“地球化学”课程混合式教学改革探索与实践

杨莎　李玮

[摘 要] “互联网+”时代，混合式教学正在成为课程教学的主流模式。“地球化学”课程是高校地质类专业的一门重要专业基础课，同时又是一门理论性很强的课程，在“新工科”背景下如何上好这门课程是值得思考的课题。以青海大学资源勘查工程专业“地球化学”课程为例，借助雨课堂教学平台，从课程的授课内容、授课方式、考核形式三个方面开展线上线下相结合的教学改革探索和实践，通过对课程达成度、课程目标进行分析，全面掌握教师的教学效果与学生的学习效果。

[关键词] 地球化学;混合式教学;授课内容;授课方式;考核形式

[基金项目] 2019年度青海大学分类课程建设项目“地球化学三类课程”（FL193023）;2018年度青海省科技计划项目“湟水河流域重金属Cd、Hg同位素研究及其污染源示踪”（2018-ZJ-956Q）;2018年度国家自然科学基金项目“U-Pb同位素体系的核体积效应及其在定年校正和动力学分馏上的应用”（41703012）;2020年度青海大學两级财政建设专项“地质资源与地质工程重点学科建设项目”（41250103）

[作者简介] 杨 莎（1987—），女，四川崇州人，博士，青海大学地质工程系副教授，主要从事地球化学和同位素地球化学理论与教学研究;李 玮（1989—），女，山东即墨人，博士，青海大学地质工程系副教授，主要从事微体古生物学与孢粉生物地层理论与教学研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）16-0053-04    [收稿日期] 2021-01-20

一、引言

地球化学是一门研究地球及其内部次级系统（含部分其他宇宙体）的化学成分、化学运动和化学演化（即化学元素及其同位素在地球演化过程中的分布和迁移规律）的学科[1]。地球化学学科产生于化学和地质学，成为独立学科后，旨在运用化学原理解决地质问题[2]。地球化学是以化学元素及其运动方式为研究对象，以自然物质的组成及其各类化学运动形式为研究内容，是地球科学中研究物质成分的主干学科[3]。地球化学、地球物理学和地质学是地球科学的三大支柱学科[4]。地球化学的研究和应用领域极为广阔，可以概括为“上天、入地、下海”，几乎包含地球科学的所有领域。

“地球化学”是青海大学地质工程系资源勘查工程专业三年级学生非常重要的一门专业基础课程，本文针对“地球化学”课程传统教学过程中存在的诸多问题，从授课内容、授课方式、考核形式三个方面开展线上线下相结合的教学改革探索和实践，激发学生的兴趣，引发学生思考，提高课堂教学质量，培养适应21世纪地质行业新形势下的专业人才。

二、传统教学存在的问题

“地球化学”授课学时共计48学时，理论教学42学时，实验教学6学时，主要以教师讲授为主的模式进行教学，学生参与度非常低。就传统的授课内容、授课方式、考核形式而言，“地球化学”课程的教学主要存在以下三个问题。

（一）授课内容滞后

授课内容基于教材，但又高于教材[4]。“地球化学”是学生发展地学类知识的基础、培养地学思维的前提，帮助学生掌握科学的地学思维，并且能解决实际地质问题。当前，地球化学研究的过程已经从对静止、平衡态和可逆过程的研究向动态、非平衡态和不可逆过程的研究发展，稳定同位素的研究内容已经从传统的稳定同位素向非传统稳定的同位素进行转变。针对传统授课内容而言，“地球化学”课程传统的授课内容体系缺乏对现代地球化学学科发展中产生的新理论、新方法的关注，滞后性明显。从具体内容上分析，较少阐述地球化学的热点研究，缺乏对新方法、新理论应用的阐述。从内容体系上看，仍是沿用多年前的体系结构，重理论和方法的阐述，轻有关现象的分析。

（二）授课方式陈旧，授课手段落后

在传统的“地球化学”授课过程中，基本上以教师机械传输手段为主。教师负责讲授，学生负责听课，学生参与度非常低。这种传统教学方法往往会压抑学生的学习个性，减弱学生主观能动性和创造力，造成“形而上学”，教学效果较差。因此，为了适应当前大数据时代地质行业发展的新趋势，必须以学生为主体的课堂教学来培养学生的地球化学思维。

（三）考核形式单一

传统的考核形式包括考勤、作业、实验报告和期末考试四部分内容，形式比较单一，只能体现学生是否到课，作业、实验完成度以及学生对知识的记忆能力，未能较好地体现“地球化学”课程教学的过程性环节。

三、教学模式改革实施过程

采用传统的教学模式，难以达到教学目标，故应对教学模式进行改革，提升“地球化学”课程的教学效果。具体改革实施过程如下。

（一）优化授课内容

就“地球化学”课程传统授课内容而言，缺少地球化学学科热点研究领域的内容。“地球化学热力学”“地球化学动力学”是两门单独的课程，中国科学院大学针对研究生开设，针对本科生而言，并未开设这两门课程，考虑到这两个方向是地球化学研究的重点内容，因此，增加了地球化学热力学和地球化学动力学两个方向理论知识的讲授。元素的地球化学迁移在地球化学研究过程中仍然具有非常重要的作用，因此，增加了此部分理论知识。对于稳定同位素地球化学章节，在讲授传统同位素的基础上，增加了汞等非传统稳定同位素的理论知识。在总课时不变的基础上，合理调整了各章节的授课课时，将着重点放在同位素部分，在讲授理论的基础上，引入同位素定年、非传统稳定同位素测试分析案例，帮助学生理解记忆。

（二）混合式教学改革与实施

1.混合式教学简介。教学不仅是教给学生知识，而且是培养学生如何主动获取知识并进行思考的能力。混合式教学是互联网、大数据普及的新时代背景的下一种崭新的教学模式。既保留了传统教学的优势，又顺应了世界网络化的时代洪流，推崇“教师主导，学生主体，二者并重”的新型教学思想，教师全面引领和控制教学过程，通过讨论、测试等方式激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度，让学生主动参与学习进程，提升其积极性和主观能动创造性[5]。

“互联网+”时代，混合式教学正在成为未来教学的新常态[6]。混合式教学既能激发学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力，又能提高教学质量，达到课程的教学目标。

2.线上线下混合式教学实施。为提升“地球化学”课程的教学效果，切实推进课程教学模式改革，“地球化学”課程建设团队结合课程实际，构建了“地球化学”课程线上线下混合式教学模式。教师借助雨课堂教学平台进行线上、线下教学工作，采取课前预习材料推送、直播教学、课程讨论、课后练习等多种教学方式，具体实施过程如图1所示。

一是课前预习材料推送。课前教师梳理知识点，制作预习材料与教学课件，通过雨课堂平台将预习材料推送给学生，使学生了解下节课的授课主题和重点，并且要求学生在预习后完成习题并向教师反馈预习中存在的疑问。教师查看学生完成习题的情况并总结梳理学生预习过程中存在的疑问，分析学生的预习情况和对知识点的掌握情况。针对有讨论内容的课程，提前发布讨论的主题，方便学生提前查阅文献，进行小组内探讨，从而掌握相关知识。

二是课中知识内化。教师借助雨课堂平台进行线上直播教学，通过重难点知识讲解、提问、测试、讨论、讲短课等方式，帮助学生吸收、内化重难点内容。具体实施过程为：课程前10分钟通过提问、测试等手段帮助学生复习上节课的重点内容。教师讲授新课的同时，要求学生做好笔记，在讲到重点内容时，适时提问或发布测试题，一方面可以提高学生的注意力，另一方面可以测试学生的学习情况。课程最后10分钟，将课堂交还给学生，由各小组学生讲短课、开展讨论以及小组之间进行互评交流的方式，增加学生的参与度，提高学生学习的积极性。最后，教师对提问、测试情况进行分析、总结，帮助学生巩固相关知识点。

三是课后巩固提升。课后学生通过雨课堂的回放功能，回顾授课内容，有针对性地复习所学知识，梳理知识点，提升学习能力。学生在课后完成教师雨课堂发布的作业，提出疑点难点，教师参与讨论答疑解惑，引导学生深入思考、学以致用。课程设置“最美笔记”奖，评选出最美笔记一、二、三等奖，鼓励学生做笔记，推崇“好记性不如烂笔头”的道理。

（三）课程考核方案设计

依据授课内容、考核内容及要求、教学组织形式[7]建立“地球化学”课程的考核方案，重点体现过程性考核，增加学生的参与度，达到“地球化学”课程的考核目标。本次课程考核方案设计中涉及的考核目标有五个，分别为课堂表现（权重0.25）、文献综述（权重0.05）、期中考试（权重0.2）、实验（权重0.1）和期末考试（权重0.4）。课堂表现贯穿线上线下整个教学过程，主要包含预习完成情况、出勤率、笔记、讨论、讲短课、线上测试、课后作业等诸多方面，其中线上讨论和讲短课是以小组形式进行。

四、教学目标达成情况剖析

本文以2017级资源勘查工程1班为例，根据各项课程目标的成绩和权重，从而计算教学目标达成情况，蓝色水平线为达成度目标值65分[7]。“地球化学”课程教学目标达成度如图2所示。

从2017级资源勘查工程1班“地球化学”课程教学目标达成度来看，2位同学低于设定的目标值（65分）。原因分析：2名学生在课堂表现、文献综述、实验三个环节成绩良好，但是期中和期末考试成绩不甚理想。38名学生达到设定的目标值（65分），其中4名学生的成绩处于达成的临界状态（65～69分），原因分析：这4名学生的成绩容易随着考核目标难易程度的变化而波动，具一定偶然性，不同指标的权重比发生变化易导致其成绩变化。其余34名学生的达成度在70分以上，这类学生各环节完成情况更好，不同指标的权重比发生变化导致其成绩变化较小，成绩更为稳定。

从达成率来看，“地球化学”课程总评成绩达成率为95%，远超预期的授课目标。从单一课程目标达成情况分析，40名学生的课程表现、文献综述、实验三个环节的成绩良好，达成率100%，优秀率分别为57.5%、40%和70%（见表1）。期中考试环节有4名学生达成度未到设定值65分，优秀率为30%。期末考试环节有10名学生达成度未到设定值65分，优秀率为17.5%。从各项权重看，期中和期末总占比60%，因此，期中、期末考试成绩的高低直接决定总评成绩是否达到设定值。

从图3可见，0～69分有6人，70～89分有26人，90～100分有8人，总评成绩与教学目标区间人数呈“中间高，两边低”的正态分布特征，远超过教学设计的预期效果，表明绝大部分学生能较好地参与并完成整个教学过程，适应线上线下相结合的混合式授课方式。因此，“地球化学”课程教学设计与教学过程实施符合教学规律，本次混合式教学改革切实可行。

五、结语

地球化学线上线下相结合的混合式教学改革本着“教师主导，学生主体”的思想，在已有教学经验的基础上，优化授课内容，对授课模式和课程考核方案进行精心设计。“地球化学”课程开展线上线下相结合的混合式教学模式改革，学生更多地参与到教学进程中，学生对地球化学的兴趣更加浓厚，自主学习能力也进一步提升，教学效果凸显，教学过程更加规范。尽管此次改革成效显著，但在后续的授课中还需不断改进和完善课程的教学过程。

参考文献

[1]涂光帜，等.地球化学[M].上海：上海科学技术出版社，1984.

[2]陈骏，王鹤年.地球化学[M].北京：科学技术出版社，2004.

[3]汤庆艳，朱衍宾，鲍坚，等.地球化学课程教学探讨研究[J].大学教育，2018（9）：89-91.

[4]张展适，邬斌，邓轲.“新工科”背景下上好地球化学课程探索与实践[J].教育教学论坛，2020（47）：215-216.

[5]余胜泉，路秋丽，陈声健.网络环境下的混合式教学——一种新的教学模式[J].中国大学教学，2005（10）：50-56.

[6]徐艳兰，鄢小兵，张琼.基于OBE理念的经济学混合式教学设计[J].高教学刊，2020（8）：98-101.

[7]郭維城，张陈.基于移动终端的“机械设计”课程混合式教学模式研究[J].沈阳工程学院学报（社会科学版），2021，17（1）：114-119.

Exploration and Practice of the Mixed Teaching Reform for Geochemistry Course

YANG Sha， LI Wei

（Department of Geological Engineering， Qinghai University， Xining， Qinghai 810016， China）

Abstract： In the era of "Internet+"， mixed teaching is becoming the mainstream model of course teaching.The Geochemistry course is an important basic course for geology majors in colleges and universities， and it is also very theoretical. It is worth thinking about how to teach this course under the background of "emerging engineering education". Taking the Geochemistry course of resource prospecting engineering major of Qinghai University as an example， and based on Rain Classroom teaching platform， we carry out the exploration and practice of online and offline mixed teaching reform on teaching contents，teaching methods and evaluation forms. The teaching effect of teachers and the learning effect of students are fully grasped through the analysis of the course achievement degree and learning objectives.

Key words： Geochemistry; mixed teaching; teaching contents; teaching methods; evaluation forms