多媒體弱化理念下土木工程課程教學優化路徑

王蘇然 陳有亮 王琛

摘 ?要：在多媒體教學時代，傳統行業課程面臨著如何在深度教學與多媒體應用之間取得平衡的挑戰。以“工程地質”課程為例，針對減少多媒體使用的教學方法，探討了如何調整課程教學方式以達到更優學習效果。通過對不同年份“工程地質”課堂教學的其中一章“礦物認識與識別”進行強多媒體教學和弱多媒體教學兩種不同教學方式，對比兩個學年學生基礎知識的接受程度和考試成績。結果認為，適當降低多媒體教學的強度能夠提升學生對問題的理解和考試成績。文章還深入探討了高校教學中多媒體過度使用對學生學術表現、課堂參與度以及對課程內容的深入理解產生的影響。

關鍵詞：多媒體教學；工程地質；教學調整；實地實踐；互動討論

中圖分類號：G642 ? 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1673-7164（2024）02-0157-04

多媒體技術的迅速發展引發了一場教育變革，其在傳統行業課程中的過度使用也引發了一系列爭議。尤其是在全球范圍內暴發的COVID-19疫情，迫使學校迅速轉向線上教學［1-2］，這進一步凸顯了多媒體教學的重要性。由于多媒體的過度使用可能對學生的學習效果和參與度產生負面影響［3-5］，尤其是對土木工程這一傳統行業而言更甚。

在過去的十幾年里，多媒體技術已成為教育界的一個焦點。它所帶來的視覺和聽覺效果，以及動態互動性為課堂注入了新的活力，使信息傳遞更為直觀和生動。但是，當這種新興的教育手段遇到傳統學科時，其適用性及效果就會被廣泛質疑。土木工程作為一門典型的應用技術學科，注重實踐與操作，強調實際問題的解決能力培養。在此背景下，過度依賴多媒體教學往往會忽視實踐和實地操作的教學方法，而這恰恰是土木工程教育的核心。過分地關注屏幕可能導致學生的注意力分散，而非真正深入理解課程內容。此外，多媒體教學很容易造成教師對教材的依賴，缺少針對學生的即時反饋和個性化教學，從而無法因材施教。而在工程地質這類課程中，每一個學生的理解程度和問題點可能都有所不同，需要教師靈活應變，進行針對性的指導。不可否認的是，多媒體教學在某些情境下仍然非常有效。例如當需要展示復雜的工程流程或者三維結構模型時，多媒體技術可以幫助學生更為直觀地理解。問題的關鍵在于，教師如何合理地結合傳統教學與現代媒介技術，為學生提供一個全面、高效的學習體驗。

因此，教育者有必要重新審視多媒體在土木工程教學中的應用。文章以土木工程這一傳統行業的課程——“工程地質”課程為例，旨在深入探討多媒體過度使用對學生學術表現、課堂參與度以及對課程內容的深入理解所帶來的影響。在課堂環境中，多媒體的過度使用可能會減少學生與教師以及同學之間的互動和討論，降低了學習的深度和廣度。因此，需要重新思考如何在傳統領域的課程中，適度運用多媒體技術，以促進學生對知識的深度消化和學術能力的全面培養。

通過本研究，可以更深入地了解多媒體過度使用對高校教學的影響。這將有助于教育者更準確地評估多媒體教學的優缺點，為教育實踐提供更有效的指導，也為教育政策制定者提供了關于如何在傳統行業課程中平衡多媒體應用的思考。

一、多媒體過度運用導致的教學問題

1. 注意力不集中。線上教學容易使學生分散注意力，因為他們在自己的環境中容易受到各種干擾，如社交媒體、手機通信等［6］。缺乏面對面的教師監督和同學互動，學生可能更難保持持續的注意力。

2. 互動減少。傳統教室中的互動能夠促進學生與教師和同學之間的交流和討論［7］。在線上教學中，互動性減弱，學生可能更難提出問題、分享觀點以及參與討論，從而影響了他們的學習體驗和深度理解。

3. 孤立感。在線上環境中，學生與同學和教師的交流通常限于虛擬平臺上的文字和圖像。這可能導致學生感到孤立，缺乏傳統教室中的社交互動，從而影響他們的情緒和心理健康。

4. 缺乏實踐機會。對于涉及實際操作和實地體驗的課程，如工程地質，線上教學可能無法提供足夠的實踐機會。學生可能無法親身體驗地質勘探和實驗等實際操作，這可能影響他們的實操技能培養［8-9］。

5. 技術問題。線上教學依賴于穩定的互聯網連接和適當的技術設備［10］。然而，學生可能面臨網絡連接不穩定、設備故障等問題，從而影響他們參與課堂和完成作業的能力。

6. 自我管理困難。在線上教學要求學生具備一定的自我管理和時間管理能力，因為他們需要自主完成學習任務和作業。一些學生在沒有教師直接監督的情況下可能難以保持學習的紀律和效率［11-12］。

從2020—2023四年間的“工程地質”課程考試成績和學生問卷來看，學生的成績普遍性下滑明顯，且對基礎知識的理解未能達到課程要求（表1）。從成績分析上來看，2020年考試前還是線下教學，學生成績相比后兩年略高。

二、低強度多媒體教學的嘗試

多媒體技術通過圖像、動畫、視頻和聲音等方式，能夠生動地呈現抽象的工程地質概念和過程，從而促進學生的理解［13］。然而，過度的多媒體使用可能使學生過于依賴視覺刺激，從而忽視了深入思考和主動參與。高強度多媒體使用可能導致學生對課堂內容的表面性理解，而非深入掌握。低強度多媒體使用強調教師與學生的互動和討論。教師將多媒體材料作為輔助工具，鼓勵學生主動思考、提問和參與討論。這種方法有助于激發學生的思維，培養他們的批判性思維能力，從而加深對工程地質概念的理解。因此，可以通過對單一章節的低強度多媒體教學來進行嘗試，挑選“工程地質”課程中的第一章節“礦物認識與識別”來進行低強度多媒體教學。在這一內容的教學中，僅使用教具“礦物標本”以及參考書《工程地質學（第三版）》來進行教學。學生反饋的信息如下：

1. 課堂中，學生由3個自然班組成，相互熟悉程度較低。由于教具數量有限，學生被分為4個組，該方法調動了學生的主動性，加強了小組內成員的交流，降低了師生對教學本身的拘束感。

2. “工程地質”課程“礦物認識與識別”一章需要學生對實際的礦物有直觀認識，單純通過多媒體講解并不能使學生對礦物有直觀感受。如“正長石呈現肉紅色”，讓學生難以理解。通過讓學生親手觸摸礦物標本，有利于提升學生的直觀認知。

3. “解理、形狀、光澤、硬度”等一系列礦物主要特征，使用多媒體無法使學生有深刻認知。而通過教具結合教師和學生的互動，使學生對這些特征的理解有更深刻的認知，并能在后續的工程地質實習中更靈活地運用。

表2為高低強度多媒體教學方法前后學生成績的對比，針對進行教學改進的部分授課內容，本文進行了課程結業考試的分數統計。可以發現，使用低強度多媒體教學，將教學時間集中于教學互動和礦物、巖石的直觀學習，有助于學生記憶以及深入理解。

三、“工程地質”課程教學方式優化路徑

在弱化多媒體使用的教學理念下，需要調整“工程地質”課程教學的方式，同時，還應該根據課程內容的性質和學習目標有針對性地使用多媒體，而不是一味使用多媒體追求快捷和視覺沖擊。教師應該從以下幾個角度對“工程地質”課程教學方式進行路徑優化。

1. 抽象概念的解釋。對于一些抽象的地質概念，多媒體可以被用來以圖像、圖表和動畫的形式進行解釋。例如，地質時間尺度、板塊構造等難以用文字來準確描述的概念，可以通過多媒體更生動地呈現，幫助學生理解。

2. 實地勘探前的預備知識。在學生進行實地勘探前，可以使用多媒體引入相關地質特征和目標。這有助于學生在實地操作前對勘探區域有初步了解，從而更有目的地進行實地觀察和分析。

3. 案例分析和實際應用。多媒體可以在案例分析中起到關鍵作用，尤其是當案例涉及復雜地質現象、災害案例等。學生可以通過視頻、圖像和模擬軟件更深入地了解案例背景，分析原因，探討解決方案。

4. 實地勘探和實驗結果的總結。在學生完成實地勘探或實驗后，多媒體可以用來總結結果和數據。例如，通過地質圖的繪制、數據圖表的展示，幫助學生更好地理解自己的實踐成果。

5. 交互式學習。利用交互式教學平臺，學生可以通過模擬軟件進行虛擬實驗，模擬地質過程等。這種交互性可以幫助學生在實驗中調整參數、觀察結果，加深對地質現象的理解。

6. 互動討論。在適當的時候，可以使用多媒體材料引發互動討論。例如，展示一個有爭議的工程地質問題（如地震砂土液化、降雨滑坡等），讓學生根據多媒體內容提出不同的觀點，進而展開討論。

四、“工程地質”課程與工程地質實習的協同教學

跟隨具有豐富工程地質授課經驗與工程地質實習經驗的教授學習，可以很大程度上提升學生對工程地質知識和問題的理解和認識。“工程地質”課程與工程地質實習的協同教學非常重要，它們之間的有機結合，能夠為學生提供一個全面、實際和系統的學習平臺，使學生在學術上和實際應用中都能夠得到充分的提高和鍛煉。

首先，從理論到實踐的轉變是學生學習的一個重要環節。在“工程地質”的課堂教學中，教師注重為學生提供堅實的理論基礎，涉及地質學的基本知識、巖石和礦物的識別、地層的劃分和命名、地質構造和地貌的形成等。這些理論知識是學生日后進入實習和工作的基石。如果僅僅停留在理論階段，學生很難真正領悟其應用價值。此時，工程地質實習就顯得尤為重要。在實習中，學生可以將所學的理論知識應用到實際的工程地質調查、勘探、分析和設計中。他們可以實地觀察巖石、礦物和地層，體驗地質工作的實際操作，如取樣、制圖、分析數據等。這不僅能夠加深他們對理論知識的理解，還可以培養他們的實際操作能力和解決實際問題的能力。

其次，協同教學能夠培養學生的綜合素質。在工程地質實習中，學生不僅需要掌握專業技能，還需要培養團隊協作、溝通交流、解決問題和自我管理等綜合素質。例如，一個工程地質調查項目往往需要多人合作完成，學生需要學會與團隊成員有效溝通、分工合作，確保項目的順利進行。面對實際的工程地質問題，學生需要靈活運用所學的理論知識，結合實際情況，提出合理的解決方案。這對學生的綜合素質提出了更高的要求。

最后，協同教學有助于培養學生的創新能力。在實際工作中，學生往往會遇到一些未在課堂中涉及的新問題，他們因此需要運用所學的知識，結合實際情況，進行創新思考，提出新的解決方案。這不僅能夠培養學生的創新能力，還能夠激發他們對工程地質的興趣和熱情。并且，這也是高等教育所要求的教學目標。

五、結語

本研究旨在探討在當前多媒體教學時代，如何在傳統行業課程中找到平衡，以最大限度地提升學生的實際應用能力。通過以“工程地質”課程為例，深入研究了弱化多媒體使用的教學理念下，如何調整教學方式，以滿足學生的學術需求和職業發展要求。在認識到多媒體教學在教育中的重要性的同時也認識到其過度使用可能帶來的問題。通過針對不同課程內容的多媒體應用，結合實地實踐、互動討論和案例分析，可以更好地激發學生的學習興趣、深度思考和實際操作能力。一定程度上弱化多媒體的使用，鼓勵學生主動探索、獨立思考，培養出色的地質工程專業人才。首先，教師需要對課程內容有深入的理解，明確哪些適合使用多媒體教學，哪些需要更多的實踐和操作。其次，教師應該根據學生的反饋和自身的教學經驗，靈活地調整教學方法，確保學生能夠真正吸收和掌握知識。最后，學校和教育機構也需要為教師提供相應的培訓和資源支持，幫助他們更好地運用多媒體技術，但也不能忽視傳統教學方法的價值。當然，教育者也不應當抵制多媒體的使用。比如“5G+VR”技術已經可以運用到遠程醫療方面，作為傳統行業的教育者也需要認真思考如何將新技術恰當地運用到傳統行業的教學中，以提高教學質量。在未來的教學實踐中，需要繼續探索適宜的多媒體應用方式，以及如何更好地將多媒體融入實際操作和案例研究中。

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（責任編輯：淳潔）

基金項目：2023年上海高校青年教師培養資助計劃“課程思政視域下《巖石力學》課程建設與實踐的融合探索”；上海高校市級重點課程項目“土木工程防災減災”（項目編號：滬教委高〔2020〕58號）。

作者簡介：王蘇然（1990—），男，博士，上海理工大學環境與建筑學院碩士生導師，講師，研究方向為地質災害防治；陳有亮（1966—），男，上海理工大學環境與建筑學院博士生導師，教授，研究方向為地下工程；王琛（1997—），男，碩士在讀，上海理工大學環境與建筑學院，研究方向為土木工程。