基于“MOOC+雨課堂”的混合式教學探索與實踐
——以“油氣鉆采工藝與設備概論”課程為例

劉 陽，蔣發光，葉哲偉，張 梁

（西南石油大學 機電工程學院，四川 成都 610500）

一、混合式教學在油氣鉆采工程領域應用的現狀

混合式教學是當前高等教育教學改革研究的熱點話題，它有機融合了在線網絡教學與傳統課堂教學的優勢，不僅可以充分實現教學資源的共享和優化，使學生自主學習的靈活性和多樣性大大增加，還使得移動式教學、多元互動生產以及新型師生關系的構建成為可能。由于混合式教學極大地突破了傳統面對面式課堂教學的局限性，且有利于提高學生的課堂參與度并顯著改善教學效果，它的發展和推進越來越受到廣大高校的青睞［1-2］。

混合式教學在石油類高校課堂教學中的應用目前正處于快速發展階段。2017年，韓國慶等［3］搭建了基于雨課堂+微信工具的混合式教學平臺，探索了混合式教學在石油工程專業核心課程“采油工程”教學中的應用；2018年，盛茂和張逸群［4］利用雨課堂工具開展了石油工程專業“完井工程”課程混合式教學設計與實踐探索；2019年，陳先超等［5］通過分析傳統“滲流力學”課堂教學存在的弊端，提出了基于翻轉課堂的“滲流力學”課程混合式教學思路和教學方法；2019年，朱海燕等［6］初步探討了利用計算機虛擬現實技術開展“海洋油氣鉆井實驗”課程教學的可行性；2020年，馬天壽等［7］結合混合式教學的優點和“鉆采概論”課程的特點，分析了開展混合式教學方法探索與實踐的必要性；2021年，朱靜等［8］從學習環境、學習資源、學習方式和考核方式四個方面闡釋了混合式教學在“石油加工工藝學”課程中的應用。不難看出，石油類高校教師在混合式教學課程建設方面開展了大量的實踐，但混合式教學在石油工程、機械工程等專業主干課程教學中的研究與應用尚處于探索和完善階段。主要原因在于，廣大教師尚未完全理解混合式教學的內涵與本質、對混合式教學的發展價值認識不夠，高校對混合式教學實踐的評價和管理機制尚不完善、對混合式教學課程的環境建設支持力度有限。為此，以MOOC+雨課堂工具為依托，取長補短，優勢互補，探索混合式教學在“油氣鉆采工藝與設備概論”課程教學中的實踐與應用，實現“油氣鉆采工藝與設備概論”課程高質的教學效果，從而為石油類高校“油氣鉆采工藝與設備概論”課程教學改革提供新的思路。

二、“油氣鉆采工藝與設備概論”課程特點及教學中存在的問題

“油氣鉆采工藝與設備概論”課程是石油類高校石油工程、機械工程等專業的一門專業基礎課，課程總學時為32學時，其中理論學時占81.25%，實驗學時占18.75%。課程主要講授石油天然氣的形成、鉆井工藝與采油采氣工藝以及設備的工作原理。通過該課程的學習，學生將懂得石油天然氣勘探開發主要流程、相關工藝及設備的工作原理和結構特點，能夠初步掌握石油天然氣開采、儲存、運輸等專業知識和管理技能，初步分析石油天然氣在生產過程中相關設備對社會發展和社會進步的影響，了解石油天然氣在鉆井、采油氣、集輸過程中可能出現的問題，從而為后續課程學習提供基礎。通過本課程學習，學生應達到以下要求：（1）掌握石油與天然氣的形成原因、鉆井工藝與采油采氣工藝以及設備的結構特點和工作原理，了解石油、天然氣在鉆采過程中可能出現的問題和影響；（2）能夠初步分析石油、天然氣在生產過程中的相關設備對社會發展的影響、對環境的影響，以及對社會發展進步的影響。

油氣裝備課組教師們通過多年的教學實踐，逐步發現“油氣鉆采工藝與設備概論”課程的教學主要存在以下問題：（1）課程內容所涉及的知識點繁多，各部分內容之間既相對獨立又存在緊密聯系，基礎概念、技術工藝、裝備結構及工作原理等相互交織。授課教師很難在有限學時內做到課程內容的全覆蓋和詳細講解。（2）課程內容不僅理論抽象，還與工程實際緊密聯系。但傳統教學普遍以理論講授為主、工程實踐為輔，課堂上師生互動不積極、不及時，導致學生課后自主學習的積極主動性較弱，作業抄襲嚴重。（3）授課教師很難根據學生的實際情況進行差異化和個性化教學，導致教學方法和策略調整不及時，教學過程考核難度大，課程考核方式相對單一，難以有效評估學生學習的參與度和知識掌握情況。

針對“油氣鉆采工藝與設備概論”課程教學中存在的問題，如何調整教學策略，改變教學方法，充分調動學生學習的主觀能動性，彌補傳統課堂教學的局限性，提高“油氣鉆采工藝與設備概論”課程的教學成效，是目前“油氣鉆采工藝與設備概論”課程教學改革亟須解決的問題。線上+線下相融合的混合式教學方法是解決上述問題的有效手段，是一種不受時間和空間限制的新型教學模式，其充分融合了傳統教學與網絡教學的優勢，實現了多元素、多維度的統一協調。混合式教學過程中，教師利用雨課堂智慧教學平臺發布課前預習PPT、共享課程資料和MOOC視頻。學生通過自主學習初步了解待學內容的知識背景、基本概念、基本原理、配套工具及裝備的特點，對于理解不透徹或不懂的知識點可以提前留言。授課教師在收集整理問題后可及時調整和設計課堂教學內容，以幫助學生理解和掌握待學知識的重點和難點。

三、基于“MOOC+雨課堂”的混合式教學設計

（一）混合式教學的線上教學設計

目前，中國大學MOOC在線學習平臺已擁有多門與“油氣鉆采工藝與設備概論”相關的在線開放課程資源，但專門針對非石油工程專業學生的“油氣鉆采工藝與設備概論”課程資源尚未上線。為此，結合“油氣鉆采工藝與設備概論”課程的特點，選用中國石油大學（華東）開發的“石油工業概論”、西南石油大學開發的“鉆井與完井工程”，以及承德石油高等專科學校開發的“石油鉆采機械”MOOC資源的部分內容作為線上教學的主要內容。在此基礎上，根據教學計劃，課前通過雨課堂工具發布課程預習PPT資料、視頻動畫等，同時發布與待學內容相關的MOOC視頻，要求學生在規定時間內完成視頻資源和PPT資料的學習，并完成相應的測試作業，線上學習的內容和資料根據教學安排滾動更新。

該階段的主要目的是，使學生能夠快速地了解待學知識點以及知識點背后的背景知識，進而將學習情況及時向授課教師反饋，以便教師根據學生學習情況及各章節知識點的難易程度優化設計教學內容。例如，本課程第一、二章將分別講授石油工程的基本知識和石油勘探的基礎知識，雖然該部分內容涵蓋的知識面較寬，但學生通過本課程需要了解和掌握的知識點卻相對簡單，如果仍采用傳統課堂教學模式，勢必過度消耗有限的教學學時。因此，此部分內容可安排學生借助“石油工業概論”“MOOC在線資源”自主學習，然后在課中答疑的過程中進行適當的知識拓展。

第三章鉆井工程基本知識是本課程學習的重點和難點，學時占課程總學時的31.25%，教學內容涉及鉆井工藝過程與技術、鉆機主要子系統等，各知識點之間跨度較大，不同鉆井方式的實現過程、鉆機子系統的工作原理等理解難度較大，傳統課堂教學主要通過動畫、視頻、PPT等對該部分進行講解。學生雖然在課堂上對相關知識點有所理解和掌握，但課后遺忘、知識理解不透徹等問題仍十分突出。對該部分內容，單純依靠課堂教學很難取得理想的學習效果，有必要開展課前MOOC學習，以確保每名學生在初步了解不同鉆井工藝、鉆機裝備等原理的基礎上進行課堂學習。學生可將理解難度較大的內容進行記錄或通過雨課堂留言板與教師進行溝通交流。教師可在MOOC后臺查看學生視頻觀看情況，以便對視頻觀看不及時的學生進行提醒和督促，同時將視頻觀看時長、測試題成績等計入課程總成績。

（二）混合式教學的線下教學設計

線下教學環節是混合式教學的重要組成部分，主要包括課堂教學、課堂互動、課堂測驗、課后作業完成情況反饋等。課前，教師需根據學生在MOOC平臺的學習情況，總結梳理學生學習過程中存在的共性問題和典型認知誤區，以便在課堂教學中利用雨課堂工具對相關知識點進行深度講解和答疑解惑。同時，教師需結合課前MOOC學習情況調整和完善原有的教學設計，盡量在課堂教學中突出授課章節的重難點內容并進行詳細講解，以便學生能夠充分理解所學知識點的基本原理和內涵。授課過程中，學生可利用雨課堂工具的彈幕功能對存有疑惑的知識點進行及時反饋，教師可根據彈幕內容進行逐一解答，也可采用研討式教學方式對該部分內容進行講授，學生5人為一個學習小組。教師通過將螺桿鉆具結構進行分解，再將各分解部分的圖紙打印并分發給學習小組。經過教師引導和小組討論后，教師隨機指定學習小組代表進行螺桿鉆具結構組成及工作原理的講解，講解過程中及時糾正和補充，使學生達到融會貫通地掌握知識的目的。此外，為吸引學生注意力、活躍課堂氣氛，教師可通過雨課堂工具的“隨機點名”等功能提高學生的課堂參與度，充分調動學生的學習興趣和積極性，以達到提高課堂教學質量和效果的目的。

（三）混合式教學下課程考核體系的構建

與傳統課堂教學的課程考核體系不同，混合式教學模式下的課程考核體系構建必須將課程主要內容與混合式教學的特點相結合，真正打破傳統課堂教學以期末考試和平時成績來評價教學質量和效果的弊端。為此，本課程從課前、課中、課后三個方面構建了多元化的混合式教學課程考核體系，課程考核貫穿教學全過程，實現了“教、學、考”有機融合的目的。其主要包括以下四個方面的內容：（1）課前學習效果評價。該階段主要是對學生的學習情況進行綜合評價，以便教師及時掌握學生的學習情況。評價指標包括學生登錄線上學習平臺的時長、課前MOOC學習及測試成績等。（2）課堂學習效果評價。該階段授課教師應靈活采取多種方式進行課堂教學成效的考核，如課堂提問、分組討論、案例分析與討論、雨課堂隨堂測試等，以此全面調動學生課堂學習的積極性和主動性，并對學生的綜合素質進行檢驗。（3）課后學習效果評價。課后考核是混合式教學考核中的重要環節之一。教師可以布置適當的課后作業，包括分析討論題、計算題等，以此檢驗學生對所學知識的運用能力，進而實現課堂教學內容的真正內化。學生完成課后作業后，教師及時對學生的作業完成情況進行批改和點評，并將批改點評情況及時向學生反饋。（4）期末考試。期末考試是對學生知識掌握情況的綜合檢測，也是教師改進教學方式、總結教學經驗的重要依據，因此必須發揮期末考試在混合式教學中的重要作用，使學生將日常學習獲得的知識點進行串聯。

混合式教學的課程成績主要由MOOC學習及測試成績、雨課堂測試成績、課后作業、課堂出勤率、期末考試成績及實驗成績等組成。其中課前MOOC學習及測試成績占10%，課中雨課堂及分析討論等成績占10%，課堂出勤率占5%，課后紙質作業成績占10%，期末考試成績占55%，實驗成績占10%。

四、混合式教學的實踐效果分析

基于“MOOC+雨課堂”的混合式教學在學校機械工程專業的“油氣鉆采工藝與設備概論”課程教學實踐中進行了應用，應用后課程目標達成值較傳統教學模式（2014級采用）顯著提升，課程目標1達成值由2014級的0.755提升至2017級的0.876，課程目標2的達成值由2014級的0.717提升至2017級的0.864。比較而言，課程目標2的達成情況較弱，其原因主要為學生只注重工具知識（機械部分）的學習，對工藝知識的學習相對欠缺。采用混合式教學后，學生通過線上線下自主學習、分組討論等方式，對油氣鉆采工藝與設備的基本原理有了更加深刻的理解和掌握，課程達成情況明顯改善。

從不同教學模式下的期末成績統計結果來看，混合式教學班級的平均成績和課程成績合格率明顯高于傳統課堂教學，課程平均成績逐年提高，由2014 級的78.88 分提高至2017 級 的85.80分，課程成績合格率也由2014級的82.98%提高至2017級的96.15%。綜上可知，在“油氣鉆采工藝與設備概論”課程教學實踐中開展混合式教學可以明顯改善教學質量，提高學生學習成績。

結語

本文在分析“油氣鉆采工藝與設備概論”課程特點及教學中存在問題的基礎上，從不同角度討論了開展混合式教學方法探索與實踐的必要性，進而開展了基于“MOOC+雨課堂”的“油氣鉆采工藝與設備概論”課程混合式教學設計并進行了教學實踐。實踐發現，運用“MOOC+雨課堂”的混合式教學模式能充分調動學生的學習積極性和興趣，培養學生的學習興趣和融會貫通能力，使得混合式教學的教學質量和教學效果相比傳統課堂教學顯著提升。