新工科背景下油層物理線上線下混合式教學模式探究

莫 非，黃小亮，游君昱，董明達，田 杰

（1.重慶科技學院石油與天然氣工程學院 重慶 401331；2.重慶科技學院非常規(guī)油氣開發(fā)研究院 重慶 401331）

隨著新興產業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)工科的教育理念難以滿足我國經濟社會發(fā)展的需求[1]。2017年，教育部推出了“新工科”建設計劃[2]，提出新工科的教學目標要與產業(yè)的發(fā)展相匹配。石油行業(yè)是關系我國能源安全的重要產業(yè)，油層物理是石油工程和海洋油氣工程等專業(yè)的核心課程。由于油層物理的理論深奧、知識點多、實驗多、與油田現(xiàn)場結合緊密[3-5]，學生在學習基礎知識的同時，難以兼顧工程實踐能力和創(chuàng)新能力的提升，難以達到新工科建設的要求[6]。

線上線下混合式教學是把傳統(tǒng)課堂的教學優(yōu)勢和線上教學的優(yōu)勢相結合的一種新型教學模式[7-8]。它最大限度地激發(fā)了學生的學習自主性，增強了師生間教與學的互動[9-10]，已成為一種日益重要的教學模式[11-12]。在“新工科”建設背景下，如何發(fā)揮線上線下混合式教學模式對油層物理教學效果的提升作用，是值得探究的問題[13-14]。

1 油層物理現(xiàn)有教學模式及存在的問題

1.1 現(xiàn)有模式

油層物理現(xiàn)有的教學模式以傳統(tǒng)課堂教學為主，慕課教學為輔的方式進行。

油層物理的主要教學方式以傳統(tǒng)課堂講授的方式開展。教師在授課時，采用PPT對基本概念、理論、方法等進行詳細的講解，在課堂上保證絕大多數(shù)學生對知識點的理解掌握。油層物理傳統(tǒng)課堂教學也與慕課教學進行了結合。教師根據(jù)油層物理知識點制作慕課視頻，并上傳到互聯(lián)網，學生在課余時間利用慕課視頻進行復習，加強了學生對油層物理知識的理解和掌握。

1.2 存在的問題

一是課堂教學以理論教學為主，學生工程應用能力欠缺。油層物理知識點數(shù)量多、難度大的特征導致教師需要花費大量時間講解基本知識點、理論、方法，學生的學習也以消化吸收基礎知識為主，對知識的應用無暇顧及。然而，“新工科”建設要求學生在掌握基本原理的基礎上，對知識進行工程應用，解決油田現(xiàn)場的實際工程問題。現(xiàn)有的課堂教學難以滿足“新工科”對學生工程應用能力的要求。

二是線上慕課沒有充分與線下課堂相結合，僅僅作為線下教學內容的重復。現(xiàn)有的油層物理慕課模式相對簡單，慕課視頻基本是課堂重點教學內容的精煉版。雖然對學生鞏固和掌握課堂知識起到了重要的作用，但是，現(xiàn)有的油層物理慕課教學在學生的思維發(fā)散、知識應用上的作用乏善可陳。線上慕課對線下課堂的補充和結合方面仍有待提高。

三是線上學習互動模式單一。油層物理的線上學習以慕課視頻播放為主，學生的線上互動大多局限于視頻下方的留言討論。一方面，教師難以實時掌握學生的討論情況，難以有針對性地對學生進行答疑解惑；另一方面，教師難以設置具有針對性的討論課題，開拓學生的思維。

2 油層物理線上線下混合式教學模式

2.1 混合式教學資源及平臺建設

①在線視頻模塊。將油層物理教學內容按三大知識體系細分為知識點，針對每個知識點，開展在線課件制作、在線視頻錄制等工作，建立油層物理知識點全覆蓋的在線視頻體系。

②在線工程案例庫模塊。針對油層物理的教學內容，建立符合油田現(xiàn)場常規(guī)和非常規(guī)油氣藏的工程教學案例庫，以視頻、動畫等形式將理論知識與工程實際相結合。

③線上測驗模塊。針對知識點，開展在線習題庫建設，學生在觀看在線視頻后，可自主開展線上測驗，對所學知識進行查漏補缺。

④師生交互平臺。在油層物理線上學習平臺上搭建在線論壇。教師可在論壇上發(fā)布課后研討課題。學生也可在平臺上參與課題的線上討論，并對教師進行在線提問。教師除了能在論壇上為學生答疑之外，還可了解每個學生在線視頻的學習進度、線上測驗的成績，針對每位同學的情況開展因材施教。

2.2 教學模式設計

①在線視頻、在線工程案例與課堂教學相結合。教師在線下課堂開展理論及實驗教學，學生在線上學習平臺觀看在線視頻進行課前預習和課后復習，學生在線學習工程案例，將理論知識應用于工程實踐。三者相結合可以突破傳統(tǒng)課堂受教學課時、教學空間、教學手段的限制，學生既能扎實地掌握油層物理基礎知識，又能提升自己的工程應用能力。

②線上研討與線下匯報相結合。學生在線上論壇參與油層物理的課后研討活動，并通過線下課堂集中匯報研討結果，教師在此過程中對線上研討進行引導，對線下匯報進行總結和點評，開拓了學生的思維，強化了學生對油層物理知識的綜合應用能力。

③線上測驗與線下考試相結合。采用線上測驗的手段，教師可實時掌握學生每小節(jié)的學習情況，通過線下考試，教師能夠了解學生對油層物理知識體系的系統(tǒng)掌握和綜合應用情況。二者相互結合，加強了教師對教學質量的掌控。

④線上點對點答疑輔導與線下集中答疑輔導相結合。教師可根據(jù)線上論壇的學生提問點對點開展答疑輔導，針對多數(shù)學生反饋的問題，教師可在線下課堂進行集中答疑輔導，二者相結合，強化了師生間的互動交流（見圖1）。

圖1 油層物理線上線下混合式課程教學模式

2.3 組織實施

2.3.1 課程組

根據(jù)油層物理線上線下混合式課程教學的特征和要求，課程組需要修訂教學大綱、授課計劃及相應的考核評價體系，安排最具專業(yè)性的課程組成員參與相關章節(jié)的在線資源庫建設工作，為線上線下混合式課程教學奠定堅實的基礎。

2.3.2 教師

教師需要對混合式教學設計進行精心準備，制作與教學內容互補的在線教學視頻，精心挑選工程案例，有針對性地設計在線測驗和在線研討課題。教師還需在教學過程中及時關注學生的學習動態(tài)，積極引導學生的課后研討，及時對學生進行線上和線下的答疑輔導，推動混合式教學的順利實施。

2.3.3 學生

學生利用在線視頻進行知識的預習和復習，參與在線測驗和在線論壇的研討活動，并在線下課堂中進行知識的深入學習和研討結果的匯報。在此過程中，學生積極反饋線上線下混合式課程教學的意見和建議，促進混合式教學體系的持續(xù)完善。

3 油層物理線上線下混合式教學評價體系

油層物理線上線下混合式教學評價體系需要結合“新工科”建設對人才工程應用能力培養(yǎng)的要求以及油層物理的課程目標來進行構建。因此，在構建油層物理評價體系時，需要將理論知識水平、工程實踐能力、實驗動手能力三者有機結合起來進行綜合評價。油層物理的評價體系由四部分組成：線上學習成績、課程報告、實驗成績、期末測試，具體情況如表1所示。其中，理論知識水平通過期末測試和線上學習成績進行評價，工程實踐能力通過課程報告和線上學習成績進行評價，實驗動手能力通過實驗測試進行評價。

表1 課程評價體系

4 結論

油層物理線上線下混合式教學模式，將傳統(tǒng)課堂教學與線上慕課充分結合起來，既發(fā)揮了傳統(tǒng)課堂教學在理論知識傳授方面的優(yōu)勢，又能利用線上豐富的教學資源以及引導式、發(fā)散式的教學方法對學生的工程創(chuàng)新能力進行培養(yǎng)。不僅起到了合理分配教學課時的作用，還激發(fā)了學生的學習興趣，增強了師生間的教學互動，更好地提升了學生的油層物理理論水平和工程實踐能力，是在“新工科”要求下培養(yǎng)石油領域創(chuàng)新性工程人才的有利途徑。