公路交通類專業巖礦鑒定教學方法

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［摘要］近年來，高校教學面臨課時壓縮的挑戰，怎樣才能在此情形下提高學生的學習興趣并保證教學質量是一個重要的研究課題。依托公路交通類專業工程地質課程中對礦物、巖石鑒定的實驗課教學，提出翻轉課堂教學法和多媒體手段相結合、因材施教和線上線下手段相結合的教學方法并對其進行探索與實踐。結果表明，翻轉課堂結合多媒體手段能解決課時少內容多的矛盾，保證教學質量。針對學生基礎不同的情況，因材施教，利用各種學習平臺進行線上和線下交流，有效提高了學生的自主學習能力和學習效果。

［關鍵詞］翻轉課堂；因材施教；學習平臺；巖礦鑒定；教學方法

一、引言

“工程地質”課程包括礦物、巖石的鑒定，地質作用類型，工程地質勘察，工程地質環境評價等內容。該課程是交通運輸類道路橋梁渡河工程、土木工程建筑等專業學生的專業基礎課，是工程科學與地質科學相互交叉、滲透而成的邊緣學科，學好“工程地質”課程對學生將來參與工程建設非常重要。準確的鑒定礦物和巖石可以為建筑材料的選用、建筑環境的評價、公路邊坡工程、橋梁樁基礎的設計和施工等打下基礎。準確的鑒定礦物和巖石能保證工程設計的科學合理、經濟和安全，在實際工作中正確的改造不良地質，最大限度地避免自然災害，確保工程施工運營中的人身安全。礦物、巖石的鑒定是公路交通類專業“工程地質”課程的重要內容。但是在新形勢下，學生類型多樣，有工科試驗班、國際班、中外合作辦學班等，同時為了響應教育部關于減輕學生課業負擔的通知，需要在課時少、學生基礎不同的情況下保證教學質量，給教學帶來了巨大的挑戰。傳統的“教師講，學生聽”的教學模式以教材和教師為中心，課程進展較慢，學生被動學習知識，基礎不同的學生掌握知識的程度差異較大。

二、當前“工程地質”課程教學中存在的問題

（一）“工程地質”實踐課教學課時少

我國教育行業長期以來以集體化教學的機械練習的淺層學習為主，學生課業負擔過重，不利于人才的全方面發展。2010年頒發的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》指出，要促進學生健康快樂成長、生動活潑學習，就要從減輕過重的課業負擔抓起。我校為響應減輕學生課業負擔的號召，對部分課程進行了課時縮減。然而，隨著科學技術的進步，我國土木工程中所用到的機械和技術越來越復雜，越來越多，綜合性也越來越強，學生不僅需要掌握更多的知識，而且需要學會發現知識、自主學習，以適應行業發展的需要[1]。例如，在工程地質實踐課要求學生掌握4種標本（礦物、巖漿巖、沉積巖、變質巖）的鑒定及基本知識，但是該課卻只有6節課，這對教師的教學水平提出了更高的要求。

（二）學生類型多樣，基礎不一

本科院校學生的自主學習性差異較大。目前高校的學生類型多樣，有工科試驗班、國際班、中外合作辦學班、留學生班，各班學生的入學成績不同，學習基礎也不同。有的留學生在語言上有障礙，尤其對于一些專業術語的理解有一定的困難。學生的入學初衷不同，有的學生是選擇了自己感興趣的專業，有的是根據就業形勢選擇了專業，還有一部分學生是為了獲得文憑。因此，部分學生在學習過程中興趣不高，主動學習的動力不足[2]。

三、新形勢下公路交通類專業巖礦鑒定教學方法的探索

（一）針對課時少的問題采用翻轉課堂教學法結合多媒體手段進行教學

翻轉課堂是解決學校的教學時間安排無法讓學生達到既定教學目標問題的一種有效教學方法，需要學生課前進行預習，然后在課堂上進行討論和知識的拓展提升，在課后鞏固知識。這種教學方法有效地提高了課堂效率，適用于解決課時少的問題。2020年，在肺炎疫情的影響下，許多教學類服務平臺得到了廣泛的應用。課前教師把制作好的導學教案PPT和教學視頻等學習資源上傳到平臺，學生使用電腦或手機下載這些學習資料，自主進行課前基礎知識的學習，完成預習自測。課上，教師主要講解課程的難點、重點內容，然后結合案例布置作業，檢測學生的掌握程度。學生對教師布置的問題進行思考，并展開全班討論；教師進行必要的指導與解答。課后，教師可以利用平臺軟件在線測試學生對知識的吸收程度[3，4]。就翻轉課堂而言，課前和課中同樣重要，但容易被我們忽略的是課后的鞏固階段。教師布置作業的意義在于讓學生進行知識強化和拓展延伸，之后教師進行評價和反饋，通過反饋幫助學生完成知識的鞏固和理解。所以作業的形式不能僅僅停留在應付考試的書面形式上。可以采取小組PPT匯報、實驗研究等形式，盡可能多地為學生提供應用所學知識的機會。學生在完成作業的過程中實現知識建構、關聯和遷移，從而培養其解決復雜問題的能力。

（二）針對學生基礎不同的情況，采取因材施

教和線上線下教學相結合的方法孔子提出了“因材施教”的思想，從教育的角度來說，強調的是“以學習者為中心”。因材施教其實是多樣化、差異化的人才培養模式，讓不同個體都能實現高效學習，全面掌握所學知識。然而在現實中，每一個學生的學習能力存在差異，不同類型的班級學習水平也有差異，教師要有針對性地采取教學策略。例如，基礎好的學生可以加快進度，提高效率，在課上掌握基本知識，并進行一定的知識提升訓練；對于基礎較差的學生，教師要提高學生的學習興趣，讓學生把基本知識掌握牢固并學會應用。關于知識拓展，可以以作業的形式安排學生課后完成，學生在學習中存在的問題以線上或線下方式解決。“施教”不是簡單地向學生灌輸知識，更要強調啟發和誘導學生學會學習，幫助學生領悟知識。此外，新一代智能技術的快速發展及其在教育教學中的應用，為“因材施教”的規模化實施帶來了新的機遇[5]。課堂教學結合微視頻、創建班級QQ群、微信群交流解決問題等方式為創設新型智能化教學環境、促進教學方式變革提供了技術支撐[6]。

四、教學效果研究

（一）研究對象和研究方案

長安大學公路交通類專業本科11個班，約330人。所有學生由同一位教師教授實驗課的礦物、巖石的鑒定知識。第一組采用傳統的“教師講，學生聽”的教學模式，第二組采用翻轉課堂結合多媒體的教學方法，學生在課前進行預習，課上進行運用實操，課后鞏固知識。同時，針對不同基礎的學生采取因材施教結合信息化通信手段的教學方法。

（二）實踐結果與討論

本文采用隨堂測驗來檢驗學習效果，筆試內容包括對礦物、巖石鑒定的基礎知識和工程應用題兩個類型。考題形式分為填空題、選擇題和簡答題三部分，總分值為100分。采用本文提出的教學方法，普通班、國際班、中外合作班的平均得分較高，分別為78.98分、87.03分和75.15分，方差為24.51，得分差異較小，。教學質量穩定；而傳統教學模式下考查了5個普通班、3個國際班的成績（之前沒有中外合作辦學的班級），其平均得分均較低，分別為70.74分、66.17分、70.92分、77.08分、71.51分、80.29分、84.58分和81.12分，方差為35.72，得分差異較大，學生學習效果差異大，教學質量不穩定。普通班以前的平均成績為71.28分，現在是78.98分，提高了10.80%；國際班以前的平均成績為82分，現在是87.03分，提高了6.13%。經比較，采用本文提出的教學方法后，學生成績有明顯的提高。這種教學方法是一種較好的教學方法。此外，由于中外合作辦學班入學分數比普通班低幾十分，普遍基礎較差，使得教學效果不夠理想。教師對中外合作辦學班的教學方法更應該注重線上線下、課上課下的交流互動。自然界中的巖石、礦物形態多變，這給我們實際鑒定巖石和礦物增加了一定的難度，在今后的實際工程中需要我們靈活運用所學知識解決實際問題。中外合作辦學班學生的學習基礎較差，課程教學中更不能讓學生僅僅停留在知識的死記硬背與書面作業上，教師在課上及課下應該和學生多交流互動，提高學生的學習興趣與學習效率，引導學生自主思考，培養其對知識的理解與應用能力，從根本上提高中外合作辦學班級的學習成績，縮小不同班級之間的基礎差異，實現教學質量的普遍提升。將主觀應用分析題的平均得分換算成百分制進行研究。采用本文提出的教學方法，學生自由發揮的主觀題平均得分為64.63分，方差為4.01。由學生主觀題平均得分可知，學生用所學知識解決實際問題的能力是合格的，但沒有達到理想的水平，對知識的應用還有待進一步提高。學生成績的方差結果表明，學生得分差異不大，比較均勻，教學質量穩定。為了提升學生運用知識解決實際問題的能力，擬采取案例教學等方法。設計案例如下。案例1：變質巖美觀。變質巖是原巖經高溫、高壓或者化學成分滲入的影響，發生了結構、構造或者礦物成分的變化而形成的，因此變質巖的硬度一般比原巖大，有時有變質礦物出現。有的變質巖很美觀，其中石榴子石、蛇紋石是寶石，漢白玉是優質的建筑材料，條帶狀混合巖可以作為景觀石。案例2：巖石的工程應用。沉積巖中的泥巖、頁巖，變質巖中的千枚巖、板巖和片巖，強度小、工程性質差，在工程建設中遇到這些巖石時，要重視并采取相應措施預防在工程建設和使用中出現問題。巖漿巖、沉積巖中的砂巖和白云巖，變質巖中的石英巖等工程性質較好，可以作為優質的建筑環境或建筑材料，尤其是玄武巖，它是瀝青混凝土中的優質骨料。案例3：石油形成的有利位置。近海有著大量的藻類、魚類及其他浮游生物，這些生物被河流帶來的沉積物掩埋后，再加上覆巖層的壓力、高溫及細菌的作用，便開始分解。經過長期的地質時期，這些生物遺體逐漸變成了分散的石油。那些沉降地層厚的盆地，往往是形成石油的最有利地區。因此，淺海位置特別是在島嶼岬角阻隔的海灣中，水域處于平靜的半封閉狀態，最有利于有機物的堆積，最終形成石油，這為在海上探尋石油提供了有力的依據。

五、結語

本文總結了新情況下公路交通類專業巖礦鑒定教學中存在的主要問題，并針對存在的問題提出了教學方法改革的建議和措施。翻轉課堂教學結合多媒體手段，能解決課時少內容多的矛盾，保證教學質量。在翻轉課堂教學過程中，要樹立以學生為中心的教學理念，激發學生的學習興趣，鍛煉分析問題、解決問題的能力，真正全面提高學生的綜合素質。針對學生基礎不同的情況，要因材施教，在網絡學習空間、虛擬社區等各種學習平臺上交流，及時解決問題。資源豐富的交流學習平臺成為教師和學生之間即時交流與溝通的橋梁，成為傳統教學的有效補充，為“因材施教”提供了更為便捷的條件。實踐表明，用翻轉課堂結合多媒體手段教學，解決了課時少內容多的矛盾，而且學生的學習積極性得到了很大提高，平均成績有了顯著提高。此外，雖然學生的基礎不同，但采取現代的通信手段和因材施教的教學方法后，學生自主學習的能力提高了，取得了理想的學習成績，實現了良好的教學效果。采用本文提出的教學方法后，雖然學生的成績普遍提高了，但是主觀應用分析題得分不夠理想，在今后的教學工作中尚需進一步加強案例教學，提高學生解決實際工程問題的能力。

參考文獻

［1］許江波,駱永震,包含,等.論CDIO理念下的工程類高校教育模式改革［J］.大學教育,2020(1):57-59.

［2］張解解.如何將現代教育技術應用到翻轉課堂中［J］.教育教學論壇,2020(41):359-360.

［3］魏永清,張波.適用于翻轉課堂模式的課程教學內容研究及實踐［J］.教育教學論壇,2020(41):217-218.

［4］任遠坤.探討翻轉課堂在高校教育學中的應用［J］.科學咨詢(教育科研),2020(10):46-47.

［5］劉邦奇.智能技術支持的“因材施教”教學模式構建與應用———以智慧課堂為例［J］.中國電化教育,2020(9):30-39.

［6］王竹立,李小玉,林津.智能手機與“互聯網+”課堂———信息技術與教學整合的新思維、新路徑［J］.遠程教育雜志,2015,33(4):14-21.

作者：梁燕 鄧炎倩 霍艾迪 鄭甜 單位：長安大學公路學院 特殊地區公路工程教育部重點實驗室 長安大學水利與環境學院 旱區地下水文與生態效應教育部重點實驗室