助力巖土類專業(yè)學生創(chuàng)新實踐能力提升的混合式教學模式研究與實踐

王迎超　柳志軍　王其昂　許國安　梁宸

［摘 要］混合式教學是面對面教學和在線教學的融合，可有效促進高校教學改革。為提高巖土類學生專業(yè)課程教學質(zhì)量，項目組通過建設(shè)地下工程虛擬仿真實驗系統(tǒng)、地下工程重大災害案例庫等一系列核心巖土類專業(yè)課程信息化教學資源，形成了“信息促教”的專業(yè)課程教學資源信息化平臺和素材庫。開展“講授+自學+研討”“課堂+課外”“線上資源+線下資源”相結(jié)合的混合式教學模式研究與實踐，并建立巖土類學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)長效機制。實踐表明，混合式教學模式有助于激發(fā)學生學習的積極性和主動性，提高了巖土類專業(yè)課程教學效率和效果，提升了學生的創(chuàng)新思維，增強了學生的工程實踐應用和科研創(chuàng)新能力。

［關(guān)鍵詞］混合式教學；巖土類學生；創(chuàng)新實踐；信息化教學

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）17-0059-03

教育部印發(fā)的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》指出，要大力推進在線開放課程線上線下混合式教學改革。國家高度重視教育信息化，制定了一系列政策以保證其得到有效發(fā)展。混合式教學模式以其融合傳統(tǒng)課堂和信息化教學的優(yōu)勢成為當前眾多高校使用的一種教學模式[1]?；旌鲜浇虒W有助于提高學生自主學習的積極性，通過課前、課中、課后的師生互動形成教學過程閉環(huán)，能有效提升課堂教學質(zhì)量。

混合式教學模式在土木工程專業(yè)，特別是在巖土類專業(yè)課程實踐中具有重要價值，教師可以根據(jù)實際情況靈活選用合理的教學方法[2]，使學生能結(jié)合具體工程項目，一邊學習知識一邊進行實踐應用。教師還可以通過線上直播教學的方式，結(jié)合真實的土木工程項目應用場景為學生提供教學素材。國內(nèi)眾多學者對混合式教學模式在土木工程專業(yè)中的應用進行了探索，取得了較好成果。唐站站等研究了土木工程專業(yè)混合教學模式中存在的不足，并提出具體實施辦法[3]。張愛國等說明了應用型民辦高校土木工程專業(yè)的教學情況，并對“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下的混合教學模式進行探討[4]。楊述明等結(jié)合土木工程制圖課程，依托大型開放式網(wǎng)絡課程慕課平臺上豐富的資源優(yōu)勢，較為系統(tǒng)地闡述了教學過程中遇到的阻礙，并且著眼于慕課這一網(wǎng)絡平臺和及時教學這一理念，總結(jié)出了課前自主性學習、課堂針對性講解、課后綜合性評估三個階段相融合的混合教學模式[5]。廖靈青闡述了在混合式“金課”導向下如何將超星學習通較好地運用于土木工程材料課程教學[6]。于淼等基于OBE理念，引入了建筑云課網(wǎng)絡平臺，著力構(gòu)建線上線下混合教學模式[7]。劉國民等主要著眼于高職院校土建類巖土課程，分析了混合式教學模式的主要影響因素[8]。周英明等針對留學生典型特點，提出了任務驅(qū)動式教學法并加以實施[9]。

綜上，眾多學者長期以來關(guān)注混合式教學模式改革研究，并取得了較多的研究成果。但是，關(guān)于巖土類專業(yè)課程混合式教學模式的研究成果還較少，相應的教學方法體系還不夠完善。

一、混合式教學在巖土類專業(yè)教學中的作用

在巖土類專業(yè)課程教學中，混合式教學模式的作用主要體現(xiàn)在以下四個方面：一是有利于模塊化、項目化、立體化、結(jié)構(gòu)化、仿真化、視覺化教學資源建設(shè)，能有效解決傳統(tǒng)單一文本教學資源“進不去、看不見、摸不著、難理解”的問題；二是有利于學生開展自主化、個性化、泛在化學習，能有效滿足不同學生靈活化學習的需要；三是有利于對學生進行管理和考查，可實現(xiàn)教師對教學的數(shù)字化、精準化、及時化、高效化的反饋和管理，以及針對學生開展過程化、多元化和客觀化的學習考核評價；四是有利于提高課程教學的效率和質(zhì)量，可以使教師能夠根據(jù)線上教學情況，更有針對性地進行線下深度課堂教學。

通過開展混合式教學，將課程教學與工程實際、學術(shù)研究創(chuàng)新結(jié)合起來，有助于實現(xiàn)優(yōu)勢最大化。把巖土類專業(yè)課程教學與工程設(shè)計、施工等聯(lián)系起來，將最新科研成果融入課堂和網(wǎng)絡資源教學中，有助于學生通過課程學習掌握理論原理、知識概念和計算方法。通過開展混合式教學，培養(yǎng)學生解決問題的思維，提高學生學習的積極性。

二、 教學改革思路及實施路線

（一）總體教改思路

1.建設(shè)信息化教學資源。依托團隊最新科研項目，遴選最新的、適宜的研究成果，進行歸類整理，將科研成果轉(zhuǎn)化為教學內(nèi)容。建設(shè)地下工程虛擬仿真實驗系統(tǒng)、地下工程重大災害案例庫等一系列核心巖土類專業(yè)課程信息化教學資源，形成“信息促教”的專業(yè)課程教學資源信息化平臺和素材庫，拓寬學生巖土類專業(yè)學習渠道，提升學生的創(chuàng)新能力。

2.探索多元化教學新模式。依托巖土類專業(yè)課程在線教學資源，構(gòu)建“講授+自學+研討”“課堂+課外”“線上資源+線下資源”相結(jié)合的教學模式，探索“課前預習—教學組織—課后總結(jié)與考核”的翻轉(zhuǎn)課堂教學新模式，優(yōu)化課程考核評價標準，不拘泥于某一種授課方法，引導學生進行自主學習，提高學生的專業(yè)課學習能力，強化師生間、學生間的互動，促進教學相長。

3.開展“信息促教”教學實踐?；谛畔⒒虒W模式，依托已構(gòu)建的網(wǎng)絡教學資源與平臺，采用啟發(fā)式教學，針對巖土類專業(yè)存在的工程設(shè)計問題，對規(guī)范中涉及的設(shè)計理論進行深入分析，強化學生對知識的進一步理解和掌握，在實現(xiàn)學生知識內(nèi)化、鞏固的同時，重點培養(yǎng)學生自學、探討、溝通及發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。

（二）實施方案

1.構(gòu)建豐富的信息化在線教學資源，促進學生便利、共享式學習。研發(fā)、完善地下工程虛擬仿真實驗及工程案例庫系統(tǒng)。融入團隊最新科研理念和成果，研發(fā)并進一步完善地下工程虛擬仿真實驗系統(tǒng)，自主建立并逐步完善地下工程重大災害案例庫。

2.構(gòu)建多元化教學新模式，促使學生在學習中發(fā)揮主觀能動性、團結(jié)協(xié)作性、學習探索性。（1）線上預習+線下課堂研討（翻轉(zhuǎn)課堂）。依托已建設(shè)的網(wǎng)絡數(shù)字化教學資源和視頻在線課程平臺，探索工程案例式、翻轉(zhuǎn)課堂等教學方法，開發(fā)微助教教學輔助工具，形成“構(gòu)建情境—提出問題—確定方向—獨立探索—研討啟發(fā)—交流共賞—評價提升”的課堂教學新模式。（2） 線上自主學習。針對信息類教學內(nèi)容或其他不利于現(xiàn)場教學的情況，結(jié)合地下工程虛擬仿真實驗系統(tǒng)、在線課程等資源，引導學生開展自主探究學習，形成“線上自學—小組研討—模擬考試—循環(huán)鞏固—綜合評價”的教學新模式。（3） 線下課堂為主+課外線上為輔。針對傳統(tǒng)理論性、邏輯性較強的課程內(nèi)容，以課堂教學為基礎(chǔ)，充分依托已建設(shè)的信息化在線教學資源，開發(fā)微助教課程管理系統(tǒng)，形成“課堂講解—啟發(fā)教學—課外鞏固—效果提升”的教學新模式。

3.建立創(chuàng)新能力培養(yǎng)長效機制，提升巖土類專業(yè)學生創(chuàng)新實踐能力。依托導師科研項目和創(chuàng)新科技競賽等，構(gòu)建各年級全覆蓋的科研小團隊，推行“人人做科研、個個有項目”的理念，同時制定導師工作職責制度和考核激勵機制，保障良好的“育苗”科研環(huán)境。在課程考核中，適當加大關(guān)于科研動態(tài)話題的試題比例；在實習環(huán)節(jié)，積極鼓勵學生前往科研院所參觀學習，設(shè)置專門的實習答辯通道；在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，鼓勵學生在導師的指導下自由選題，從各個環(huán)節(jié)進行跟蹤指導與培養(yǎng)，全面提升學生的科研素養(yǎng)。

三、教學效果

（一）課堂教學應用效果

信息化在線教學資源和教學新模式已應用于中國礦業(yè)大學的礦山建設(shè)工程、隧道工程、巖石力學、交通規(guī)劃與道路勘測設(shè)計、地下工程災害與防護、橋梁工程等課程教學中，通過引入最新科研成果，依托信息化在線教學資源與平臺，以更為直觀形象的方式來講解理論性比較強的巖土類工程問題，改變以往傳統(tǒng)單一的課堂教學方法，使教學從傳統(tǒng)課堂單一途徑擴展到自學、翻轉(zhuǎn)課堂等多種方式，極大地提高了教學效率，受到廣大學生的一致好評。

（二）實踐教學應用效果

通過已建設(shè)的地下工程虛擬仿真實驗系統(tǒng)、地下工程重大災害案例庫、在線教學資源庫、微助教課堂管理平臺，實現(xiàn)了教學資源的網(wǎng)絡共享和學生自主學習的智能管理。信息化教學資源以實際工程案例為依托，以最新科研成果為特色，學生可隨時隨地開展線上學習，及時了解工程現(xiàn)場和行業(yè)最新科研動向。通過這些舉措，提高了巖土類專業(yè)學生的社會競爭力，使學生畢業(yè)后能夠很快地融入工作崗位。

（三）科研小團隊的建設(shè)應用效果

已在中國礦業(yè)大學土木工程地下工程、道橋工程專業(yè)中成立了科研小團隊，科研小團隊成員參與教師科研項目、申報各級創(chuàng)新訓練項目、參加課外自主科研活動的積極性較高。通過自主選擇科研課題、開展文獻檢索與討論、進行科學研究訓練，學生的思維能力和學習的自主性大大提高，在實際工程中運用知識的能力和科研素養(yǎng)也得到了提升。

（四）創(chuàng)新實踐能力提升效果

混合式教學模式已成功應用于中國礦業(yè)大學巖土類專業(yè)教學中，學生獲得了全國首屆地下空間創(chuàng)新大賽概念設(shè)計獎、江蘇省“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽等國家級和省級獎勵，成功申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目共50余項。同時，本教學改革成果也為中國礦業(yè)大學其他工科專業(yè)教學改革實踐起到重要借鑒作用，具有較高的推廣應用價值。

四、結(jié)語

第一，對于巖土類專業(yè)而言，理論和實踐的結(jié)合是核心基礎(chǔ)。通過混合式教學新模式，將線上信息化教學資源和線下實體教學資源相互融合，將課堂教學與工程實際、科研創(chuàng)新有機結(jié)合，實現(xiàn)教學過程科研化、工程和科研成果教學化，使三者相互促進，相益共長?；诋a(chǎn)教研融合的理念，在線上線下教學資源中引入前沿科技成果，在社會產(chǎn)業(yè)與科技創(chuàng)新中融入專業(yè)課程內(nèi)容，同時結(jié)合實際工程案例，使學生將知識融入生產(chǎn)和運用，從而加深對知識點概念、原理以及應用場景的理解。這種混合式教學模式既可以使原本晦澀抽象的專業(yè)知識變得通俗易懂、形象生動，加深學生對教學內(nèi)容的理解和掌握，也有助于鍛煉學生的思維能力、提高學習能力。

第二，混合式教學與信息化在線教學相結(jié)合的教學模式，在中國礦業(yè)大學礦山建設(shè)工程、隧道工程、巖石力學、交通規(guī)劃與道路勘測設(shè)計、地下工程災害與防護、橋梁工程等重要的專業(yè)核心課程中得到了充分應用，并發(fā)揮了很好的作用。依托信息化在線教學資源與平臺，在教學中引入前沿科技成果和實際工程案例，將抽象的巖土類工程問題變得具體可視。大力改革創(chuàng)新教學方式，以自學、翻轉(zhuǎn)課堂等方式取代傳統(tǒng)的教學模式，極大地提高了學生的學習興趣，提高了教學效率。

第三，創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)是高校巖土類專業(yè)教育的重點，在教學模式上實現(xiàn)改革創(chuàng)新尤為重要。在混合式教學新模式中加入信息化在線教學資源，能有效培養(yǎng)巖土類專業(yè)學生的創(chuàng)新實踐能力。在后續(xù)巖土類專業(yè)學生培養(yǎng)中，要進一步豐富信息化在線教學資源，增加工程案例；進一步完善和改進混合式教學新模式，促進學生主動學習、探索學習、合作學習；構(gòu)建學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)體系，確保創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式的長效性。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 張淑輝，高雷虹，楊洋.高校課程思政混合式教學困境及改進策略[J].教育理論與實踐，2023，43（3）：57-60.

[2] 賈燕.混合教學模式在土木工程專業(yè)教學中的應用探索：評《土木工程類專業(yè)教育教學改革探索》[J].中國教育學刊，2021（5）：138.

[3] 唐站站，李夏元，馬遙.混合教學模式在土木工程專業(yè)教學中的應用[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2022（22）：49-51.

[4] 張愛國，嚴桂鳳，沈惠，等.“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下土木工程專業(yè)混合教學模式探討[J].計算機產(chǎn)品與流通，2019（6）：213.

[5] 楊述明，梁兵，王長華.基于混合教學理念的土木工程制圖教學改革研究[J].高等教育研究學報，2017，40（1）：94-97.

[6] 廖靈青.混合式“金課”導向下超星學習通在“土木工程材料”課程教學中的應用[J].西部素質(zhì)教育，2020，6（2）：122-123.

[7] 于淼，于學生，谷丹丹.基于OBE教育理念下的線上線下混合教學模式改革研究：以“土木工程材料”課程為例[J].廣西城鎮(zhèn)建設(shè)，2021（11）：139-141.

[8] 劉國民，黃梅.高職工程巖土課程混合式教學模式的實踐研究[J].教育觀察，2020，9（30）：68-71.

[9] 周英明，張坤鵬，王樹偉，等.混合教學模式下任務驅(qū)動式教學法在留學生教學中的應用：以土木工程專業(yè)漢語教學為例[J].北部灣大學學報，2020，35（10）：66-70.

［責任編輯：蘇祎穎］