張謙 劉嘉惠 龔婷婷

摘要：在地學(xué)類專業(yè)本科教學(xué)中，受限于有限的學(xué)時和相關(guān)配套教學(xué)資源的缺乏，大多數(shù)學(xué)生無法準(zhǔn)確、全面地掌握各類礦物的光學(xué)鑒定特征。為此，提出一系列數(shù)字化教學(xué)的設(shè)想，在大量的觀察和分析礦物的基礎(chǔ)上，設(shè)計數(shù)字化軟件、建立礦物視頻網(wǎng)站、設(shè)計手機app、添加智能測試系統(tǒng)，最終成立云課堂。從而提高教學(xué)效率，方便學(xué)生自主性學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)教學(xué) 數(shù)字化 云課堂 礦物鑒定

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（C）-0000-00

一、引言

自從21世紀(jì)初年出現(xiàn)了MOOC，數(shù)字化教學(xué)應(yīng)運而生，對傳統(tǒng)高校教學(xué)模式提出了新的挑戰(zhàn)[1]，地學(xué)類專業(yè)同樣如此。在地質(zhì)學(xué)中，礦物是組成巖石的基本單位，熟練地進行礦物鑒定是每個地質(zhì)學(xué)生所必須具備的技能。而在當(dāng)前的地學(xué)類專業(yè)本科生實習(xí)課教學(xué)中，授課教師一般主要在晶體光學(xué)、礦相學(xué)和三大巖類的實驗課上，向?qū)W生介紹最常見的約20種礦物。受限于有限的學(xué)時及教學(xué)資源等因素，學(xué)生無法全面且熟練的掌握所有礦物的光性特征。為此，以學(xué)生礦物光性特征學(xué)習(xí)為切入點，提出一系列數(shù)字化教學(xué)的展現(xiàn)形式，包括設(shè)計數(shù)字化教學(xué)軟件、建立礦物視頻網(wǎng)站、設(shè)計手機app、添加智能檢測系統(tǒng)，直到最后開拓云課堂，對全國地學(xué)類數(shù)字化教學(xué)改革進行初步探討。

二、正文

2.1 設(shè)計數(shù)字化軟件

學(xué)生在傳統(tǒng)教學(xué)模式中是通過實習(xí)課來進行礦物學(xué)習(xí)的，在《晶體光學(xué)及光性礦物學(xué)》

、《礦相學(xué)》和《巖石學(xué)》的近100個課時的實習(xí)課中，發(fā)給每位學(xué)生一片薄片或光片，在老師的指導(dǎo)下通過顯微鏡下觀察薄片中的礦物。在這種教學(xué)模式中，學(xué)生僅能接觸到約20種常見礦物，不僅數(shù)量少，而且不熟練，甚至在學(xué)習(xí)過后，會逐漸的遺忘，非常不利于今后的工作和科研。針對這種情況，設(shè)計礦物數(shù)字化軟件，將近100種典型礦物在顯微鏡下的光性特征錄制成視頻，這些特征包括礦物在單偏光鏡下的顏色、晶形、解理、突起，正交偏光鏡下的干涉色、消光類型、延性、環(huán)帶、雙晶等特征，再配以詳細(xì)的語音解說和文字說明，收錄到軟件之中。在此基礎(chǔ)上，賦予軟件精確搜索、條件檢索、添加刪改等功能。其中，精確搜索即通過礦物名稱來得到該礦物的視頻及文字介紹；條件檢索即輸入觀測得到的未知礦物的光性特征來檢索相匹配的所有礦物，以縮小可能范圍；而添加刪改功能，則是為了在使用者的科研和工作中不斷為軟件添加資源，豐富礦物數(shù)量。

該軟件最為特色的是收錄了近100種礦物光性特征的視頻，并配以詳細(xì)的語音解說和文字說明，對本科生的學(xué)習(xí)非常有益。學(xué)生在課前可以使用該軟件進行預(yù)習(xí)，課后可以利用其進行鞏固，對于有強烈興趣或?qū)W有余力的學(xué)生，也可以利用其拓展知識面，比傳統(tǒng)上課可以多了解幾倍數(shù)量的礦物。在日后的工作科研中，也可使用該軟件的精確檢索和條件檢索功能幫助進行巖礦鑒定。

目前，該數(shù)字化軟件在成都理工大學(xué)地質(zhì)學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心已初步設(shè)計成功，預(yù)計今年10月份將投入使用。

2.2 建立礦物視頻網(wǎng)站

前文中提到的數(shù)字化軟件功能強大且礦物種類齊全，但因為其中收錄了近100種礦物的光性特征視頻，所以軟件所占內(nèi)存較大，在下載、安裝和存放過程中很不方便?；谶@種矛盾，我們可以在學(xué)院申請一個網(wǎng)站鏈接，將近100種的典型礦物視頻及詳細(xì)資料放在網(wǎng)站上。如果學(xué)生想進行某種礦物的觀看和學(xué)習(xí)，可以通過礦物名稱搜索得到并點擊觀看。在網(wǎng)站上還可添加論壇，學(xué)生可以自由地交流在學(xué)習(xí)過程中的問題以及在實際鑒定礦物過程中總結(jié)出的經(jīng)驗。

建立專業(yè)的礦物視頻網(wǎng)站，學(xué)生通過學(xué)校內(nèi)網(wǎng)就可極為方便的觀看礦物特征視頻，且不占用本身設(shè)備的內(nèi)存，在論壇中交流學(xué)習(xí)中的問題，促進本科生一直所欠缺的自主學(xué)習(xí)能力。

2.3 設(shè)計手機app

基于智能手機的飛速發(fā)展，手機APP的種類越來越多，涉及到生活中的各個方面。因此，將數(shù)字化視頻軟件做成手機APP安裝在智能手機上，便可使得學(xué)生不論是在課上，還是課余時間，不論是在教室內(nèi)，還是學(xué)校外，都可以隨時隨地的使用，以達到熟能生巧的目的。只是，手機的內(nèi)存較小，故該app的設(shè)計需結(jié)合前文中的數(shù)字化軟件與礦物視頻網(wǎng)站兩者的優(yōu)點，以達到在不占過多內(nèi)存的前提下，使該app正常、快速地運行，學(xué)生使用起來，才會更加方便。

2.4 智能測試系統(tǒng)

在電腦軟件、手機APP、視頻網(wǎng)站的建立基礎(chǔ)上，還可以添加考試系統(tǒng)。當(dāng)學(xué)生有了足夠的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，則可點擊“測試”按鈕，系統(tǒng)可通過兩種方法對學(xué)生進行測試。其一，系統(tǒng)給出礦物的圖像、視頻、光性特征的文字介紹，要求學(xué)生正確輸入其礦物名稱；其二，系統(tǒng)給出礦物名稱，學(xué)生輸入各種光性特征。對教師來說，配套的智能測試系統(tǒng)能夠幫助他們很方便的組織隨堂練習(xí)，及時了解本次課時同學(xué)們對知識的掌握程度，且使得課堂豐富有趣，讓同學(xué)們更積極的面對礦物鑒定的學(xué)習(xí)。

測試系統(tǒng)的添加，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)更有積極性、更有效率。對于通過測試的礦物可選擇性的間斷練習(xí)，而未通過測試的礦物要更加反復(fù)練習(xí)。從而達到在最短的時間內(nèi)，熟練掌握所有礦物的光性特征。

2.5 云課堂

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)運而生?！霸普n堂”是基于云計算技術(shù)的一種高效、便捷、實時互動的遠(yuǎn)程教學(xué)課堂形式。使用者只需要通過互聯(lián)網(wǎng)界面，進行簡單易用的操作，便可快速高效地與全球各地學(xué)生、教師、家長等不同用戶同步分享語音、視頻及數(shù)據(jù)文件，而課堂中數(shù)據(jù)的傳輸、處理等復(fù)雜技術(shù)由云課堂服務(wù)商幫助使用者進行操作[2]。

云課堂教學(xué)也可應(yīng)用到地質(zhì)礦物教學(xué)中來。學(xué)校只需開發(fā)一個云課堂系統(tǒng)，將所需教學(xué)的視頻和課堂作業(yè)題目添加到系統(tǒng)中，再將教師的電腦與學(xué)生的電腦進行交互連接，那么學(xué)生即可登錄云課堂系統(tǒng)進行觀看學(xué)習(xí)。若需要進行課堂檢測，教師只須發(fā)給每位學(xué)生一張已編號的薄片，讓學(xué)生自行觀看并將所觀察到的礦物名稱輸入到考試系統(tǒng)中，系統(tǒng)即可進行批改并傳給教師每位學(xué)生的成績。這樣，既能減少教師工作的重復(fù)率，又可迅速、正確的讓教師得知每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，予以專門輔導(dǎo)，提高課堂效率。

三、結(jié)語

地質(zhì)專業(yè)的本科生、研究生是未來地質(zhì)隊伍、勘探隊伍的主要人才來源，而對地質(zhì)教學(xué)的數(shù)字化探索可以使得教學(xué)更加有效率、學(xué)生學(xué)習(xí)更有積極性。而在更加自由的學(xué)習(xí)氛圍中，如何使學(xué)生真正學(xué)有所成，不僅在于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，更對教師的監(jiān)管能力和創(chuàng)新能力提出了新的挑戰(zhàn)。在21世紀(jì)計算機技術(shù)、信息傳輸不斷飛躍發(fā)展的環(huán)境中，地質(zhì)學(xué)教育也應(yīng)緊跟時代的潮流，不斷創(chuàng)新，開拓進取，為祖國輸出更多的地學(xué)人才。

參考文獻

[1]徐苑苑. 云計算環(huán)境下的開放課程應(yīng)用研究[D].華東師范大學(xué)，2013.

[2]周莉萍. “云課堂”資源建設(shè)研究——以珠海市第五中學(xué)為例[J]. 教育信息技術(shù)，2014，11：30-33.