“互联网+”背景下《结晶学与矿物学》课程的混合教学模式初探

张敏 闫俊

摘要：文章在已有的知识体系及传统教学模式的基础上，初步探讨了在“互联网+”背景下《结晶学与矿物学》课程的混合教学模式。“互联网+”时代的到来，为混合教学模式的开展与实施提供了平台和途径。文章在对课程内容、特点及传统教学模式剖析的基础上，对该课程基于“互联网+”背景下的混合教学模式进行了初步设计探讨，从教师备课、学生预习、课堂反馈、疑难点巩固及教学效果测评几个方面进行课程设计。

關键词：互联网+;混合教学模式;结晶学与矿物学

中图分类号：G642.41     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）40-0211-03

随着“互联网+”概念的提出，“互联网+教育”的探索模式已经成为研究知识信息化的新途径，为我国的教学改革注入了新鲜血液。其最终目的并不是实现教育的数字化和信息化，而是从互联网应用的角度来启发教育教学思维，使得教育适应并推动当下的互联网发展大环境[1]。在此背景下，不断涌现出慕课、微课、翻转课堂、雨课堂等以“互联网+教育”技术平台为支持的新型教学模式，强化了教育资源的共享，提高了教学质量[2]。从教学方式的结构组成来看，这些新型教学模式仅仅是混合教学模式的一种具体实现形式，因此，本质上的教学模式改革最终还是需要集万千变化于一身，探索出一套真正适合具体课程的教学方法，以便于更好地达到“教、学一体”。

一、《结晶学与矿物学》课程特点

《结晶学与矿物学》课程是地质、材料、资源、地球化学、珠宝等专业重要的专业主干课，在我校则是资源勘查专业的专业核心课程，该课程是研究自然界各种地质作用过程中所形成矿物的形态、化学成分、内部结构和物理性质以及它们之间相互关系的一门学科。教学的目的和任务在于通过学习晶体宏观形态对称和晶体结构对称的基本理论、基本知识和基本概念，了解矿物的地质成因条件，掌握晶体形态、化学成分及物理性质的基本知识;学会鉴定及研究矿物的基本技能和方法，掌握肉眼鉴定矿物的特征及鉴定矿物的一些简易的物理、化学方法;知道某些矿物的主要用途等。

该门课程针对我校资源勘查工程专业，是安排在大学一年级下学期，即《普通地质学》课程之后，学习的第一门专业主干课程。对于刚刚接触专业知识的大学生，他们对矿物缺乏一定的感性认识，课程内容中几何结晶学非常抽象、空间立体性强，矿物学内容庞杂，学习难度大[3]，因此《结晶学与矿物学》针对该专业学生来说无疑是难度较大的课程。

总结起来，《结晶学与矿物学》主要有四个主要特点[4]：

1.该课程涵盖了“结晶学”与“矿物学”两个方面的知识，主要是以晶体和矿物为研究对象来研究固体地球的主要物质组成，知识点多，内容较庞杂。

2.部分知识点较抽象，需要有较强的空间想象能力。主要体现在“结晶学”部分，如：晶体的内部质点排列方式、晶体投影以及晶体宏观和微观对称、晶体定向等知识点均非常抽象，特别是在传统教学过程中，学生只能在老师的引导下靠想象来进行理解;但随着计算机技术、多媒体、互联网技术的发展，这些相对抽象的知识点可以通过模拟技术、动画等方式进行展示，更有利于学生直观地观察和理解。

3.该课程实践性强。在要求学生能很好地掌握知识点的基础上，还要求学生能对晶体模型对称进行操作，能够对实际矿物药进行鉴定等能力。掌握几何单形的描述，如晶面的形状、数目、相互关系、晶面与对称要素的相对位置以及单形横切面的形状等;掌握常见矿物的结晶学、矿物学特征，能用肉眼或者借助简单手段对矿物进行鉴定。因此，要加重实习课的力度，同时给学生创造室内外多途径接触各种矿物的机会，培养学生的实际鉴定能力。

4.课程内容上具有较强的连贯性。如晶体的对称要素、对称操作、对称型、晶体定向、晶体符号及单形分析等内容逻辑结构严密，如果没有很好地掌握前一部分内容，将直接影响到后续内容的理解，因此在教学过程中要注意循序渐进、由浅入深。

二、《结晶学与矿物学》课程传统教学模式

由于《结晶学与矿物学》课程具有知识点多、实践性强等特点，因此该课程理论教学与实践教学各占一半的学时。在我校资源勘查专业，该课程设置72学时，其中理论课36学时（结晶学部分16学时、矿物学通论部分10学时、矿物学各论部分10学时），实验课36学时（包含18个实验项目，其中结晶学部分5个实验项目、矿物学通论部分3个实验项目、矿物学各论部分10个实验项目）。针对不同部分，教学模式也略有差别。

1.结晶学部分：该部分从面角守恒定律出发，引出的晶体宏观对称、晶体定向、单形与聚形等晶体的宏观理论，以及对晶体内部结构对称、晶体生长、晶体化学等微观理论[5]。这部分知识点抽象性及空间性很强，同时也具有较强的逻辑性;对该部分知识进行学习时，要求学生具有较强的空间想象能力及逻辑推导能力，这在无形中增大了学习难度。针对这部分知识点，主要采用的教学模式是教师主要借助晶体模型等道具、图片演示等方法教授相关抽象概念，并通过强调和重复的方式引导学生对易混淆的概念进行区分，如在晶体宏观对称章节，理论知识讲授完毕后，即会安排实验课程，同学们在实验室后，老师会将实验目的、方法、步骤及实验任务交代清楚，要求同学们针对晶体模型来进行详细分析及操作，找出具体模型的对称要素等。但这种教学方法使得学生过于依赖教师，对概念的理解流于形式，实验操作也只是简单完成任务，不能融会贯通。

2.矿物学通论部分：包括了矿物的化学成分、矿物形态、物理性质、形成条件等基础理论知识。矿物学通论部分是矿物学的精髓，也是后续专业课程的基础，该课程的“归纳总结性”特点主要在这部分体现，对矿物共性问题进行讨论，为后续矿物分类打好基础。要研究矿物，对矿物通论部分知识点的学习是至关重要的。但传统教学方法是将该部分的知识点不分主次地逐条讲解，以体现其概念上的系统性;实验部分包括了矿物的形态、光学及力学性质，采用的方法是在完成理论教学后，在实验室仍然是教师简单介绍实验方法、步骤等，学生只能根据实验条件，选择几种常见矿物进行实习操作，比如我们所讲授的油脂光泽、丝绢光泽等不能有效地与实物进行联系，这大大限制了学生对知识点的回顾及进一步理解，且教学内容枯燥乏味，部分较难的知识点晦涩难懂，学生在学习过程中较为茫然。

3.矿物学各论部分：该部分体现了课程的完整性，以晶体化学分类体系为分类基础，分别介绍矿物各大类、类、亚类、族、种的共性规律及每种矿物的个性特点，但教学内容繁多，教材篇幅甚至高于结晶学理论和矿物学通论的总和。该部分教学的难点在于如何让学生掌握各大类（或类）矿物的一般性和各矿物种的个性，以及如何用晶体化学基本原理解释矿物的物理性质。传统教学模式是选取70种左右矿物种进行讲解，但该部分理论课时仅10个、实验课时20个，要详细讲述并进行实验操作，基本完不成，因此，主要采用的方式是对常见矿物进行较详细的讲解。

三、“互联网+”背景下《结晶学与矿物学》课程的混合教学模式设计

为了弥补传统教学模式在教学中的不足，以应对互联网技术对教学模式的冲击，本文以基于“互联网+”背景对该课程进行混合教学模式设计。

1.教师备课。在教学过程中，教师备课占据着十分重要的地位，备课主要包括课堂教学设计及课程资源两个部分。课堂教学设计是课程教学的灵魂，是决定授课质量的第一步，也是关键所在。授课过程需要把握教学环节的每一个步骤，需要合理细化知识结构，循序渐进、由浅入深地整合及科学地授课引导及安排。首先，对教学单元目标分析。《结晶学与矿物学》课程分为两大部分，二十四个章节，应根据各部分所需学习章节，确定教学目标;其次，教学内容，即知识点分析。该课程教学内容冗长，因此对其进行仔细分析是教学设计的基础，需要对各章节的知识点进行拓展及整合，设计有吸引力和趣味性的学习情景，呈现多样化的学习模式，以实现摆脱时间、空间限制的课程内容;最后，对学习者特征进行分析。当代学生，都生活在科技发达的互联网时代，每个同学都有自己的个性与特点，但也都具有一个共性，即基本离不开手机等电子产品，因此教师应根据现代学生的特点，采用面对面沟通、调查的形式，对学生的兴趣爱好、知识水平、学习需求、学习状态进行了解，在了解其个性的同时，也应充分考虑其共性，从而对学生的内在需求、认知能力和所需的知识技能进行引导，跟上时代的步伐，充分将互联网等具有时代性的技术运用到教学中，这也主要体现在课程资源部分。

教师的课前准备，主要是为学习者提供具有时代特色、趣味性、吸引力和创造力的资源，如制作具有生活气息的案例和多种动画功能的PPT，搜集及录制的知识点视频，晶体、矿物等知识点相关网页链接等，并依托互联网教学平台，如雨课堂等，以实例分析、教学内容前期准备、PPT、题目引导、微视频、线上互动沟通等立体多样化的形式呈现，给学生以预习准备、疑难问题解答等步骤，为学生学习打破空间、时间的限制。

2.学生预习。学生可以通过“雨课堂”等互联网教学平台，根据“自主学习任务单”和其他相关平台资源，完成教师提前布置的学习任务。在学生提前预习及学习过程中，可将侧重点与疑、难点通过平台进行反馈，可以与教师进行及时沟通及答疑。

学生完成自主学习任务后，可以通过平台进行在线测试，并对疑难问题进行梳理，在此期间，学生通过互联网教学平台的留言板或其他聊天等工具，对疑难问题进行交互讨论，也可利用平台之外的新媒体进行互动交流，如QQ、微信等，在整个预习、学习过程中，学生的信息组织能力、信息加工能力、交互能力都能够得到提升。

3.课堂反馈，疑难点巩固。在课堂上，学生对学习情况进行反馈，教师对该课程的重点、疑点、难点等知识与同学们进行探讨并予以解决。课堂设计主要是教师在了解学生平时学习情况的基础上，与学生们进行面对面的沟通交流，进一步了解学习情况，对大部分同学掌握不牢或不理解的知识点进行剖析、讲解，对个别同学的疑难点，以答疑的方式进行解决。对于部分同学不太掌握，但个别同学掌握很好的知识点，可以与同学们进行沟通，让掌握好的同学上讲台进行详细讲解，这样会加深同学们对某一知识点的印象。

在授课过程中，有针对性地进行辅导和指导。体现“以人为本”、“以学生为主体”的教育理念，增加学生与教师的参与度，信息交互、反馈与知识传递的量化度。在整个过程中，教师的角色由授课的执行者与组织者转换为学生技能获取的规划者、引导者、学习过程中的问题倾听者。教师站在学生的角度思考课程的开展与实施，实现教师、导师、学生、朋友等各种角色之间的转变。在教学方法上，将以语言传递为主要手段的形式变为问题引导、师徒相长的模式，以视频、动画、讨论、角色变换等多种方式呈现的方法，以互联网教学平台为载体，借助问题，组织学生进行团队式教学。

4.教学效果测评。对教学效果验证的有效方式即是对学生进行测评，测评阶段也是教学过程的重要组成部分。测评实施过程，即通过考试使学生对所学知识及学习效果进行及时反馈，教师便可根据反馈情况及时对教学设计进行动态调整，使教学质量得以提高。

基于“互联网+”背景下《结晶学与矿物学》课程的混合式教学评价体系，贯穿于整个学习过程的始终，具有主体不一、指标多样、方式各异等特点。利用人工智能和数据挖掘等技术，依托互联网教学平台，对各种主体的参与情况、线上线下的活动开展情况、网络资源的利用率等几个方面进行大数据分析评价，使学生学习过程的参与度、满意度、交互性得到提高，对学习效果、学习模式适应性、学习资源易用性、创新意识与创新能力提高、自主学习能力提高等各方面均可进行定量分析[6]。

四、结语

混合教学模式是“互联网+”背景下的最佳教学形式，它在传统面授教学的基础上，引入在线平台式教学，将“互联网+”等优势资源与传统的课堂教学有机结合起来。针对《结晶学与矿物学》课程知识点多、抽象、实践性强、逻辑连贯性强等课程特点，简单运用传统教学模式，枯燥乏味地灌輸知识点，学生难以理解与掌握，将严重影响学生对专业的了解以及对后续课程的兴趣。

本文基于“互联网+”的背景，在对《结晶学与矿物学》课程内容、特点以及传统教学模式进行剖析的基础上，对该课程基于“互联网+”背景下的混合教学模式进行初步设计探讨，从教师备课、学生预习、课堂反馈、疑难点巩固及教学效果测评几个方面进行设计，旨将《结晶学与矿物学》课程的教学适应社会的发展，充分利用资源，开拓学生学习视野，提高教学质量。本文仅对“互联网+”背景下《结晶学与矿物学》课程的混合教学模式设计做了初步探讨，但对混合教学模式的具体应用还将在实际教学过程中做进一步的实践、探究及思考。

参考文献：

[1]段蓉蓉，刘德玉，成亚玲，彭湘华.“互联网+”背景下混合式教学模式与对策研究[J].湖南工业职业技术学院学报，2018，18（4）：133-136.

[2]赵珊茸.“结晶学及矿物学”MOOC+课堂混合教学模式探讨[J].中国地质教育，2018，（1）：61-65.

[3]冯娟萍.“结晶学与矿物学”教学实践及探索[J].陕西教育（高教版），2013，（09）：58-59.

[4]张妮.高校理工类课程开放式教学模式探讨与实践[J].教学实践研究，2015，（5）：154-156.

[5]廖宗廷，周祖翼，赵娟.试论我国宝石学教育的现状与发展对策[J].中国地质教育，1997，（04）：13-15.

[6]成亚玲，李俊成，谢丁峰.基于慕课的混合学习课程设计[J].中国教育信息化，2017，（12）：18-21.