线上线下混合式“金课”教学体系研究<br/>——以《绿色开采技术》为例

线上线下混合式“金课”教学体系研究
——以《绿色开采技术》为例

2020-08-15朱卫兵王晓振轩大洋胡国忠王方田

教育现代化 2020年102期

朱卫兵，王晓振，轩大洋，胡国忠，王方田

（中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州）

一引言

2018年6月，教育部陈宝生部长在中国高等学校本科教育工作会议上首次提出 “金课”这一概念[1]。作为“金课”的五大类型之一——线上线下混合式“金课”，该如何建设形成一个完备的教学体系，以实现“金课”的高阶性、创新性和挑战度，实属“金课”建设一大难点。本文以《绿色开采技术》为例，对于如何建设线上线下混合式“金课”完备教学体系进行探究。

二《绿色开采技术》的特点

煤炭资源开采在推动我国社会经济可持续高速发展的同时，也造成诸如地面塌陷、水资源破坏、瓦斯及矸石排放等生态环境损害，随着煤炭产能的不断增大，由开采引起的环境问题愈加不容忽视[2]。为此，采矿工程专业泰斗钱鸣高院士在21世纪初就创造性地提出了煤矿绿色开采的概念，并建立了绿色开采技术体系框架，指明了减沉开采、煤与瓦斯共采、保水开采、矸石减排等领域的关键技术难题与发展方向[3,4]。

《绿色开采技术》作为一门采矿本科生接触专业知识的必修课程，其理论指导思想是岩层控制的关键层理论，其核心是采动岩体裂隙演化与覆岩运移规律及其在绿色开采技术中的应用[5]。该课程充分结合煤矿现场工程实践讲述各项绿色开采技术，以中国矿业大学许家林教授主编的《煤矿绿色开采》作为教材开展课程教学。因为课程中涉及很多《采矿学》《矿山压力与岩层控制》基础课之外的采矿技术，学生在传统的线下教学中普遍反映这门课过于专业，单纯减沉开采技术章节不仅涉及煤矿地表沉陷的普适性规律，全部充填开采方法中就包括矸石固体废弃物充填、高水材料充填、膏体充填，部分充填开采方法中涉及覆岩隔离注浆充填、墩柱充填、短壁嗣后充填、冒落区充填置换条带煤柱等，上述充填开采方法如果仅仅通过教材中静态的图表显示度差，也不易学生理解，此时，应该充分利用整个生产环节的现场录像、虚拟仿真动画、图书馆已有的期刊论文资料等资源，发挥线上教学的优势。

三线上线下混合式“金课”教学设计

线上线下混合式“金课”中采用的混合式教学是传统教学与网络化教学优势互补的一种教学模式[6]，但并非将两种教学形式简单地拼凑起来，而是扬长避短，将各自的优势结合起来弥补单一教学形式的不足。

（一）单一教学模式的弊端

在传统教学中，教师往往将大量精力放在讲解知识点上，而对于学生的实践能力、思维方式的培养上就稍显不足。一方面因为传统教学思维中对课本上知识的传授显然是第一位的，对学生的其他能力的培养相较而言就不够重视；另一方面课堂时间有限，碰到知识点多、内容繁杂的课程，教师就没有充足的时间对学生进行课本以外内容的指导。另外，由于学生缺乏问题意识，没有带着问题进教室，课堂中也就没有目标可言[7]，只是被动地等着老师来灌输知识，学习效率低。

若仅采用单一的网络化教学，教师看不见学生的上课表现，对于学生的实际学习状态很难有一个准确的把握。这就要求学生有较高的学习自主性[8]，能够自觉跟着老师的教学思路走。同时，网络化教学还面临着教学资源匮乏、网络条件跟不上、学生按时上课难以督促等现实问题，对于习惯传统教学模式的教师而言也是一个不小的挑战。

（二）混合式教学设计目标

1.学生培养目标

要求学生掌握采动引起的岩层移动与地表沉陷的基本理论和一般规律，以及由此衍生开来的各项煤矿绿色开采技术。在此基础上，增强学生解决煤矿开采中与采动损害和环境问题相关工程实际问题的能力。此外，根据以生为本的教学理念，培养学生的科学思维方式、自主学习能力，贯彻“教单科育全人”的培养理念[9]，帮助学生树立正确的价值观等也是本课程的重要目标。

2.教师发展目标

培养学生的过程亦是教师发展的过程，要求教师在实践过程中，锻炼线上线下混合式教学能力、教学研究能力[10]，为更好地培养学生而完善自我、超越自我。

（三）混合式教学设计

《绿色开采技术》混合式教学分为两个部分：一是线上教学；二是线下教学。线上教学主要是讲解基础知识点，而线下教学则是对教学内容进行拓展提高，以达到课程的高阶性，即将知识、能力、素质有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。

1.线上教学

线上教学以现代信息技术为支撑，特别是网络技术，使教学朝着个性化学习、不受时间和地点限制的学习、主动式学习方向发展[11]。但是，《绿色开采技术》线上教学部分与单纯的录播网课有着本质的区别。录播网课是由教师自己事先录好视频在上课时播放，或者将给第一个班上课的视频录下来放映给后续上课的班级看。目前有不少公共选修课采取这种方式进行，大多是来自各大名校名师的课程视频，适合学习难度低、要求低的课程，主要是为了让同学们开拓视野，不侧重知识的大量获取。而“金课”显然与这类课的教学目标完全不同，很多工程实例只有通过具体主持过相关课题的教师讲授，才能把工程背景、技术路线、研究方法、方案优选以及实践应用等介绍的更为清楚准确，且涉及交叉学科的知识点，如果由专业教师讲解就能做到由浅入深，、事半功倍；因此，《绿色开采技术》的线上教学由老师在线授课更能保证教学质量。

线上教学有许多线下教学不具备的优势，比如可以在课前上传各类参考资料，便于学生提前预习；又比如线上教学对于上课地点的局限性小了很多，即使是请假回家的学生也可以通过网络参与到课堂中；还有线上教学的回放功能让上课时间也变得更为灵活，让同学们可以根据实际情况选择最适合的时间上课，一定程度上保证了同学们听课的状态。但是，这些都不足以保证能有良好的教学效果，最重要的还是在教学环节的设计上，巧妙的教学环节设计体现出课程的创新性。

以《绿色开采技术》第一章为例，作为课程的第一章，亦是课程第一节课讲的内容，势必要在开课之初将同学们的兴趣提起来。上课之初，可以播放一个视频介绍煤炭开采带来的环境问题，视觉带来的冲击远胜平淡的言语。提出问题后，自然而然会提到解决问题的方法，由此就可以引出绿色开采技术的概念，正式进入到本次课的内容讲授中。课程进行中，可以随时提出问题，对于比较复杂、需要互动探讨的问题，让同学们打开麦克风进行作答；对于比较容易、直截了当的问题，让同学们在讨论区进行文字作答，以便了解更多同学的观点、想法。又或者发布选择题、判断题之类的小测试，让同学们限时完成，答题截止即可获得测试成绩的分布统计，既督促了同学们认真听讲，又迅速对于同学们的知识掌握情况有了大体的判断，以随时调整讲课的节奏。课程结束之前，可以发布签到手势，让同学们的出勤情况记录清晰又便于统计，也督促同学上完全课程而不是中途下线。

此外，线上教学的许多功能，如赠花、弹幕等都别有一番功效。来自学生的赠花，不仅表明学生在认真听讲，也表达了学生对老师的一种认可，对老师而言是一种特别的鼓舞。而弹幕的出现则使得同学们在课堂上的交流更加活跃，许多一闪而过的新奇想法有了用武之地。这些线上教学的独特功能促使师生能更自然地交流，为课堂营造了一个良好的讨论氛围。不仅让学生，也让老师有了新奇的体验，让课堂变得更为有趣。但线上教学仍有许多局限性，例如无法进行实验，讨论只限于几个同学，线上教学对眼睛的负担太大、无法持久等。因此，线上教学只适用于基础知识的教学，对于较复杂、需要讨论的问题仍需线下教学配合。

2.线下教学

线下教学的优势在于老师和学生面对面方便讨论，这是培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维的关键所在。线上教学每讲完一章的知识点，便可进行一次线下教学，及时解决同学们的疑问，同时对已学知识进行适当地拓展提高。

根据提问者的不同，线下教学可分为两个部分，一是以学生自己提出的问题进行讨论；二是由老师提出问题进行讨论。学期之初，同学们对于课程内容了解较少，想要提出有意义的问题比较困难。此时，应以老师提问为主，同时鼓励同学们积极表达心中的疑惑，培养同学们发现问题的能力。例如，在《绿色开采技术》第二章中介绍了设计保护煤柱的几种方法，其中垂直剖面法是作图的方法。作图步骤、示例图样在线上教学过程中都能通过演示文档很好的展现出来，文字加图十分清楚，看起来是一个简单的知识点，但当同学们自己动手画图的时候却出现了各种错误。因为这门课开设时间较早，大部分学生都是第一次接触专业课，他们意识不到这个作图方法的重要性，也不知道在后面的课程设计中必然会用到这个作图方法，很容易因为看起来简单而忽视。因此，在线下课程中，教师需要帮助学生确实地掌握这一方法。布置一个具体的题目让学生使用垂直剖面法完成保护煤柱设计，通过实践让学生明白图上的点与角度各自对应的是文字中的哪一个名词，从而彻底掌握这一方法。

学期中到学期末，课程的学习已经进行到了一定程度，同学们对于所学内容有了一定认识，则应以学生提问为主，将线上学习过程中想到的问题统统在线下课堂上提出，而老师则根据教学内容适当补充。但不论由谁提出问题，在解决问题的过程中都应由学生掌握主动，老师辅助，即充分调动学生的自主学习能力，对提出的问题进行讨论，而老师根据学生的讨论情况在这个过程中进行适当的引导，并非直接讲解给出答案。学生讨论、老师引导、学生再讨论，如此循环下来直到最终得出一个较为正确的答案，这样的模式让学生在相互讨论、接近答案中获得成就感，以此激发同学们的学习热情。最终的答案是否标准已经不重要了，重要的是探寻答案的过程是否精彩。

这样的线下教学不仅对学生的学习能力提出了要求，对于教师的教学能力同样设下了更高的标准。需要教师课前有充分的准备，课中保持清晰的思维，这同时也是教师完善自我、超越自我的过程。线下教学的教学目标充分体现了课程的挑战度。

（四）混合式教学评价

教学评价应以促进学生发展为宗旨[12]，因此务必要对学生的学习情况做一个全面的评价。传统教学评价虽然分为平时成绩和期末考试成绩，但两部分成绩都由教师进行评价。由于平时成绩的标准不够明确，所以常出现通过期末考试成绩来衡量平时成绩的现象，这样内容单一的评价方式对于混合式教学显然不适用。因此，混合式教学的评价指标必须更加多元化。教师可以在线上教学时设置量化的评价指标，如学习次数、线上抢答次数、测验成绩等，进行线上学习的评价；教师根据学生的线下课堂表现，如举手次数、线下讨论、回答情况等，进行线下学习评价。