公路交通类专业岩矿鉴定教学方法

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［摘要］近年来，高校教学面临课时压缩的挑战，怎样才能在此情形下提高学生的学习兴趣并保证教学质量是一个重要的研究课题。依托公路交通类专业工程地质课程中对矿物、岩石鉴定的实验课教学，提出翻转课堂教学法和多媒体手段相结合、因材施教和线上线下手段相结合的教学方法并对其进行探索与实践。结果表明，翻转课堂结合多媒体手段能解决课时少内容多的矛盾，保证教学质量。针对学生基础不同的情况，因材施教，利用各种学习平台进行线上和线下交流，有效提高了学生的自主学习能力和学习效果。

［关键词］翻转课堂；因材施教；学习平台；岩矿鉴定；教学方法

一、引言

“工程地质”课程包括矿物、岩石的鉴定，地质作用类型，工程地质勘察，工程地质环境评价等内容。该课程是交通运输类道路桥梁渡河工程、土木工程建筑等专业学生的专业基础课，是工程科学与地质科学相互交叉、渗透而成的边缘学科，学好“工程地质”课程对学生将来参与工程建设非常重要。准确的鉴定矿物和岩石可以为建筑材料的选用、建筑环境的评价、公路边坡工程、桥梁桩基础的设计和施工等打下基础。准确的鉴定矿物和岩石能保证工程设计的科学合理、经济和安全，在实际工作中正确的改造不良地质，最大限度地避免自然灾害，确保工程施工运营中的人身安全。矿物、岩石的鉴定是公路交通类专业“工程地质”课程的重要内容。但是在新形势下，学生类型多样，有工科试验班、国际班、中外合作办学班等，同时为了响应教育部关于减轻学生课业负担的通知，需要在课时少、学生基础不同的情况下保证教学质量，给教学带来了巨大的挑战。传统的“教师讲，学生听”的教学模式以教材和教师为中心，课程进展较慢，学生被动学习知识，基础不同的学生掌握知识的程度差异较大。

二、当前“工程地质”课程教学中存在的问题

（一）“工程地质”实践课教学课时少

我国教育行业长期以来以集体化教学的机械练习的浅层学习为主，学生课业负担过重，不利于人才的全方面发展。2010年颁发的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出，要促进学生健康快乐成长、生动活泼学习，就要从减轻过重的课业负担抓起。我校为响应减轻学生课业负担的号召，对部分课程进行了课时缩减。然而，随着科学技术的进步，我国土木工程中所用到的机械和技术越来越复杂，越来越多，综合性也越来越强，学生不仅需要掌握更多的知识，而且需要学会发现知识、自主学习，以适应行业发展的需要[1]。例如，在工程地质实践课要求学生掌握4种标本（矿物、岩浆岩、沉积岩、变质岩）的鉴定及基本知识，但是该课却只有6节课，这对教师的教学水平提出了更高的要求。

（二）学生类型多样，基础不一

本科院校学生的自主学习性差异较大。目前高校的学生类型多样，有工科试验班、国际班、中外合作办学班、留学生班，各班学生的入学成绩不同，学习基础也不同。有的留学生在语言上有障碍，尤其对于一些专业术语的理解有一定的困难。学生的入学初衷不同，有的学生是选择了自己感兴趣的专业，有的是根据就业形势选择了专业，还有一部分学生是为了获得文凭。因此，部分学生在学习过程中兴趣不高，主动学习的动力不足[2]。

三、新形势下公路交通类专业岩矿鉴定教学方法的探索

（一）针对课时少的问题采用翻转课堂教学法结合多媒体手段进行教学

翻转课堂是解决学校的教学时间安排无法让学生达到既定教学目标问题的一种有效教学方法，需要学生课前进行预习，然后在课堂上进行讨论和知识的拓展提升，在课后巩固知识。这种教学方法有效地提高了课堂效率，适用于解决课时少的问题。2020年，在肺炎疫情的影响下，许多教学类服务平台得到了广泛的应用。课前教师把制作好的导学教案PPT和教学视频等学习资源上传到平台，学生使用电脑或手机下载这些学习资料，自主进行课前基础知识的学习，完成预习自测。课上，教师主要讲解课程的难点、重点内容，然后结合案例布置作业，检测学生的掌握程度。学生对教师布置的问题进行思考，并展开全班讨论；教师进行必要的指导与解答。课后，教师可以利用平台软件在线测试学生对知识的吸收程度[3，4]。就翻转课堂而言，课前和课中同样重要，但容易被我们忽略的是课后的巩固阶段。教师布置作业的意义在于让学生进行知识强化和拓展延伸，之后教师进行评价和反馈，通过反馈帮助学生完成知识的巩固和理解。所以作业的形式不能仅仅停留在应付考试的书面形式上。可以采取小组PPT汇报、实验研究等形式，尽可能多地为学生提供应用所学知识的机会。学生在完成作业的过程中实现知识建构、关联和迁移，从而培养其解决复杂问题的能力。

（二）针对学生基础不同的情况，采取因材施

教和线上线下教学相结合的方法孔子提出了“因材施教”的思想，从教育的角度来说，强调的是“以学习者为中心”。因材施教其实是多样化、差异化的人才培养模式，让不同个体都能实现高效学习，全面掌握所学知识。然而在现实中，每一个学生的学习能力存在差异，不同类型的班级学习水平也有差异，教师要有针对性地采取教学策略。例如，基础好的学生可以加快进度，提高效率，在课上掌握基本知识，并进行一定的知识提升训练；对于基础较差的学生，教师要提高学生的学习兴趣，让学生把基本知识掌握牢固并学会应用。关于知识拓展，可以以作业的形式安排学生课后完成，学生在学习中存在的问题以线上或线下方式解决。“施教”不是简单地向学生灌输知识，更要强调启发和诱导学生学会学习，帮助学生领悟知识。此外，新一代智能技术的快速发展及其在教育教学中的应用，为“因材施教”的规模化实施带来了新的机遇[5]。课堂教学结合微视频、创建班级QQ群、微信群交流解决问题等方式为创设新型智能化教学环境、促进教学方式变革提供了技术支撑[6]。

四、教学效果研究

（一）研究对象和研究方案

长安大学公路交通类专业本科11个班，约330人。所有学生由同一位教师教授实验课的矿物、岩石的鉴定知识。第一组采用传统的“教师讲，学生听”的教学模式，第二组采用翻转课堂结合多媒体的教学方法，学生在课前进行预习，课上进行运用实操，课后巩固知识。同时，针对不同基础的学生采取因材施教结合信息化通信手段的教学方法。

（二）实践结果与讨论

本文采用随堂测验来检验学习效果，笔试内容包括对矿物、岩石鉴定的基础知识和工程应用题两个类型。考题形式分为填空题、选择题和简答题三部分，总分值为100分。采用本文提出的教学方法，普通班、国际班、中外合作班的平均得分较高，分别为78.98分、87.03分和75.15分，方差为24.51，得分差异较小，。教学质量稳定；而传统教学模式下考查了5个普通班、3个国际班的成绩（之前没有中外合作办学的班级），其平均得分均较低，分别为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，方差为35.72，得分差异较大，学生学习效果差异大，教学质量不稳定。普通班以前的平均成绩为71.28分，现在是78.98分，提高了10.80%；国际班以前的平均成绩为82分，现在是87.03分，提高了6.13%。经比较，采用本文提出的教学方法后，学生成绩有明显的提高。这种教学方法是一种较好的教学方法。此外，由于中外合作办学班入学分数比普通班低几十分，普遍基础较差，使得教学效果不够理想。教师对中外合作办学班的教学方法更应该注重线上线下、课上课下的交流互动。自然界中的岩石、矿物形态多变，这给我们实际鉴定岩石和矿物增加了一定的难度，在今后的实际工程中需要我们灵活运用所学知识解决实际问题。中外合作办学班学生的学习基础较差，课程教学中更不能让学生仅仅停留在知识的死记硬背与书面作业上，教师在课上及课下应该和学生多交流互动，提高学生的学习兴趣与学习效率，引导学生自主思考，培养其对知识的理解与应用能力，从根本上提高中外合作办学班级的学习成绩，缩小不同班级之间的基础差异，实现教学质量的普遍提升。将主观应用分析题的平均得分换算成百分制进行研究。采用本文提出的教学方法，学生自由发挥的主观题平均得分为64.63分，方差为4.01。由学生主观题平均得分可知，学生用所学知识解决实际问题的能力是合格的，但没有达到理想的水平，对知识的应用还有待进一步提高。学生成绩的方差结果表明，学生得分差异不大，比较均匀，教学质量稳定。为了提升学生运用知识解决实际问题的能力，拟采取案例教学等方法。设计案例如下。案例1：变质岩美观。变质岩是原岩经高温、高压或者化学成分渗入的影响，发生了结构、构造或者矿物成分的变化而形成的，因此变质岩的硬度一般比原岩大，有时有变质矿物出现。有的变质岩很美观，其中石榴子石、蛇纹石是宝石，汉白玉是优质的建筑材料，条带状混合岩可以作为景观石。案例2：岩石的工程应用。沉积岩中的泥岩、页岩，变质岩中的千枚岩、板岩和片岩，强度小、工程性质差，在工程建设中遇到这些岩石时，要重视并采取相应措施预防在工程建设和使用中出现问题。岩浆岩、沉积岩中的砂岩和白云岩，变质岩中的石英岩等工程性质较好，可以作为优质的建筑环境或建筑材料，尤其是玄武岩，它是沥青混凝土中的优质骨料。案例3：石油形成的有利位置。近海有着大量的藻类、鱼类及其他浮游生物，这些生物被河流带来的沉积物掩埋后，再加上覆岩层的压力、高温及细菌的作用，便开始分解。经过长期的地质时期，这些生物遗体逐渐变成了分散的石油。那些沉降地层厚的盆地，往往是形成石油的最有利地区。因此，浅海位置特别是在岛屿岬角阻隔的海湾中，水域处于平静的半封闭状态，最有利于有机物的堆积，最终形成石油，这为在海上探寻石油提供了有力的依据。

五、结语

本文总结了新情况下公路交通类专业岩矿鉴定教学中存在的主要问题，并针对存在的问题提出了教学方法改革的建议和措施。翻转课堂教学结合多媒体手段，能解决课时少内容多的矛盾，保证教学质量。在翻转课堂教学过程中，要树立以学生为中心的教学理念，激发学生的学习兴趣，锻炼分析问题、解决问题的能力，真正全面提高学生的综合素质。针对学生基础不同的情况，要因材施教，在网络学习空间、虚拟社区等各种学习平台上交流，及时解决问题。资源丰富的交流学习平台成为教师和学生之间即时交流与沟通的桥梁，成为传统教学的有效补充，为“因材施教”提供了更为便捷的条件。实践表明，用翻转课堂结合多媒体手段教学，解决了课时少内容多的矛盾，而且学生的学习积极性得到了很大提高，平均成绩有了显著提高。此外，虽然学生的基础不同，但采取现代的通信手段和因材施教的教学方法后，学生自主学习的能力提高了，取得了理想的学习成绩，实现了良好的教学效果。采用本文提出的教学方法后，虽然学生的成绩普遍提高了，但是主观应用分析题得分不够理想，在今后的教学工作中尚需进一步加强案例教学，提高学生解决实际工程问题的能力。

参考文献

［1］许江波,骆永震,包含,等.论CDIO理念下的工程类高校教育模式改革［J］.大学教育,2020(1):57-59.

［2］张解解.如何将现代教育技术应用到翻转课堂中［J］.教育教学论坛,2020(41):359-360.

［3］魏永清,张波.适用于翻转课堂模式的课程教学内容研究及实践［J］.教育教学论坛,2020(41):217-218.

［4］任远坤.探讨翻转课堂在高校教育学中的应用［J］.科学咨询(教育科研),2020(10):46-47.

［5］刘邦奇.智能技术支持的“因材施教”教学模式构建与应用———以智慧课堂为例［J］.中国电化教育,2020(9):30-39.

［6］王竹立,李小玉,林津.智能手机与“互联网+”课堂———信息技术与教学整合的新思维、新路径［J］.远程教育杂志,2015,33(4):14-21.

作者：梁燕 邓炎倩 霍艾迪 郑甜 单位：长安大学公路学院 特殊地区公路工程教育部重点实验室 长安大学水利与环境学院 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室