礦冶類專業(yè)課程線上線下融合式深度教學模式構建與實踐
——以高溫加工過程原理為例

王帥，郭宇峰，楊永斌，陳鳳，楊凌志，彭志偉

（中南大學 資源加工與生物工程學院，湖南長沙 410083）

深度學習是提升教學質量和人才培養(yǎng)質量的關鍵；深度教學是深度學習的發(fā)展方向。深度教學理念要求學習者運用批判性、抽象和創(chuàng)造性的思維對原知識和新知識進行批判性整合分析，是運用高階思維解決復雜問題、最終實現(xiàn)知識內化的一種教學理念。

礦冶類專業(yè)是中南大學優(yōu)勢學科。高溫加工過程原理課程為礦物加工工程專業(yè)的基礎課和必修課程，是礦物加工工程和冶金工程專業(yè)進一步學習鐵礦造塊學、鋼鐵冶金學等專業(yè)課程的理論基礎。學生通過學習本課程，理解并掌握冶金反應熱力學、動力學的基礎理論，以及冶金熔體的結構、熱力學特性及物理化學性質，學會運用上述基礎理論對礦物高溫加工過程發(fā)生的諸如化合物形成-分解、硫化物氧化、碳和氫燃燒、氧化物還原熔煉、氧化熔煉等反應的現(xiàn)象及過程規(guī)律進行分析，形成系統(tǒng)的礦物高溫加工過程基礎理論知識體系。能夠掌握礦物高溫加工過程各種現(xiàn)象的內在本質，建立礦物高溫加工基礎理論與礦物高溫加工工藝實際過程相結合的觀念，使學生形成應用礦物高溫加工的基本原理和基本方法分析及解決實際問題的科學素養(yǎng)，并提升自主學習和運用基礎理論進行創(chuàng)新性設計，研發(fā)新技術、新工藝的意識。該課程理論性強，內容抽象，學生課堂互動主動性弱，學習效果不理想，影響了后續(xù)專業(yè)課程的學習和理解。

針對上述教學過程中存在的問題，本文基于深度教學思想進行教學改革，通過重新構建教學模式，不斷提高課程教學水平，促進學生形成能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力的核心素養(yǎng)，并最終實現(xiàn)人才培養(yǎng)、教師成長和學科建設的共贏。

1 深度教學研究進展

隨著科學技術的不斷發(fā)展，關于高等教育人才培養(yǎng)的研究正從關注教師授課和學生學習的形式與技術水平走向對學習過程的深度探索[1]。超越表層學習，重視深度學習，已成為國際教學改革的基本方向。深度學習的概念來自計算機科學。隨著相關研究的不斷深入，深度學習的思想不斷在不同階段和類型教育中應用。深度學習的出現(xiàn)符合當前教育發(fā)展方向，符合創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標和理念。進一步推進深度學習研究，使學生掌握更強的深度學習能力，這些是教育改革和發(fā)展的重要課題和方向。

近10年來，國外深度學習研究主要集中在網絡課程、深度學習實踐活動、評價學生深度學習能力工具等[2]。與國外相比，國內關于深度學習的研究發(fā)展較慢。國外相關研究成果認為深度學習是指在理解學習的基礎上，學習者可以對新的知識、概念、事實進行批判性的學習，將所學新知識與現(xiàn)有知識進行融會貫通，形成新的知識體系，并且在遇到新問題的時候，可以靈活應用所學知識解決相關問題[3-4]。

實際教學過程中若要學習者掌握深度學習能力，則必須依靠教師的深度教導和積極引導，才能實現(xiàn)對所學知識內在結構體系的逐層理解，才能實現(xiàn)對學習過程的深度參與和全身心投入。深度學習必然要走向深度教學[1,5-6]。

目前，深度教學理念在高校教學中的探索及應用已成為教學改革熱點之一。從圖1可以看出，深度教學受到了持續(xù)關注，特別是2016年以來，深度教學教改論文發(fā)表量持續(xù)攀升，說明廣大教育者對深度教學的研究越來越重視。張英提出了四種基于深度學習觀的教學策略，分別是理論與樂趣有機結合，讓情緒思維雙重卷入；學習和提問結合，讓學習隨心而動；思考與辨析相伴，讓法理越辯越明；學習與應用融合，讓學生“知其然，知其所以然”[7]。李志河等人從溝通交流、知識加工和反思評價三方面提出相應的策略，促進學生深度學習[8]。陳紫天基于深度教學理念，結合融合教學方式，構建高校線上線下融合式深度教學模式的設計思路、理念與運行程序[9]。除此之外，還有關于深度教學理念在多個課程教學中應用的研究報道[10-15]。如圖2所示，對深度教學相關文獻進行分析可以發(fā)現(xiàn)，關于深度教學的教改論文中78%以上為中等教育及初等教育，關于高等教育相關教改的研究較少。針對高等教育的教學新特點，開展深度教學相關研究是非常必要的。此外，在“互聯(lián)網+教育”背景下，課堂面授教學與多種學習平臺在線學習的線上線下融合式教學，也是高校深度教學的一種有效方式。通過線上線下相結合，既可以使學生在真實課堂情境中學習，也有助于學生在在線學習中鞏固知識，促進對復雜知識體系的掌握和構建，提升對抽象概念的認知和理解、培養(yǎng)深度學習的能力及素養(yǎng)。

圖1 中國知網檢索主題“深度教學”年度發(fā)文量趨勢圖（2022年9月15日檢索）

圖2 中國知網檢索主題“深度教學”文獻主要學科分布圖（2022年9月15日檢索）

2 高溫加工過程原理線上線下融合式深度教學模式構建

在深度教學理論的指導下，依托在線學習平臺和實體課堂，運用線上線下融合的教學方式，構建線上線下、課內課外、課前課中課后一體化的閉環(huán)式的深度教學模式。

（1）建設教學團隊，提升教師隊伍教學能力。

高溫加工過程原理是一門理論性很強的課程，該課程的教學團隊共有6 人，有教學經驗豐富的老教師，也有教學經驗少的青年教師，教師授課水平的高低、教育內容的充實度都影響學生課程學習的興趣與投入度。通過助課學習，在線研修，認真反思總結，積極參加學校教師教學發(fā)展中心組織的各種教學能力培訓活動，不斷錘煉教學技能，重構課堂內容，提升教師的教學能力。

（2）改革課程評價體系，建立精準的成績評定標準。

探索優(yōu)化考核方式，平時學習環(huán)節(jié)成績占的比例為40%，平時成績包括：線上學習成績和線下學習成績，線上學習成績包括：線上學習時間、線上測試、線上討論等，線下學習成績包括：課堂參與度、書面作業(yè)、拓展訓練等。采用教師評價為主、學生積極參與的評價方式，不斷提升學生參與度，引導學生學習。

（3）改進教學方法，設計線上線下融合式深度教學模式。

實現(xiàn)線下教學的“以教師為中心”和線上學習的“以學生為中心”的整合。以問題為導向，通過不同難度、不同深度、不同廣度的問題，逐步引導學生發(fā)展深度認知。重構教學過程設計，對有質疑精神的學生要予以鼓勵，積極引導學生創(chuàng)造性地解決問題。

課前線上預備：如圖3所示，主要依托本校提供的可視化線上教學平臺，在開課之前，依據(jù)所教課程的課程目標和課程內容，選擇下節(jié)課計劃所學的相關知識內容，查找對應的教學視頻和相關電子參考資料，上傳到在線學習平臺。教師通過在線學習平臺查看學生學習情況，設置課前預習測試，通過測試回答情況了解學生的知識空缺點。根據(jù)學生對知識的掌握情況，針對性地修改授課課件，為后續(xù)課堂教學提供參考。

圖3 課前線上預習示意圖

課堂線下研討：如圖4所示，主要在實體課堂完成。課前通過在線平臺的學習分析功能，了解學生學習情況及課前知識掌握情況。在此基礎上，明確計劃講授的知識精講重點難點，梳理知識點邏輯關系，幫助構建相關章節(jié)的知識體系，深刻掌握所學知識。針對學生課前預習中的疑點及難點，教師及時分析，答疑解惑。根據(jù)課堂講授情況及時更新后續(xù)課件，不斷完善課件質量。針對每章節(jié)具有辨析性的知識點，教師選擇性地提供經典案例，開展小組探究式學習討論，適時開展隨堂小測驗，針對重點難點知識強化理解，促進學生對知識的融會貫通。

圖4 課堂研討示意圖

課后線上反思：如圖5所示，依托線上教學平臺，根據(jù)教學內容，推送相關的學科研究學習資料，供學生拓寬視野。結合教學過程發(fā)生的新聞及熱點問題，提出與所學知識有關的探究性思考題，要求學生提出創(chuàng)新的解決問題的方案，并在課后按時完成。另外，借助學校及相關網絡教學平臺，組織學生線上反饋課堂聽課及學習不足，查漏補缺，不斷提升學習能力；教師回顧全程教學情況，進行教學反思。

圖5 課后反思示意圖

3 結語

深度教學理念越來越受到廣大教育者的重視，但目前大部分教改研究成果聚焦于初等教育及中等教育，對于深度教學理念在高校課堂教學中的應用還需進一步深入研究。針對礦冶類專業(yè)核心課程高溫加工過程原理課堂教學，運用線上線下融合的教學方式，構建線上線下、課內課外、課前課中課后一體化的閉環(huán)式深度教學模式。通過建設教學團隊，提升教師隊伍教學能力；改革課程評價體系，建立精準的成績評定標準；改進教學方法，設計線上線下融合式深度教學模式，課前線上預習、課中線下研討、課后線上反思，全面提升教師教學能力以及學生學習能力。