趙峰 陳曦 劉小洪 唐洪明 郗愛華 周翊

【摘要】“晶體光學(xué)”課程具有很強的理論性、抽象性和空間性特點，需要在顯微鏡下反復(fù)操作及實踐才能掌握。在有限的學(xué)時內(nèi)，既保證課程理論教學(xué)的深度和廣度，強化顯微鏡下鑒定的實踐能力，又培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力與創(chuàng)新精神，課程團隊對該課程按照“金課”的標準進行一系列的建設(shè)、改革、創(chuàng)新與實踐。精選優(yōu)質(zhì)教學(xué)素材，精心凝練教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)了優(yōu)質(zhì)的視頻資源庫和兼具基礎(chǔ)性與高階性的習(xí)題庫，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力;引入“慕課堂”等智慧教學(xué)工具，構(gòu)建了多種先進教學(xué)方法相結(jié)合的線上線下混合式教學(xué)模式，建立了線上單元知識點測驗、線下顯微鏡實驗操作、期末薄片光學(xué)鑒定及期末理論考試相結(jié)合的過程性多元化評價方式。該課程教學(xué)模式的創(chuàng)新與實踐為其他地質(zhì)類實驗課程的教學(xué)提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】晶體光學(xué) ?實驗課程 ?混合式教學(xué)

【基金項目】四川省2021—2023年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項目：適應(yīng)信息化時代的《礦物巖石》課程系列融媒體教材建設(shè)（JG2021-585）;西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2021—2023年高等教育教學(xué)改革研究項目：基于融媒體的《晶體光學(xué)》新形態(tài)教材建設(shè)（D2021JGZD014）;2021年度四川大學(xué)生思想政治教育研究中心項目：理工類專業(yè)課程思政協(xié)同育人的實踐路徑——以西南石油大學(xué)地學(xué)學(xué)科為例（CSZ21085）。

【中圖分類號】G64 ?【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2022）05-0004-03

建設(shè)一流本科專業(yè)，關(guān)鍵是圍繞“45分鐘課堂”主戰(zhàn)場，持續(xù)建設(shè)優(yōu)質(zhì)的專業(yè)課程。以“晶體光學(xué)”為基礎(chǔ)的礦物巖石系列實驗課程是西南石油大學(xué)資源勘查工程、地質(zhì)學(xué)等國家、省級“一流專業(yè)”重要的專業(yè)基礎(chǔ)類實驗課程?！熬w光學(xué)”課程主要針對大二學(xué)生開設(shè)，課程特點是以顯微鏡下實驗教學(xué)為主，同時亦是學(xué)生深入進行專業(yè)知識、技能學(xué)習(xí)的一道壁壘，是培養(yǎng)學(xué)生分析能力、動手能力、創(chuàng)新能力的重要載體。

課程建設(shè)依托四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項目“分層遞進式教學(xué)在礦物巖石實踐教學(xué)中的應(yīng)用”，于2018年全面啟動，經(jīng)過四年的實踐檢驗，探索以培養(yǎng)學(xué)生興趣、自主學(xué)習(xí)、實踐創(chuàng)新能力為目標，以線上線下混合式教學(xué)為主要模式的實驗課程教學(xué)體系[1]。

一、課程主要存在的教學(xué)問題

迄今為止，顯微鏡下礦物與巖石的鑒定是地球科學(xué)研究最常規(guī)、最基礎(chǔ)的方法，同時也是任何高、精、尖測試儀器都不能替代的獲取地質(zhì)信息的重要手段，是從事地質(zhì)工作不可或缺的一項專業(yè)技能?！熬w光學(xué)”是研究透明礦物晶體在偏光顯微鏡下光性特征的一門基礎(chǔ)學(xué)科，涉及到晶體光學(xué)基礎(chǔ)和顯微鏡下礦物光學(xué)性質(zhì)兩大方面知識，具有很強的理論性、抽象性和空間性特點，需要反復(fù)的顯微鏡下操作實踐才能掌握。

“晶體光學(xué)”課程主要存在以下幾個問題：（1）光率體、光性方位等抽象性的晶體知識和光學(xué)理論難以直觀展示的限制;（2）實驗室場地、顯微鏡設(shè)備、實驗學(xué)時的限制，師生互動渠道不暢通的難題;（3）鏡下鑒定類課程的考核方式簡單，重結(jié)果、輕過程的難題。如何在有限的學(xué)時內(nèi)，既保證課程理論教學(xué)的深度和廣度，強化顯微鏡下鑒定的實踐能力，又培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力與創(chuàng)新精神，課程團隊對該課程按照“金課”的標準[2-4]進行一系列的建設(shè)、改革與實踐。

二、解決教學(xué)問題的方法

（一）理論基礎(chǔ)資源建設(shè)

“晶體光學(xué)”課程涉及的立體抽象概念較多，鏡下礦物的光性特征多樣化，對于空間想象力弱或缺少實踐經(jīng)驗的學(xué)生來說，僅僅依靠書本或者課堂學(xué)時的講解理解起來存在一定的難度[5]。針對以上問題，課程團隊利用三維動畫制作軟件將理論課中抽象難懂的光率體、波向圖等概念用動畫生動、立體地展示，便于學(xué)生理解;突破了光率體、光性方位等抽象性的晶體光學(xué)理論知識難以直觀展示的限制。

（二）實驗操作資源建設(shè)

課程團隊根據(jù)“晶體光學(xué)”課程教學(xué)大綱和培養(yǎng)目標，系統(tǒng)地梳理了晶體光學(xué)課程知識點，結(jié)合課程重點、難點內(nèi)容，將課程理論、實驗教學(xué)內(nèi)容制作成30個教學(xué)視頻，并錄制了偏光顯微鏡的校正、礦物多色性與吸收性公式測定等實驗教學(xué)視頻和制作了高質(zhì)量的多媒體課件（視頻總計88個，時長約250分鐘）。學(xué)生可以在課前和課后自主開展理論學(xué)習(xí)和實驗課程的視頻學(xué)習(xí)，檢驗知識掌握水平。

課程建設(shè)了涵蓋理論課件、優(yōu)質(zhì)鏡下礦物光性特征教學(xué)視頻等線上自主學(xué)習(xí)資源，突破了實驗室場地、顯微鏡設(shè)備、實驗學(xué)時的限制，師生互動、交流渠道不暢通的難題。學(xué)生可在課前和課后開展線上自主學(xué)習(xí)，遇到疑難問題，可以與課程組教師和同學(xué)及時進行線上互動。

（三）分層次試題庫建設(shè)

針對“晶體光學(xué)”課程知識點，團隊將每一章的單元測驗拆分成與教學(xué)視頻相對應(yīng)的分節(jié)測驗。單元測驗分為基礎(chǔ)題與高階題，二者共同構(gòu)成了由400余道習(xí)題組成的課程習(xí)題庫?；A(chǔ)題主要針對基本概念、原理、特征進行考核，重點訓(xùn)練學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握;高階題對應(yīng)“金課”要求的“高階性”，設(shè)計了晶體光學(xué)課程中二軸晶光率體切面、雙折射等具有一定空間思維和深度的題目，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用晶體光學(xué)基礎(chǔ)知識解決復(fù)雜地質(zhì)問題的綜合能力。

（四）線上線下混合式教學(xué)模式

依托西南石油大學(xué)“油氣地質(zhì)與勘探”國家級實驗教學(xué)示范中心顯微鏡互動平臺及資源，引入“慕課堂”等智慧教學(xué)工具，將線上教學(xué)資源與線下教學(xué)實踐進行深度融合，實現(xiàn)師生的及時互動和教學(xué)數(shù)據(jù)的實時采集，使師生互動渠道更為暢通，形成一種深度融合信息化技術(shù)的教學(xué)模式。

在教學(xué)過程中，教師課前在“慕課堂”上根據(jù)學(xué)生整體知識水平、學(xué)習(xí)能力情況、課程學(xué)習(xí)目標及重難點等進行分班備課，在學(xué)生進行線下學(xué)習(xí)之前發(fā)布對應(yīng)的教學(xué)任務(wù)，并設(shè)置時間節(jié)點。學(xué)生根據(jù)教師發(fā)布的學(xué)習(xí)任務(wù)進入中國大學(xué)MOOC平臺進行學(xué)習(xí)。

課中利用“慕課堂”簽到并對學(xué)生預(yù)習(xí)結(jié)果進行檢驗，一方面通過發(fā)布慕課堂練習(xí)檢驗預(yù)習(xí)效果，另一方面組織學(xué)生分組對課前學(xué)習(xí)成果進行展示，歸納自學(xué)中的共同問題。針對學(xué)習(xí)中遇到的重難點及問題，教師在課堂上主要發(fā)揮引導(dǎo)、協(xié)助分析的作用，組織學(xué)生對課程知識點進行討論，并且對學(xué)生提出的疑難問題進行詳細講解，使學(xué)生對知識能夠深入理解并掌握，既發(fā)揮了教師引導(dǎo)和監(jiān)控教學(xué)的作用，又充分挖掘和培養(yǎng)了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識和能力。課后組織學(xué)生對重難點進行歸納總結(jié)，在中國大學(xué)MOOC平臺復(fù)習(xí)所學(xué)課程，完成老師布置的課后作業(yè)。教師根據(jù)課后作業(yè)完成情況，通過線上直播答疑、主題討論等方式在線指導(dǎo)學(xué)生，幫助其進一步掃除未掌握的知識點，并針對學(xué)生學(xué)習(xí)情況，對后面的教學(xué)設(shè)計進行調(diào)整，積累經(jīng)驗，進一步完善適合本課程的線上線下混合式教學(xué)模式。

（五）過程性多元化評價方式

“晶體光學(xué)”傳統(tǒng)的課程考核主要側(cè)重于出勤率、實驗報告和期末考試，其中期末考試成績占比高達70%，考核方式缺少對學(xué)生學(xué)習(xí)過程、綜合能力的考核[6]。很多學(xué)生在考試之前臨陣磨槍，對書本知識機械性地背誦記憶，無法領(lǐng)悟晶體光學(xué)特征的本質(zhì)問題，難以培養(yǎng)學(xué)生利用晶體光學(xué)基礎(chǔ)知識解決復(fù)雜地質(zhì)問題的能力。

采用線上線下混合式教學(xué)模式后，學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程包括線上學(xué)習(xí)和線下學(xué)習(xí)兩部分。線上成績占32%，包括線上視頻預(yù)習(xí)、討論（10%）、單元測驗（40%）、期末考試（50%）等環(huán)節(jié)。線下成績占68%，其中線下顯微鏡鑒定和實習(xí)報告占20%，要求學(xué)生在課堂完成，以實驗報告的分數(shù)為準;期末成績占48%，包含卷面主觀題的考試和期末薄片鑒定實驗操作。

線上線下混合式教學(xué)模式的過程性多元化評價方式，將形成性、過程性及終結(jié)性評價貫穿于教學(xué)的全過程，有效探索了以顯微鏡下光性礦物鑒定能力提升為目標的課程考核評價方式。

三、課程建設(shè)創(chuàng)新點

（一）教學(xué)資源創(chuàng)新

建設(shè)了包括抽象性+具體性，理論+實驗，基礎(chǔ)性+延伸性教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)視頻，設(shè)計了涵蓋基礎(chǔ)性和高階性考核內(nèi)容的試題庫，啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

（二）教學(xué)手段創(chuàng)新

建設(shè)了“理論課件+實驗操作+鏡下光性特征視頻+習(xí)題庫”互為補充的優(yōu)質(zhì)線上教學(xué)資源，學(xué)生可自主開展理論學(xué)習(xí)和實驗學(xué)習(xí)，完成章節(jié)測驗，自主檢驗知識掌握水平。課堂引入“慕課堂”等智慧教學(xué)工具，實現(xiàn)師生的線下課堂互動，創(chuàng)新并實施了實驗操作類專業(yè)基礎(chǔ)課程線上線下混合式教學(xué)模式。

（三）考核方式創(chuàng)新

以學(xué)生在中國大學(xué)MOOC平臺上的自主學(xué)習(xí)成績作為平時成績，結(jié)合線下實驗操作成績，建立了“線上單元知識點測驗+線下顯微鏡實驗操作+期末薄片光學(xué)鑒定+期末理論考試”組成的過程性多元化評價方式。

四、成果的推廣應(yīng)用效果

（一）課程成果顯著提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量

線上線下混合式教學(xué)模式使教學(xué)質(zhì)量明顯提高。以資勘19級普通班為例，根據(jù)“晶體光學(xué)”總成績分析：優(yōu)秀占20.50%，良好占64.1%，中等占12.8%，及格占2.6%（圖1），平均分為85分，相比地質(zhì)17級學(xué)生平均分提高12分（圖2）。試卷的題型、難度跟以前相比無明顯變化，但最終考核成績明顯提高，尤其是良好以上學(xué)生人數(shù)明顯增加?！熬w光學(xué)”教學(xué)模式及方法的建設(shè)與應(yīng)用，不僅提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，同時提升了學(xué)生在晶體光學(xué)、礦物鑒定等方面的能力，支撐了我校資源勘查工程、地質(zhì)學(xué)等國家、省一流專業(yè)的人才培養(yǎng)。

（二）形成了穩(wěn)定的課程教學(xué)團隊，收獲了豐富的課程建設(shè)經(jīng)驗，取得了系列課程建設(shè)及教學(xué)成果

同時，基于課程教學(xué)、課程建設(shè)及改革，團隊教師多次參加各級教學(xué)比賽并獲獎，發(fā)表教改論文多篇，出版《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)、晶體光學(xué)實驗指導(dǎo)書》（富媒體）教材（2020年3月，石油工業(yè)出版社），團隊教師在全國大學(xué)青年教師地質(zhì)課程教學(xué)比賽中獲特等獎1項、一等獎1項，獲校級課堂教學(xué)質(zhì)量獎、教師課堂教學(xué)競賽、課堂創(chuàng)新教學(xué)大賽等教學(xué)獎勵7項;“晶體光學(xué)”被認定為“四川省精品在線開放課程”（2019年）、“四川省線上一流本科課程”（2021年）。

五、下一步建設(shè)及思考

為進一步完善該課程，將從以下幾個方面進行建設(shè)：

1.加強在線開放課程資源的利用與共享，向其他高校學(xué)生開設(shè)個性化交叉學(xué)科選修課程，擴大課程應(yīng)用范圍;在課堂教學(xué)中，充分利用課程資源和慕課堂等智慧教學(xué)工具，強化混合式教學(xué)成效，形成課程持續(xù)改進機制。

2.進一步完善課程教學(xué)大綱及教案，在每一章節(jié)中明確思政元素切入點，根據(jù)“課程思政”目標設(shè)計相應(yīng)教學(xué)環(huán)節(jié)，創(chuàng)新教學(xué)活動：利用課堂教學(xué)、思政案例分享，線下主題討論，言傳身教的實驗指導(dǎo)相結(jié)合的方式，開展課程思政教育，在使學(xué)生獲得專業(yè)知識的同時，進一步培養(yǎng)其審美情趣、家國情懷、辯證唯物主義認識論、人生價值觀，了解國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略等。

3.分層次分類別豐富試題庫，將教師的科研成果作為課外拓展資源，增加課程的前沿性，使課程進行可持續(xù)化建設(shè)，體現(xiàn)新時期對人才培養(yǎng)的新要求，提高課程的挑戰(zhàn)度。編寫跟線上教學(xué)相配套的理論教材和實驗教材，通過編寫教材促進網(wǎng)站建設(shè)。

參考文獻：

[1]陳曦，趙峰.慕課在晶體光學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J.]教育現(xiàn)代化，2020，1（7）：109-111.

[2]吳巖.建設(shè)中國“金課”[J].中國大學(xué)教學(xué)，2018（12）：4-9.

[3]楊曉宏，鄭新，田春雨.線上線下混合式一流本科課程的內(nèi)涵、建設(shè)目標與建設(shè)策略[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2021，31（9）：104-111.

[4]鄭祥江，張強，謝鴻全，王生偉.以學(xué)生為中心的大學(xué)課堂教學(xué)改革策略研究[J].西南科技大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2021，38（2）：89-95.

[5]周淑敏.“晶體光學(xué)”教學(xué)內(nèi)容的理解與把握[J].中國地質(zhì)教育，2013（1）：64-66.

[6]尹秀珍，張蓬勃，田建鋒.《晶體光學(xué)》實驗教學(xué)中的幾點思索[J].教育教學(xué)論壇，2016，9（39）：223-224.

作者簡介：

趙峰（1980年10月-），男，漢族，四川自貢人，博士研究生，副教授，主要從事礦物巖石學(xué)教學(xué)及儲層保護的相關(guān)科研工作。