可以隨時與學生進行面對面交流，設置提問、討論、學生匯報展示等教學互動環(huán)節(jié)，提高學生在課堂教學過程中的參與程度。通過觀察互動環(huán)節(jié)學生的表現，可及時掌握學生對知識的把握程度，教師的注視也能使學生更專注地投入學習。線下教學時，教學過程比較緊湊，有利于教師更好地按照教學計劃完成教學目標。但傳統線下教學過程中更多的是教師的講授，學生主動思考和參與程度偏少。接受式、被動式的學習方式，不利于培養(yǎng)學生的自主學習能力。更為重要的是，目前的大學課堂教學由于受到學時數的限制，教師在教學過程中難以和學生深入互動，同時缺乏在線自主學習資源，因此，在線課程的建設成為解決上述問題的關鍵。

在網絡時代的大背景下，在線課程是大學課程教學的一種發(fā)展趨勢。相比于傳統的課堂學習，在線學習具有其獨特的優(yōu)點。在線學習時間沒有限制性，學生可以隨時隨地學習，通過在線學習，可以提高學生的自主性和主觀能動性。老師利用有限的課堂時間對學生的學習效果進行檢驗，同時可以轉變課堂教學模式，增加課堂交流和討論的時間。但線上教學也存在一定的缺點。線上教學時，教師難以全面掌握學生的學習狀態(tài)，對學生的學習過程難以實時督促和管理。學生的學習靠發(fā)揮其自主性，往往具有不可持續(xù)性。教師和學生缺少面對面的交流，通過網絡交流效率偏低。

2 “礦物加工學：物理選礦”課程現狀分析

“礦物加工學：物理選礦”課程是中國礦業(yè)大學（北京）礦物加工工程專業(yè)本科學生必修的專業(yè)核心課程之一。課程內容主要包括物理選礦的基本名詞和概念、礦物的基本性質如粒度組成和密度組成分析、煤炭可選性的評價方法、顆粒在空氣介質、水介質和重介質中的分選原理和主要設備、分選指標的評定以及煤炭分選基本工藝等。課程的教學目標是通過介紹物理選礦基本理論、分選方法和分選設備和工藝流程，使學生掌握物理選礦基本理論知識，著重培養(yǎng)學生的知識運用能力和解決復雜工程問題的能力。

課程目前設置的學時數為48 學時，采用線下教學的方式進行，教學過程中，發(fā)現存在以下問題。①該課程雖然學時數為48 學時，但課程內容和設置的教學環(huán)節(jié)較多，教學時，為了轉變學生的學習方式，將學生由被動接受式學習轉變?yōu)橹鲃佑懻撌綄W習，設置了較多的討論和師生互動環(huán)節(jié)，但設置的討論環(huán)節(jié)會占用一定的教學時間，導致教師講課時間比較緊張，需在兩者之間進行平衡。同樣，還需要平衡課堂上設置的隨堂測試或者提問環(huán)節(jié)的時間；②學生課前預先和課后復習時間不足。具體表現為上課時學生的準備不夠充分，部分學生對于老師的提問回答不上來；③課程的考核對于過程的評價不足。目前的課程考核主要包括兩個方面，期末考核占70%，平時成績占30%，平時成績主要包括上課時學生的出勤、課堂上的表現、回答問題和參與討論的情況、平時作業(yè)和階段測試成績等。盡管在平時成績的評定上設置了很多環(huán)節(jié)，但對于學生學習過程的考核和監(jiān)督仍顯不足，如學生的學習時長和學習效果，是主動式學習還是被動接受式學習；④缺乏在線學習資料庫。學生的學習主要是以教材為主，以課本為主的教材在學習時比較晦澀，部分相對復雜的內容學生可能難以理解，亟需建立課程的在線學習資料庫和教學平臺。

3 線上線下混合式教學的實施

為融合線下教學和線上教學兩種模式的優(yōu)點，筆者將現代信息網絡和計算機技術與傳統課堂教學相結合，實施線上線下混合式教學改革。為實現線上線下混合式教學，筆者將部分線下教案制作成網絡版的在線教案，并錄制成微課視頻，通過將課程教學課件、特色教材和講義、教學視頻、現場設備圖片、課程考核習題等教學資料在線數字化，依托中國礦業(yè)大學（北京）網絡教學平臺打造了“礦物加工學：物理選礦”課程自主學習平臺（圖1，p120），學生登陸相關網頁后即可瀏覽課件PPT和視頻，方便學生利用碎片時間自主學習。

圖1 “礦物加工學：物理選礦”課程線上課程學習平臺

課程的理論性和實踐性較強，課程內容較豐富，涉及面廣，信息量大，但課時較緊，一些設備的結構和工作原理相對比較復雜，僅通過單一課堂講授，學生難以深入理解。針對這一問題，筆者利用學校課程建設、教材建設和教學改革項目的支持，將部分設備的結構和工作原理制作成動畫演示系統（圖2，p120），學生觀看時更加直觀，有利于加深學生對于設備內部結構、工作原理和應用場景的理解。

圖2 “礦物加工學：物理選礦”課程部分設備結構和工作原理三維動畫圖

在線學習時，可要求學生提前在網上進行預習。老師提前安排學生網上自學，在課堂上再對學生自學內容進行考核、答疑和討論，任課老師根據線下教學情況以及學生線上學習情況，檢驗學生學習的效果，管控學習過程。線上線下教學方式相結合，可有效打破學習時間和空間的限制，擴展學生學習資源，提升學生的主動學習能力和知識獲取能力。

“礦物加工學：物理選礦”課程大部分作業(yè)要求學生在線上教學平臺完成。學生通過輸入個人賬號和密碼登陸平臺后，在平臺完成課程作業(yè)，可有效杜絕作業(yè)抄襲的現象，同時將作業(yè)保留在系統中，便于后續(xù)查詢。通過在線課程的學習，提高了學生的自主學習能力，改善了課堂教學效果，保證了課程作業(yè)質量。

4 教學方式的改革

采用線上線下混合式教學后，原本課堂教學過程中講授的相對分散的知識點，通過錄課的方式發(fā)放到線上學習平臺，讓學生在線上進行學習。課堂教學主要以培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和綜合運用所學知識解決問題的能力為出發(fā)點，將教學、生產和科研相結合，對知識點進行融會貫通，提高學生對專業(yè)知識掌握的靈活性，強化學生運用知識的能力。

進一步強化學生的主體地位，調動學生學習的積極性和主動性。由于線上教學為線下教學留出了更充裕的時間，同時學生通過先期的網上預習，具備了一定的知識基礎，因此課堂教學時可采用啟發(fā)式、互動式、案例式等教學方法，進一步提高教與學的互動。通過課堂與課外有機結合的專業(yè)課程學習模式，提高了學生課堂學習的效率，實現了學生的自主學習和探究式學習，培養(yǎng)了學生獨立學習和思考的習慣。

在課程考核方面，傳統的線下教學考核主要包括課堂出勤、課堂提問/討論、課后作業(yè)、階段測試和期末考試等部分。考核更多的是偏向于結果，采用線上線下混合式教學后，除原有的結果考核外，還引入了更多過程考核的指標，比如學生在線學習的時長、參與的在線討論和提問等，同時在線學習平臺還可有效避免學生作業(yè)相互抄襲的現象，使課程考核從結果評價轉變成為過程評價，評價更加全面和客觀，也更有助于提高學生學習的主動性和積極性。

5 結論

“礦物加工學：物理選礦”課程通過線上線下混合式教學改革，教學內容更加合理，教學過程更系統，解決了教學過程受時空限制的弊端，學生的自主學習能力、創(chuàng)新能力和實踐能力均得到一定程度的提高。