“地球物理勘探”課程混合式教學實施及效果評價

摘要 本研究以河北工程大學為例，針對資源勘查工程專業地球物理勘探課程教學存在的問題，以工程教育理念為指導，將線上教學和虛擬仿真技術融合到傳統課程教學中，設計了“線上線下、虛實融合”混合式教學模式，并于2022 年和2023 年連續兩年在資源勘查工程專業教學中實施。通過對比傳統教學和混合式教學的畢業要求指標點達成度、課程教學目標達成度及學生滿意度調查等，證明“線上線下、虛實融合”混合式教學效果較好，有利于提高學生學習的積極性，提升人才培養質量。

關鍵詞 地球物理勘探；混合式教學；傳統教學；教學效果

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.07.034

近年來，隨著工程教育專業認證工作在國內高校的全面展開及互聯網+、短視頻、虛擬仿真技術的廣泛流行[1-3]，以教師為主的傳統教學模式已經不適應行業對地質工程類人才培養的要求，探索基于各類信息化教育技術手段與教育教學深度融合的新教學模式顯得尤為重要[4-6]。在此背景下，河北工程大學地球科學與工程學院的地球物理勘探課程積極探索“線上線下、虛實融合”混合式教學模式，從2021 年開始籌備建設，經過一年多的努力，終于在2021 年學期末建設完成并于2022 年和2023 年在資源勘查工程專業中實施。線上線下混合式教學從籌備到實施已經過去了3 年，這種模式的教學效果如何？下面將從課程概況、混合式教學的實施及實施效果等方面總結地球物理勘探課程“線上線下、虛實融合”混合式教學模式，希望能為河北工程大學及其他高校地質工程類課程教學模式改革提供參考。

1 地球物理勘探課程概況

地球物理勘探是一門物理學和地質學相結合的交叉學科，是資源勘查工程專業的核心專業基礎課，是一門利用物理原理和方法對地質問題進行解釋的工具學科[7]。學習該課程需要學習大量的前置課程，如大學物理、場論、數值計算等，學習難度相對較大，理論內容相對抽象，需要通過線上線下相結合、理論與社會實踐相結合來演示大量的工程問題，因此對于該課程而言，將“互聯網+”、短視頻、線上教學和虛擬仿真技術融合到傳統教學中去，是很有必要的。

根據工程教育認證標準和本專業畢業要求指標點分解情況，地球物理勘探課程所支撐的畢業要求指標點見表1。

同時根據指標點，地球物理勘探課程教學具體目標可確定如下。

課程目標1：熟悉各種物探方法的內容和基本原理。

課程目標2：掌握電法方法的原理、野外數據采集及基本數據處理解釋。

課程目標3：掌握地震方法的原理、野外數據采集及基本數據處理解釋。

課程目標4：掌握重力、磁法及其他方法的原理，野外數據采集，以及數據處理解釋。

課程目標5：結合工程實際，掌握地球物理勘探開發中的工程設計，能夠針對勘探開發中遇到的復雜工程問題設計可行的解決方案且設計出來的方案具有一定的創新性。

表2 反映了地球物理勘探課程畢業要求指標點與課程教學目標的對應關系。從表2 可以看出，課程目標1 對應畢業要求1―3，要求達到理解水平；課程目標2、3、4 均對應畢業要求2―1 和畢業要求4―2，要求達到應用和分析水平；課程目標5 則對應畢業要求5―2，并要求達到綜合水平。

根據工程專業認證及社會對資源勘查工程專業人才培養的要求，課程組重新修訂了地球物理勘探課程教學大綱。表3 反映了地球物理勘探課程教學內容、課時與對應的畢業要求指標點。

2 混合式教學模式的實施

2.1 混合式教學模式的構建思路

張貝貝（2022）[8]詳細介紹了地球物理勘探實驗課“線上線下、虛實融合”混合式教學的構建思路，地球物理勘探課程也采取了類似的思路，即在現有的實物教學基礎上，探索線上教學和線下教學相結合、實物教學與虛擬仿真相結合的教學模式，實現“教、學、做”一體化教學，最終實現地球物理勘探“線上線下、虛實融合”混合式教學。

本文將從“線上―虛擬”教學的實施、“線下―實物”教學的實施及“線上線下、虛實融合”混合式教學三個方面對混合式教學進行論述。

2.2“線上―虛擬”教學的實施

對于學習難度相對較大、理論內容相對抽象的教學內容，教師采用“線上―虛擬”教學模式。課前，教師提前一周將課程內容以通俗易懂的動畫、視頻、真實案例等形式發布在學習通上，引導學生提前預習課堂內容并提出個人學習難點和問題。課中，教師結合案例、視頻及仿真教學平臺等為學生講解相關知識，引導學生解決課前提出的問題。課后，教師繼續利用線上平臺，進一步拓展學習資源，設置高一級目標任務。這樣難度遞增的階梯式教學過程可激發學生的學習興趣，促使學生深化對課程知識的理解[9]。另外，教師設計平臺簽名、隨機點名、小組辯論等環節，例如，用“搖一搖”點名功能進行課堂提問，以提高學生的課堂參與度。

“線上―虛擬”教學完成后，對學生進行一次綜合考核，最終成績根據學生課前預習、簽到、課堂參與度、作業及小型考試等情況綜合評定，其中，課前預習、簽到、課堂參與度及作業等共占50%，考試成績占50%。

2.3“線下―實物”教學的實施

對于相對簡單且容易理解的知識，教師采用“線下―實物”教學模式。課前，教師不再提前發放學習資料，而是通過雨課堂或學習通發布學習任務，讓學生自己查詢學習資料并完成教師發布的任務。課中，教師檢查學生的預習情況，并根據學生的預習情況展開線下課堂知識的講解，鼓勵學生積極回答問題并參與課堂討論，教師總結課堂內容并布置課后作業。課后，學生完成并提交作業，教師及時批閱，找出不足，并將批閱結果及時反饋給學生。

同樣，“線下―實物”教學完成后，教師要整合學生的預習情況、簽到情況、課堂互動情況及作業完成情況，最后給出學生線下學習的總成績。

2.4“線下線下、虛實融合”混合式教學的實施

通過分析“線上―虛擬”和“線下―實物”教學效果，分析產生差異的原因，進一步優化線上線下教學過程，最終建成獨具特色的、符合教學實際和生產實際的“線上線下、虛實融合”混合式教學模式。

此外，通過對教師、學生、畢業生、用人單位等利益相關者進行調查，以及對“線上線下、虛實融合”混合式教學過程、學生反饋及目標達成度等進行總結，采用“運行―驗證―優化”形式逐步推進地球物理勘探“線上線下、虛實融合”混合式教學模式的建立。

3 混合式教學模式的實施效果

3.1 制定課程教學目標達成度考核方式

張貝貝（2021）[10]詳細講解了課程教學目標達成度考核方法，本研究將采用相同的方法進行地球物理勘探混合式教學效果評價，主要從期末考試、線上成績、線下成績、工程設計4 個方面進行評價（表4）。課程目標1、2、3、4 均由期末考試、線上成績、線下成績確定，課程目標5由工程設計來考核，具體見表4。考核的每一項目均有相應的評分標準：期末考試得分嚴格按照試卷評分標準來執行；線上和線下成績得分根據線上教學和線下教學中學生的課前預習、簽到、課堂討論參與度、回答問題積極性、課后作業準確性等情況綜合評判；工程設計項目的得分從工程設計的規范性及準確性等方面進行評判。

表5 反映了課程目標達成度考核計算方法及2021―2023 年考核結果，其中2021 年為傳統教學模式下的達成度分數值（分值按線下教學模式計算得出），2022 年和2023 年為混合式教學模式下的達成度分值。從表5 可以看出，混合式教學模式下的分值總體上高于傳統教學模式下的分值，且在課程教學的持續改進下，2023 年的分值均高于2022 年的分值，且2023 年所有課程目標的達成度均在0.80 以上，說明“線上線下、虛實融合”混合式教學模式較傳統教學模式效果更好，有助于提升地質工程類人才的培養質量。

3.2 制定畢業要求指標點達成度考核方式

表6（p112）反映了畢業要求達成度評價方法及2021―2023 年評價結果，其中2021 年為傳統教學模式下的評價值（分值按線下教學模式計算得出），2022 年和2023 年為混合式教學模式下的評價值。畢業要求指標點1―3 和2―1 達成途徑均是根據每節課課前預習、課堂參與、課后測試及期末考試完成情況來進行評價的，評價值按“平時考核分值×0.30+期末考試分值×0.70”計算；指標點4―2 和5―2 達成途徑是根據課前預習、課堂參與、課后測試、期末考試及工程設計完成情況來進行評價的，評價值按“平時考核×0.30+期末考試0.60+工程設計×0.10”計算。從表6可知，混合式教學模式下的分值總體上高于傳統教學模式下的分值，且2022 年和2023 年的評價值均高于0.80。2022年的所有指標點平均值為0.81，2023 年的平均值高達0.85，這充分說明“線上線下、虛實融合”混合式教學模式較傳統教學模式效果更好，可激發學生的學習興趣和積極性，有助于提高教學質量。

3.3 問卷調查

課程結束后，教師對資源勘查工程專業2020 級和2021級全體學生進行問卷調查，調查的問題為：相較于傳統教學，您對“線上線下、虛實融合”混合式教學模式的總體評價是什么？調查結果顯示，2020 級共55 人，選擇“非常滿意”的有28 名學生，占比為50.91%；選擇“比較滿意”的有15 名學生，占比為27.27%；選擇“滿意”的有12 名學生，占比為21.82%；選擇“比較不滿意”和“非常不滿意”的均為0名學生。2021 級共57 人，選擇“非常滿意”的有30 名學生，占比為52.63%；選擇“比較滿意”的有18 名學生，占比為31.58%；選擇“滿意”的有9 名學生，占比為15.79%；選擇“比較不滿意”和“非常不滿意”的也均為0 名。2021 級學生對混合式教學的整體滿意度高于2020 級。

3.4 實施效果總結

綜上所述，無論是從課程目標達成度考核角度來看，還是從畢業要求指標點達成度考核及學生的調查問卷等方面來看，采用“線上線下、虛實融合”混合式教學模式相較于傳統教學效果更好。“線上線下、虛實融合”混合式教學為教學提供了新的模式，教學過程凸顯趣味性、互動性、情境真實性，充分發揮了學生的自主學習能力和拓展創新能力，使教學內容和表達方式更加豐富多彩，有利于培養國家需要的地質工程類人才，促進學生未來就業和發展。

4 結語

本文通過對地球物理勘探課程“線上―虛擬”教學及“線下―實物”教學的探索，構建了“線上線下、虛擬融合”混合式教學模式，將抽象難懂的理論知識及缺少工具的實驗擴展到線上，豐富了教學內容與教學形式，增強了課程的吸引力和趣味性，促進了學生對知識掌握。希望本研究成果能推動本科教學模式的改革，提升本科人才培養質量。

基金項目：河北省教育改革研究項目（2023GJJG259）；河北省研究生示范課程（KCJSX2024080）；省級新工科項目（2020GJXGK024）；河北工程大學校級項目（JG2024015）。

參考文獻

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