工程教育認證理念下混合式教育在“巖石學”教學中的構(gòu)建與實踐

摘要：“巖石學”教學以工程教育認證理念為指導，以“兩性一度”的金課標準為要求，在以學生為中心、以產(chǎn)出為導向的思想下，“巖石學”課程組編制了新的教學大綱，提出了三個課程目標。在教學中，開展線上線下混合式教育改革。線上教育以雨課堂為載體、虛擬仿真技術(shù)為輔助，學生成為學習的主體；線下教育重在課堂設計和與自然資源實物地質(zhì)資料中心開展深度實習合作，夯實理論基礎(chǔ)，提高解決工程問題能力。“巖石學”混合式教育模式為理論與實踐并重的課程提供了一定借鑒。

關(guān)鍵詞：工程教育認證；混合式教育；巖石學

1概述

自20世紀80年代以來，西方教育體系以提高教學質(zhì)量和效率為目標，進行了重大的改革，并由Spandy最早提出了成果導向教育（OutcomebasedEducation，OBE）理念。目前OBE理論被全世界教育界所接受，美國工程教育認證協(xié)會將OBE理論貫穿于工程教育認證標準的始終。2013年6月，我國被接納為“華盛頓協(xié)議”預備成員［1］，中國大學開啟了工程教育認證之路后。我校開展工程教育認證以來，在OBE理念指導下，教師們進行了廣泛的教研教改探索。在“巖石學”教學工作中，課程組在線上線下混合式教育構(gòu)建中進行了嘗試，以強化學生的學習成果為核心，利用雨課堂進行可視化線上學習，夯實學生理論基礎(chǔ)，與自然資源實物地質(zhì)資料中心開展線下實習和科研合作，提高學生分析問題、解決問題的能力［23］，在教學工作中，取得了較好的成果。本文以2022—2023學年“巖石學”教學為例，說明混合式教育在教學實踐過程。

2教學大綱的設計

巖石學是地質(zhì)學科領(lǐng)域內(nèi)的基礎(chǔ)學科之一，在地質(zhì)學、資源勘查工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中屬于學科專業(yè)課程模塊，性質(zhì)為核心課程。通過本課程的學習，學生能夠掌握巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大類巖石的主要特征及分類，掌握常見類型巖石的化學成分、礦物成分、主要結(jié)構(gòu)及構(gòu)造特征。該課程是系統(tǒng)掌握地質(zhì)學基礎(chǔ)知識和專業(yè)理論的基礎(chǔ)，也是地學的三大支撐課程。該課程教學大綱的編寫遵守如下原則：

（1）大綱具有高標準：原教育部高等教育司司長吳巖提出了“兩性一度”的金課標準，即高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度，課程的教學大綱的編制都應以此為方向。以巖石學大綱為例，不僅要求學生掌握相關(guān)的基本知識，還能夠設計并解決資源勘查、災害和環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中的復雜工程問題。

（2）大綱具有目的性：畢業(yè)要求是每個專業(yè)培養(yǎng)學生的目標，而每門課程的課程目標是支撐畢業(yè)要求的關(guān)鍵要素，是實現(xiàn)混合式教育的基礎(chǔ)。我校巖石學對應畢業(yè)要求指標點共三條，在大綱編寫過程中，有目的性地設置與畢業(yè)要求相對應的三個課程目標（見下表）。

課程目標與畢業(yè)要求對應情況表

課程目標

對應畢業(yè)要求指標點

課程目標1：能夠正確識別巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大類巖石的主要特征及分類系統(tǒng)；能夠熟練確認常見類型巖石的礦物成分、化學成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造等基本特征

畢業(yè)要求1.3：利用工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識，掌握解決礦產(chǎn)資源勘查、災害及環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工程問題的基本思路和方法，具備綜合應用所學知識解決復雜工程問題的能力

課程目標2：理解巖石、礦物學理論體系的形成、研究現(xiàn)狀和礦產(chǎn)勘查與災害調(diào)查的研究熱點；能夠獨立完成礦物、巖石的鑒定實驗，能夠全面編寫巖石鑒定報告并結(jié)合礦產(chǎn)勘查與災害調(diào)查給出綜合分析和合理討論

畢業(yè)要求2.1：能運用相關(guān)數(shù)學、自然科學、工程知識和地質(zhì)學基本原理與方法，有效識別和判斷礦產(chǎn)資源勘查、災害及環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中的復雜工程問題

課程目標3：能夠聯(lián)系主要巖石類型的形成原理和特征歸納其在資源勘查、災害和環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中的工程性質(zhì)，并利用巖石性質(zhì)給出初步評價；能夠設計并解決資源勘查、災害和環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中的復雜工程問題

畢業(yè)要求12.2：了解礦產(chǎn)資源勘查、災害及環(huán)境地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)及國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)，并能夠應用到工程實踐中

（3）大綱以學生為中心。教學大綱是課程教學的綱領(lǐng)性文件，傳統(tǒng)教學大綱過于強調(diào)知識的規(guī)范性，規(guī)定教學方式以教師講授為主，學生被動接受教師“灌輸”的知識［4］，而工程教育認證更強調(diào)以學生為中心。因此，“巖石學”課程組編制了符合我校教學要求的課程目標。課程目標中明確說明了學生的學習目標和學習內(nèi)容，具有可操作性，學期末可以根據(jù)以上學生的學習情況完成教學評價，同時根據(jù)教學評價可以印證教學大綱的合理性，在教學實踐中形成了完整的閉環(huán)。

3混合教學過程

混合式教學包括線上和線下教學，因其教學內(nèi)容豐富、教學形式多樣、便于學生學習，目前受到教師們的廣泛重視，多所大學開展了相關(guān)的教學實踐［56］。在工程教育認證理念下，強調(diào)兩個教學成果：第一，學生要掌握傳統(tǒng)知識；第二，學生要掌握未來工作的職業(yè)技能［7］。混合式教學很好地滿足了這一成果導向的內(nèi)涵，巖石學課程線上教育注重理論知識的夯實，線下教育則注重職業(yè)技能的培養(yǎng)。

3.1線上教學

在一些傳統(tǒng)教學中，教師授課后，部分學生似懂非懂，不了解自己學習進展和情況。而線上教學是課堂教學的補充輔助部分，課堂教學是學生基礎(chǔ)知識的主要來源。教學過程中，通過線上教學，教師和學生對課程目標達成程度、教學內(nèi)容的掌握程度都有量化了解。

（1）雨課堂是線上教學的重要載體。線上教學的時間靈活，教學內(nèi)容多樣。以課后討論、課后作業(yè)的形式留下問題，學生可以線上作答，即使在相對零散的時間，學生也可以實現(xiàn)線上學習。教師可實現(xiàn)全面了解學生作答情況，學生可實現(xiàn)全面了解知識掌握進度。例如，本學期課程中的一道作業(yè)題，全班35人，2人未作答。教師可以掌握學生完成作業(yè)情況及作業(yè)成績分布情況，有利于在后面教學中做出相應調(diào)整。學生在看到自己成績的同時，也可見班級分數(shù)統(tǒng)計，了解自己的完成情況在班級所處的位置。做得好的同學可以再接再厲，覺得還有提高空間的同學可以在后面的學習中更加努力。大學學習中，碎片化時間較多，充分利用好碎片化學習，對于提高學習成績、提升教學效果具有顯著的作用。

線上隨堂測試和課后測試是線上教學的重要組成部分，根據(jù)教學大綱，設計每一章節(jié)測試題目數(shù)量和比例，按比例計入學期成績。這種測試要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成習題，可以考查學生掌握知識的能力，學生也可以了解自己的學習進展。例如，本學期課程中的一章測試（見下圖），通過作圖統(tǒng)計后，每位同學的作答率和得分率一目了然。教師了解了本章節(jié)授課效果，學生了解了本章節(jié)掌握情況，是成果導向的重要體現(xiàn)，同時為課程目標1提供了重要支撐。

教學過程中學生作答情況圖

（2）虛擬仿真教學是線上實踐教學的重要輔助。我校多年來積極開展虛擬仿真實驗室建設，實習內(nèi)容豐富，系統(tǒng)操作簡單，方便觀察。以巖石標本為例，部分典型標本可以多角度觀察，同時配有放大鏡、小刀等實驗器材。在虛擬仿真實驗室的輔助下，學生可以進一步理解巖石鑒定實驗內(nèi)容。該部分內(nèi)容能夠提高學生動手實操能力，為課程目標2提供了重要的支撐。

3.2線下教學

線下教學主要包括兩方面內(nèi)容，一是課堂教學，二是課內(nèi)實習課。線下教學是教學的主體。我校“巖石學”課程有64學時，其中理論課時36學時，實習課時28課時。在教學大綱的指導下，所有授課內(nèi)容分別對應到3個課程目標中。

（1）課堂教學是學生理論知識的來源，是評價教師教學能力的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)OBE教學理念，以學生為中心，以學習成果為導向，課程設計就極為重要。傳統(tǒng)填鴨式教學在大學課堂效果較差，在課堂上，只有少數(shù)的學生可以保證完全集中注意力，教師不以學生為中心設計課程，學生學習很累且效果較差。在大數(shù)據(jù)采集、思政教育、加強工程能力培養(yǎng)等方面，許多教師提出了有效的改革方案［89］。在“巖石學”教學中，我們提出要將每個知識點設計到時長15分鐘以內(nèi)，每節(jié)課知識點數(shù)量不宜過多，在兩個知識點之間，要加入問題或隨堂測試，使學生參與進來，讓學生明白每節(jié)課所學的具體內(nèi)容。在整個教學設計中，要加入適當?shù)乃颊逃岣邔W生學習興趣，增加學生的家國情懷。例如，在授課中加入我國著名地質(zhì)學家的故事，不僅可以使學生了解地質(zhì)工作的優(yōu)良傳統(tǒng)，也可以樹立學生為國奉獻的崇高理想。

（2）實驗教學是學生實踐能力的來源，是學生分析問題、解決問題的重要環(huán)節(jié)。我校實踐教學特色之處在于，與自然資源實物地質(zhì)資料中心開展了廣泛的產(chǎn)學研合作，學生受益匪淺。自然資源實物地質(zhì)資料中心為中國地質(zhì)調(diào)查局直屬公益性事業(yè)單位，是國家實物地質(zhì)資料館藏機構(gòu)，也是多家高等院校的教學實習基地。

目前我校“巖石學”實驗課中，關(guān)于巖石手標本鑒定實習課全部在自然資源實物地質(zhì)資料中心開展。自然資源實物地質(zhì)資料中心的標本礦物、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造十分典型，適合初學者觀察學習，每塊標本還配有對應的薄片，在自然資源實物地質(zhì)資料中心實驗使學生能夠較好地完成課程目標。同時，自然資源實物地質(zhì)資料中心的專家還為同學們科研和工作提供指引，大幅提高學生解決復雜問題的能力。自然資源實物地質(zhì)資料中心配有較為先進的實驗儀器，例如薄片全幅面圖像采集系統(tǒng)，為大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目提供技術(shù)支持。

4考核方式的優(yōu)化

課程考核方式直接影響著學生學習狀態(tài)和學習結(jié)果，在教學環(huán)節(jié)中十分重要。良好的課程考核方式不僅可以提高學生的學習興趣，更能使學生成為學習的主體。傳統(tǒng)的考核方式基本是一考定成績，許多學生都是在考前最后幾天進行突擊復習，這樣的學習和復習方式不僅忽略了學習過程，也不能起到教學的目的。也許學生可以通過瞬時的記憶通過期末考試，但對于課程目標，基本是沒有完成。在教學過程中，如何優(yōu)化考核方式是非常重要的。

以我校“巖石學”教學為例，平時成績占50%，期末考試成績占50%，平時成績由作業(yè)成績（10%）、雨課堂課上成績（10%）和實習成績（30%）組成。學生可以隨時查閱自己已經(jīng)獲得的分數(shù)，掌握學習進度、學習完成度。學期初，指定好每個課程目標在全年的考核所占比例，學生通過完成作業(yè)、課堂或課下測試，以及實習報告，獲取相應分數(shù)。在學/yQ1xjsbVs+cKzIKIVvx0qIJ6mgxCuP6pfRkklMCSnM=期內(nèi)，學生可以根據(jù)所獲分數(shù)，調(diào)整自己的學習計劃和學習狀態(tài)，學生成為學習的主體。當考核模式多樣化后，學生可以根據(jù)學習成果完成全部學習，這符合成果導向的教育理念。

5結(jié)論

在工程教育認證理念下，教育教學改革蓬勃發(fā)展。“巖石學”課程教改實施過程總結(jié)如下：

（1）根據(jù)專業(yè)的畢業(yè)要求，制定課程目標、課程大綱。這些教學文件的制定要符合高標準、有目的性、以學生為中心的核心思想。

（2）依據(jù)教學大綱實施混合式教學，要建立線上教學的資源庫，優(yōu)化線下教學的內(nèi)容，使學生理論學習有抓手、實踐學習有實操。

（3）課程考核要量化。將課程目標分為若干考核點，在教學中，讓學生知道自己在每個考核點的分數(shù)，不斷優(yōu)化考核方式方法，符合成果為導向的內(nèi)涵。

在教學實踐中，通過教學改革，這門課程的教學效果得到了較大的提升，而這些教改經(jīng)驗可以為理論與實踐并重的課程提供參考與借鑒。

另外，在教學實踐中要適當加入課程思政的內(nèi)容，這可以增強學生愛黨愛國信念，提升學生學習興趣，提高學生分數(shù)，提高教學質(zhì)量。教學是一份任重道遠的工作，教學改革研究也伴隨著教師整個教學生涯，教師在教學中仍要不斷探索教學方法，積累教學經(jīng)驗，對學生知識和能力進行多方面培養(yǎng)。

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基金項目：防災科技學院教育研究與教學改革項目（JY2023B07）

作者簡介：薛懷宇（1983—），男，吉林白城人，碩士，講師，研究方向：沉積巖石學。