扈 萍 高 蕊 吕颖慧 王君鹏
1.济南大学土木建筑学院，山东 济南 250022；
2.山东省城市地下工程支护及风险监控工程技术研究中心，山东 济南 250022
随着信息化技术在教育教学中的推广和应用，出现了大量的线上教育平台，这使得线下教学模式也悄然随之改变。如何整合网络优质资源，利用好成熟的线上平台技术，服务于高等院校各科课程的线下教学，全面培养和提升学生的自主学习能力，成为高校教学研究中的一个热点问题。《工程地质》课程是土木工程专业一门重要的专业基础课，知识点庞杂琐碎，很多内容具有抽象性，传统教学过程中反映出学生对工程地质缺乏感性认识，课堂上积极性、主动性不高，无法将理论知识与实际相结合等问题。线上线下混合的教学模式在国内外的迅速发展，给这门课程的教学带来了启发。
本文针对目前《工程地质》这一课程教学过程中普遍存在的教学手段陈旧、教学方式单一、课堂气氛低落、考核缺乏创新等缺点，对课程线上线下混合教学方法进行了探讨，旨在充分利用和开发网络优质资源，把网络技术与传统课堂有效结合，改变传统的以教师为主、学生为辅的教学模式，充分调动学生的积极性和主动性，满足学生的差异性及个性化需求，提高学生解决实际工程地质问题的能力。
（一）在课堂教学中的实现
在《工程地质》的理论教学过程中，传统的板书或PPT 课件往往采用“满堂灌”的方式进行讲解，所有的知识点皆由教师口头陈述，配以简单的文字和图片。这种方式往往使学生感到枯燥无味，导致课堂气氛沉闷，听课效率低下［1］。《工程地质》课程中会涉及诸多的地质景观、地质现象、地质灾害，同时还有由于地质原因而造成的工程事故，以及针对工程事故和地质灾害的处理措施等［2］。如何将这些知识点植入学生的脑海中，且达到长久不忘、灵活应用的效果呢？线上线下相结合的授课模式或许可以实现这一目标。
目前，各视频平台网站都有丰富的地质科普资源，如果根据教材内容引入相关资料，通过多媒体教学课件，让理论知识点通过图片、影像得以引出和体现，并配以一些文字和声音加以讲解，则会使得理论知识点摆脱书面枯燥的文字而变得生动起来，也使得学生更加容易理解和学习。例如，在讲授泥石流沟的典型组成区段时，可以反复给学生播放一条泥石流沟自上游到下游的流动动画，使学生能够清晰地掌握泥石流沟形成区、流通区以及沉积区的分布以及不同区段的特点。
在课时分配上，由于成人注意力的集中时间往往是有限的，应针对以往“满堂灌”的教学思想需加以变革；
对每50 分钟教学过程予以合理的分配，采用课前回顾（10 分钟）+课程讲授（20分钟）+课堂讨论（10 分钟）+课后小结（10 分钟）的授课方式，充分调动学生的学习兴趣，达到知识点学习、回顾、总结、探索的相结合，同时扩展思维的广度和深度。对于课堂讨论环节需精心设计案例，例如在学习特殊土工程性质这一章节时，可提前要求学生仔细阅读某高速公路工程的地质勘探报告，找出其中的特殊土地质问题并提出处置方案，再在课堂上进行讨论，便可将理论知识与实际工程问题相结合，提升学生的能力，实现教学活动的多维化［3］。
同时，授课教师应做好课程的网络建设工作，将理论讲授、案例讨论、阶段测试等多个教学模块打造为系统完整的网络教学平台，从课程目标到评价考核形成一套完整的线上授课模式，最终形成课程的标准化教学方法，使得学生即使不在课堂也能轻松自如地完成学习任务。在建设网络课程时，教师可以将每节课的知识点进行合理分配，根据学生能够集中注意力的时间规律，录制每段15 分钟左右的微视频；
也可以选取网络资源库中优秀的微课视频上传至网络教学平台。同时，教师应精心设计并导入各种辅助环节，如线上讨论、案例分析以及课后的阶段性测试等。
（二）在实验环节的应用
实验教学是《工程地质》课程不可或缺的一个教学环节。《工程地质》的实验教学主要是针对主要造岩矿物以及常见岩浆岩、变质岩、沉积岩的鉴别。过去展示橱展示加教师讲解的教学方法，学生们只能观看标本外貌，不能零距离观察矿物，更不能借助工具看到细微的组织与内部结构。针对这个问题，本教研组改变过去展示橱学习的模式（见图1），设计出岩石、矿物标本多媒体展示台（见图2）。新型展示台为台塔式结构，产品按层分布，展示工作位独立，配备带灯放大镜，能仔细观察标本。最为重要的是针对每个标本都单独制作了二维码标签，使得每个标本都拥有自己独一无二的“身份证”，通过扫描可以直接读出标本信息，包括标本的主要矿物成分、结构、构造以及物理化学性质等。该展示台能实现标本的动态流转模式，满足学生在安静场景下对不同标本的了解，且学生学习私密性好，在学习的过程中不容易被打扰。电脑一体机，可播放课件或实景视频，实现室内无死角展示，手摸眼看耳听，实现多媒体全方位的标本学习。
图1 岩石、矿物标本展示
图2 岩石、矿物标本多媒体展示台
在教学方法上，如何在仅有的4 ～6 个课时内高效完成教学任务，并使学生留下深刻印象，在书本的基础上进一步提升认知是实验课成败的关键。一方面，应尽量将实验课时安排在理论知识讲解后接着进行，这样学生印象比较深刻［4］；
另一方面，应合理划分实验的时间段，如90 分钟的实验时间可划分为三个阶段：前30 分钟由学生自由扫描二维码获取相关信息，并观察各类标本、模型，总结各类标本的主要物理化学性质及鉴定方法；
中间30 分钟学生可自由提问，教师则针对问题对典型、常见的样本进行详细讲解；
最后30 分钟用PPT 播放讲解与样本对应的实景照片，并要求学生阐述部分典型样本特征，以加深对相关内容的记忆。实验室观察完毕，要求学生充分发挥主观能动性，尽可能地利用网络资源查找资料，结合实验室所见所得，对常见三大岩类代表岩石的性质及鉴别方法进行全面的论述，撰写好实验报告。
（三）在实践环节的应用
工程地质实习是《工程地质》这门课程不可或缺的一个实践环节。过去的实践教学效果不甚理想，主要原因有两个，一是实习线路不具代表性，难以涵盖教材中所学各种地质现象；
二是实习过程浮于表面，学生在现场学习时无法将所学知识点与眼前所看到的一一对应。因此，在野外实习教学改革中，首先，应精心选择实习线路，尤其是那些地质现象丰富、具有代表性的线路［5］。选择的时候可以考虑多个方面，或者地层出露比较齐全，能够借助地层新老关系判断各种地质构造；
或者构造形态丰富，有助于学生认识褶皱、断层并能够进行分类；
或者某种工程地质现象集中，如醉汉林、马刀树、“双沟同源”等；
或者有的河谷地貌明显，可以清晰辨别河床、阶地等。其次，实习线路的选择还要针对具体专业，例如为交通土建工程专业选择线路时，首先考虑铁路或公路等工程现场；
最后，几条实习线路之间最好彼此地质现象联系紧密，相互补充，尽量全面地涵盖所学知识点［5］。
野外地质实习虚拟仿真实验教学平台的构建也是线上线下混合式教学在实践环节中不可或缺的一个探索内容。根据实习线路和实习内容，借助互联网三维建模和可视化技术，真实再现实习中涉及的地质现象、地质景观、地质灾害、由于地质原因而造成的工程事故等，使学生观看的时候仿佛身临其境，并能够根据地质问题自行进行工程处理措施。如果条件允许，能结合实地的线下实习则效果更好，最终使得线下实习线路与线上虚拟仿真平台互为补充，共同组成该门课程的线上线下混合教学系统。
（四）在考核环节中的实现
对于实行线上线下混合教学方法的课程，期末考核往往是授课老师不得不面对的一个难题。目前，许多网络教学平台都开放了线上考试功能，授课教师可以在网络课程建设的基础上创建和完善考试数据库。对于考题建议既要注重基础理论知识的考察，同时兼顾运用理论解决实际工程问题的能力，其中较为简单的概念性题目可占据总分的40%，体现中等难度的题目占据40%，还有一部分题目用以增加难度拉开学生成绩差距，这部分题目往往集中在如地质灾害的防治、工程事故的处理措施等，可占据总分的20%。题型也可以多样化，其中客观题能够实现系统自动阅卷，还可以减少教师的工作量。为防止学生作弊，线上考试需要两台设备同时使用：采用电脑进入系统答题，手机进入钉钉或腾讯会议进行视频监考。同时，还可以在系统中设置随机打乱题目顺序、随机打乱选择题选项顺序、考试过程中禁止切屏等方式，以保证考试过程中的纪律。
本文针对《工程地质》课程中出现的课堂教学内容呆板、学生学习积极性低下、实验和实践教学效果不理想等难题，立足于线上线下混合教学理念，对课程的课堂教学、实验教学、实践教学等环节的教学活动进行了整体设计，制定了适合于《工程地质》课程线上线下相结合的教学新模式：工程地质相关视频与动画辅助基本原理讲解→观测教具；
标本数字影像数据库辅助实验室实物观察→工程地质景观与事故仿真平台辅助野外实习→课下互联网优质资源库推荐；
包括VR 资源、微课视频、现场实录数字教材等，期末采用网络教学平台考试模块结合平时表现对学生进行综合考察。这种模式能充分激发学生的学习兴趣和积极性，将传统面对面讲授学习方式的优势与自学优势相结合，既强调教师的主导作用，又体现学生的主体地位，可以改善传统的授课形式，取得良好的教学预期效果。