馬寶軍, 楊克基, 申方樂, 王 芳, 張祥信, 張福祥

1. 河北地質(zhì)大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院, 河北 石家莊 050031; 2. 河北地質(zhì)大學(xué)華信學(xué)院, 河北 新樂 050700

1 前言

地質(zhì)類專業(yè)屬于實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科, 其中的地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)是涉及地質(zhì)內(nèi)容最廣泛、 實(shí)踐性最強(qiáng)、 最接近于生產(chǎn)的教學(xué)實(shí)習(xí)[1-4]。 多數(shù)高校都建設(shè)有自己的填圖實(shí)習(xí)基地, 具備優(yōu)秀地質(zhì)資源和地質(zhì)現(xiàn)象的基地還成為一些高校共享基地。 近年來隨著科學(xué)進(jìn)步及社會需求對基地要求越來越高, 基地建設(shè)水平多與要求不相匹配, 在實(shí)習(xí)中暴露出了一系列的問題, 如建設(shè)滯后、 實(shí)習(xí)資源不足、 教師師資質(zhì)量不齊、 學(xué)生實(shí)習(xí)沒有興趣、 實(shí)習(xí)報(bào)告雷同、 成績考核難等[5-7]。 適逢我國在線教學(xué)資源建設(shè)時(shí)期, 網(wǎng)絡(luò)上有不少優(yōu)秀在線資源。 野外實(shí)習(xí)能不能加入在線資源, 甚至能不能部分實(shí)習(xí)在線進(jìn)行, 引起了人們的思考。 為此, 河北地質(zhì)大學(xué)專門進(jìn)行了地質(zhì)填圖在線資源的建設(shè), 并嘗試在實(shí)習(xí)中加入在線教學(xué)。 新的學(xué)習(xí)方式的加入激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣, 實(shí)習(xí)質(zhì)量有所提高。 此次從兩輪混合式實(shí)習(xí)得失的情況, 結(jié)合線上資源在實(shí)習(xí)過程中的利用情況進(jìn)行了系統(tǒng)分析, 希望能進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量, 為集中實(shí)習(xí)總結(jié)一條更好的思路。

2 地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)過程及在線資源的建設(shè)

2.1 傳統(tǒng)實(shí)習(xí)現(xiàn)狀

地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)分為野外踏勘、 實(shí)測剖面、 地質(zhì)填圖和專題研究4 個(gè)階段。 我校地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)基地在井陘縣張河灣地區(qū), 位于贊皇變質(zhì)核雜巖的北西緣, 區(qū)內(nèi)3 大類巖石露頭良好, 構(gòu)造變形中等[8], 并有我國特有的“嶂石巖” 地貌, 是地質(zhì)實(shí)習(xí)、 考查和研學(xué)的良好場所。

傳統(tǒng)實(shí)習(xí)中野外踏勘階段由老師帶隊(duì)進(jìn)行觀察和研究, 多數(shù)采用講述式及啟發(fā)式教學(xué), 學(xué)生邊聽邊觀察, 并進(jìn)行地質(zhì)記錄及素描圖、 信手剖面的繪制, 路線結(jié)束后有小組總結(jié); 實(shí)測剖面階段一般是以學(xué)生為主進(jìn)行規(guī)劃及測量, 教師只起輔助、 指導(dǎo)作用; 地質(zhì)填圖在經(jīng)過教師指導(dǎo)試填后也采用學(xué)生獨(dú)立操作、 老師指導(dǎo)的方式進(jìn)行, 填圖后期在指導(dǎo)老師的建議下以小組為單位選擇實(shí)習(xí)區(qū)地質(zhì)問題進(jìn)行專題研究并完成實(shí)習(xí)報(bào)告。

這樣的實(shí)習(xí)方式有一定的效果, 但也有好多不足。 由于學(xué)生多、 教師少, 學(xué)生操作過程采取小組制, 部分學(xué)生學(xué)習(xí)不到位。 多數(shù)地質(zhì)現(xiàn)象、 地質(zhì)技能僅僅看一遍、 操作一兩次也不易掌握。 對實(shí)習(xí)效果的考查一般是通過學(xué)生表現(xiàn)、 記錄本、 實(shí)習(xí)報(bào)告等評定, 但野外記錄本和實(shí)習(xí)報(bào)告多存在抄襲和雷同的現(xiàn)象[6,7]。

2.2 線上資源建設(shè)

張河灣實(shí)習(xí)基地始建于1996 年, 有較深厚的工作積累, 加之我校太行山科研隊(duì)的地質(zhì)工作, 實(shí)習(xí)基地研究程度較高。 線上地質(zhì)填圖資源建設(shè)源于新冠疫情的影響, 2020 年由于疫情蔓延, 為安全起見各高校實(shí)習(xí)不得不采用線上進(jìn)行。 為完成教學(xué)任務(wù), 實(shí)習(xí)隊(duì)在7 月份深入實(shí)習(xí)基地進(jìn)行準(zhǔn)備和嘗試, 通過線上直播、 實(shí)習(xí)操作視頻、 階段性測試和線上小組指導(dǎo)完成了教學(xué)任務(wù), 也積累了大量教學(xué)資源。

可用于在線學(xué)習(xí)資源有: (1) 各實(shí)習(xí)階段老師的理論講課、 野外路線講解視頻; (2) 應(yīng)用無人機(jī)錄制的實(shí)習(xí)區(qū)整體和各路線的地貌、 露頭視頻; (3) 各種技能操作過程和分解的短視頻; (4) 填圖實(shí)習(xí)階段性測試題庫; (5) 學(xué)校實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)習(xí)網(wǎng)頁實(shí)習(xí)介紹等。 實(shí)習(xí)過程中主要應(yīng)用釘釘教學(xué)軟件和各班級實(shí)習(xí)的qq 群進(jìn)行線上交流。 由于流量及網(wǎng)頁等繁瑣問題,相關(guān)資源只按實(shí)習(xí)進(jìn)程共享在上述兩個(gè)在線交流工具中。 經(jīng)各實(shí)習(xí)老師的辛勤工作和配合, 在線資源在后期的混合式實(shí)習(xí)中得到了較好的利用。

3 在線資源在各實(shí)習(xí)階段的作用

3.1 實(shí)習(xí)動員及準(zhǔn)備

在實(shí)習(xí)出隊(duì)前一周內(nèi)實(shí)習(xí)隊(duì)成立并進(jìn)行實(shí)習(xí)動員, 使實(shí)習(xí)經(jīng)歷具備儀式感。 這個(gè)過程分兩步, 首先根據(jù)實(shí)習(xí)計(jì)劃組織師生召開實(shí)習(xí)動員大會, 說明實(shí)習(xí)性質(zhì)、 目的、 要求及注意事項(xiàng), 介紹實(shí)習(xí)區(qū)自然地理、 實(shí)習(xí)內(nèi)容。 要求學(xué)生做好野外實(shí)習(xí)生活準(zhǔn)備, 通過實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)頁進(jìn)行預(yù)習(xí)。 第二是召集指導(dǎo)老師進(jìn)行教學(xué)任務(wù)分配, 明確教學(xué)過程中統(tǒng)一觀點(diǎn)及現(xiàn)場發(fā)揮內(nèi)容, 商議線上資源的投放及如何安排學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率。

3.2 野外踏勘

踏勘之前現(xiàn)場或在線給學(xué)生介紹實(shí)習(xí)區(qū)地質(zhì)特征、 實(shí)習(xí)任務(wù)及工作方法, 并將這些內(nèi)容放在實(shí)習(xí)群共享, 兩年來均選用釘釘群做為線上教學(xué)、 與學(xué)生交流的工具。

野外踏勘是為了使學(xué)生了解研究區(qū)地質(zhì)特征、熟練工作方法。 通常分班級由不同指導(dǎo)老師帶隊(duì)現(xiàn)場進(jìn)行教學(xué)。 學(xué)習(xí)內(nèi)容廣泛, 如地層、 巖石、 構(gòu)造的確認(rèn), 技能操作等, 對老師的要求較高。 疫情期間采用線上教學(xué)時(shí)錄制了相應(yīng)的教學(xué)視頻及多媒體,正常實(shí)習(xí)時(shí)則按時(shí)間進(jìn)程順次將其放在群共享, 同時(shí)上傳的還有相關(guān)地質(zhì)技能的操作小視頻, 學(xué)生們可以隨時(shí)學(xué)習(xí)。 減少了指導(dǎo)老師答疑的工作量, 學(xué)生進(jìn)行路線整理、 總結(jié)及個(gè)別沒學(xué)會的同學(xué)都可以隨時(shí)參考。

3.3 實(shí)測剖面

實(shí)測剖面是地質(zhì)填圖工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 因?yàn)椴僮鳝h(huán)節(jié)較多, 往往老師在室內(nèi)講了, 在野外還要不時(shí)的前后指導(dǎo), 實(shí)習(xí)過程顯得漫長而緩慢。 部分學(xué)生為了趕進(jìn)度盡早完工, 一個(gè)工種干到完, 對其它工種則不熟悉, 不利于技能的熟練掌握。 增加線上資源后每個(gè)操作環(huán)節(jié)、 人員分工均上傳在實(shí)習(xí)群里。 出隊(duì)前便分好工及輪換的順序, 各人熟悉自己的工作。 組長負(fù)責(zé)讓學(xué)生將工作中每個(gè)工種都練習(xí)過, 中間不熟悉時(shí)也可以隨時(shí)通過手機(jī)查看群內(nèi)的操作視頻。 平時(shí)一個(gè)班分成2 ～3 組(10 ～15 人) 老師也指導(dǎo)不過來,現(xiàn)在則可以分成5～6 組(5～6 人), 每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)一部分, 還可以輪流嘗試不同操作環(huán)節(jié), 提高了學(xué)生們的興趣、 效率。 實(shí)習(xí)從以前的糾結(jié)于方法的對錯升級到專業(yè)訓(xùn)練水平的高低上來了。

數(shù)字剖面一般采用野外數(shù)據(jù)直接輸入數(shù)字填圖的剖面系統(tǒng)。 授課中學(xué)生學(xué)習(xí)一遍, 若再不會則在共享群內(nèi)觀看操作教程及繪制視頻。 這個(gè)工作一是盡量要讓每個(gè)學(xué)生都操作一遍, 二是加緊督促會節(jié)省1 ～2天的時(shí)間。

3.4 地質(zhì)填圖

這一階段是實(shí)習(xí)的主體, 所占時(shí)間占總實(shí)習(xí)的三分之一強(qiáng)。 整體分為傳統(tǒng)填圖和數(shù)字填圖兩步。 以前由于設(shè)備問題一個(gè)班分為2 ～3 個(gè)小組, 每小組8 ～10人, 造成好多人沒事干, 效果不好。 后來手機(jī)(AoRGMap) 代替掌上機(jī)后解決了設(shè)備不足的問題?？梢詫⑿〗M分到3～5 人, 這樣路線中分層、 打標(biāo)本、記錄均有專人負(fù)責(zé), 極少出現(xiàn)打醬油現(xiàn)象了。 填圖路線行進(jìn)方法、 點(diǎn)位觀察、 點(diǎn)間記錄的多媒體和視頻都可以通過手機(jī)看到, 學(xué)生在野外可以隨時(shí)參考, 方便熟練操作相應(yīng)技能, 提高專業(yè)研究水平。

后期的數(shù)字填圖則需要制作電子手圖、 設(shè)計(jì)野外路線、 野外記錄輸入掌上電腦(手機(jī))、 返回基地后將單條路線導(dǎo)入電腦、 合成實(shí)際材料圖等等, 過程非常復(fù)雜、 繁瑣。 之前好多實(shí)習(xí)隊(duì)老師都不熟練,每到這一階段只有兩位老師指導(dǎo), 工作量非常大。將操作視頻放共享群后, 首先指導(dǎo)老師們都熟悉了操作, 均可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行操作, 而后期學(xué)生們操作水平很快超過老師, 達(dá)到每個(gè)人都能獨(dú)立進(jìn)行填圖操作。 線上資源的利用方便了學(xué)生, 也減輕了老師的指導(dǎo)工作。

3.5 專題研究及實(shí)習(xí)報(bào)告

雖然教學(xué)實(shí)習(xí)時(shí)間從四周增加到了5 周, 但是對于大多數(shù)同學(xué)來說, 剛剛能順利完成前四個(gè)階段的工作, 掌握野外填圖的基本流程。 而最后的專題研究階段不能普及到每一個(gè)人, 一般是采取小組制實(shí)際上是學(xué)有余力的同學(xué)在做。 我們的方法是綜合搜集研究區(qū)的地質(zhì)問題, 在實(shí)習(xí)動員和踏勘前的講座中告訴大家并放在共享群里, 在填圖階段的后期再動員大家根據(jù)實(shí)習(xí)情況進(jìn)行選題工作。 由于是野外, 相關(guān)文獻(xiàn)查閱內(nèi)容也只有線上教學(xué)資源及老師的指導(dǎo)。 專題研究對學(xué)生專業(yè)的拔高有明顯的效果, 促使他們進(jìn)一步熟悉研究方法和軟件的應(yīng)用, 提高了科研素質(zhì)。 近三年來實(shí)習(xí)學(xué)生通過專題工作完成畢業(yè)論文6 篇, 申請學(xué)校科研2 項(xiàng), 發(fā)表文章3 篇。

實(shí)習(xí)報(bào)告屬于實(shí)習(xí)最后一個(gè)階段的工作, 由于大多數(shù)學(xué)生急于完成后放假, 因此創(chuàng)新性較小, 格式統(tǒng)一, 但是內(nèi)容雷同也較普遍。 雖然由于個(gè)體不同, 內(nèi)容及整潔度有區(qū)別, 但更側(cè)重于作為歸檔資料, 利用此項(xiàng)工作評價(jià)學(xué)生成績比重不應(yīng)超過40%。

3.6 階段測試

在實(shí)習(xí)中不同的老師指導(dǎo)不同的班級, 雖然有統(tǒng)一的流程但教學(xué)質(zhì)量還是很難統(tǒng)一。 管理嚴(yán)格的實(shí)習(xí)隊(duì)學(xué)生對實(shí)踐掌握的就好點(diǎn), 如果老師能盡量照顧到每個(gè)人, 則能夠把控學(xué)習(xí)質(zhì)量。 但是在野外, 實(shí)習(xí)隊(duì)的制度很難落實(shí)到位, 指導(dǎo)老師也難于管理到每一個(gè)學(xué)生。 甚至, 好多實(shí)習(xí)隊(duì)的宗旨是能夠平平安安地收隊(duì)就可以了。 再由于學(xué)生的基礎(chǔ)不一, 對實(shí)習(xí)的重視程度也不一樣, 造成實(shí)習(xí)結(jié)束但相應(yīng)的技能不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象。

在線資源的建設(shè)有效的解決了這個(gè)問題。 實(shí)習(xí)隊(duì)伍不僅建設(shè)了學(xué)習(xí)資源, 還集中師資和時(shí)間, 將各個(gè)實(shí)習(xí)階段的知識點(diǎn)技能操作等做成了題庫。 這樣在每個(gè)實(shí)習(xí)階段結(jié)束時(shí)就可以進(jìn)行階段測試, 學(xué)生們也可以自己測試熟練程度。 除技能操作考核在現(xiàn)場進(jìn)行外, 其他的則可以在線進(jìn)行。 階段測試使學(xué)生有適當(dāng)?shù)膲毫? 對技能操作及工作流程掌握有較大的提升。階段測試還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可在手機(jī)上同時(shí)進(jìn)行操作,避免了相互抄襲和雷同現(xiàn)象。 測試成績的好壞(圖1) 反映學(xué)生的學(xué)習(xí)專心程度、 重視程度及掌握程度,給實(shí)習(xí)隊(duì)的實(shí)習(xí)進(jìn)度提供準(zhǔn)確的參考和借鑒。

圖1 實(shí)習(xí)主要階段在線測試成績統(tǒng)計(jì)柱狀圖(共182 人)Fig.1 Histogram of online test results during the main practice stages (182 students in total)

4 分析及討論

4.1 線上資源的利用效果

由于初步建設(shè), 線上資源的安排尚不夠成熟。 沒長期穩(wěn)定的網(wǎng)站, 只能將相應(yīng)資源放到實(shí)習(xí)共享群。高清的視頻文件太大, 網(wǎng)絡(luò)原因不容易上傳和播放。而時(shí)間較長的教程學(xué)生也不愛看, 反而是短小的如抖音模式的操作視頻觀看得較多。 一些常用的方法如測量產(chǎn)狀、 定點(diǎn)、 測方位及打標(biāo)本等一年級實(shí)習(xí)內(nèi)容,大多數(shù)同學(xué)已經(jīng)忘記了, 又不好意思問同學(xué)或老師,經(jīng)在線技術(shù)分解視頻一看, 就都記起來了, 這樣的視頻的利用率非常高。

按實(shí)習(xí)進(jìn)度放在群里的資料, 如多媒體 (如PPT、 PDF)、 視頻、 文章等為學(xué)生的自學(xué)提供了機(jī)會, 大部分同學(xué)會按通知進(jìn)行學(xué)習(xí), 部分不理不睬的學(xué)生則需要指導(dǎo)老師提醒。 當(dāng)學(xué)生都能夠提前進(jìn)行預(yù)習(xí)后, 原來的探索性學(xué)習(xí)變成了驗(yàn)證性學(xué)生, 實(shí)習(xí)速度和效率就提高很多, 甚至部分內(nèi)容可以不用老師指導(dǎo)了。

專題研究中, 老師只對學(xué)生做大致的規(guī)劃。 具體工作都由小組分工完成, 這時(shí)群里的科研資料就非常重要, 可以使學(xué)生們知道研究程度及存在問題, 了解相應(yīng)的研究方法, 提高科研能力。

4.2 線上授課效率分析

2020 年實(shí)習(xí)隊(duì)全部在線實(shí)習(xí), 共進(jìn)行線上直播27 次(釘釘直播), 成功25 次。 從授課數(shù)據(jù)分析到課率是比較高的, 除第1 次不熟悉和2 次故障外, 其它課程都順利完成, 實(shí)習(xí)隊(duì)學(xué)生有242 人, 觀看率均達(dá)到90%以上(圖2)。

圖2 線上實(shí)習(xí)學(xué)生到課統(tǒng)計(jì)折線圖(2、 13 兩次為網(wǎng)絡(luò)故障)Fig.2 Line chart of students' attendance during online practice (anomalies of 2 and 13 is due to network failure)

由于是在線直播和講解, 相應(yīng)的視頻、 聽講課數(shù)據(jù)可以很方便的保留下來, 對各階段進(jìn)行分析, 勘查理論講解部分平均聽課率為93.4%, 路線勘察方法部分聽課率為96.8%, 地質(zhì)技能講解聽課率為93.4%,路線填圖方法為92.5%, 思政教育為92.6%, 實(shí)測剖面為97.9%。 而總的有效聽課率達(dá)到了94.2%, 首次聽課率(非回看) 也達(dá)到了90%。 整體上學(xué)生的熱情是比較高的。 綜合指導(dǎo)教師的檢查、 階段性題庫(在線) 每個(gè)階段的測試, 給學(xué)生適當(dāng)?shù)膲毫Υ龠M(jìn)其學(xué)習(xí)及復(fù)習(xí), 可整體保證學(xué)習(xí)質(zhì)量。

我們知道完全在線肯定代替不了實(shí)際操作, 但是在線授課啟發(fā)我們對于關(guān)鍵實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)可以請名師進(jìn)行講解, 即使該老師不在現(xiàn)場也能進(jìn)行, 這樣可以綜合提高實(shí)習(xí)隊(duì)指導(dǎo)老師的實(shí)力。 線上聽課后再進(jìn)行現(xiàn)場操作和訓(xùn)練, 從而完成相應(yīng)任務(wù)。 2020 年各高校就是在線上實(shí)習(xí)完成后都適時(shí)補(bǔ)充了現(xiàn)場練習(xí)階段, 最終完成了實(shí)習(xí)任務(wù)。

4.3 混合式教學(xué)實(shí)習(xí)的可行性

在線課程及在線資源利用情況接受程度如何, 對實(shí)習(xí)隊(duì)師生均做了調(diào)查。 對學(xué)生問卷調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中, 認(rèn)可傳統(tǒng)線下學(xué)習(xí)的學(xué)生占到47%, 認(rèn)為線上、線下混合式學(xué)習(xí)較好的占32.4%, 認(rèn)為線上學(xué)習(xí)好的占20.6%。 而認(rèn)同在學(xué)習(xí)通上進(jìn)行實(shí)習(xí)階段測試的學(xué)生達(dá)到86.4%。 反映對傳統(tǒng)的教學(xué)認(rèn)識有了較大的分化, 實(shí)習(xí)中學(xué)生對不同學(xué)習(xí)方式的效率有相應(yīng)比較,喜歡線下學(xué)習(xí)的約有四成, 而混合式教學(xué)的適應(yīng)性則達(dá)到了三成多, 部分學(xué)生已經(jīng)嘗試并適應(yīng)了混合式學(xué)習(xí)方式, 只是由于線上資源建設(shè)尚不完備, 因此覺得學(xué)習(xí)還不太自由。 結(jié)合理論課教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)改革是必須的, 但是完全的線上實(shí)習(xí)則無法保質(zhì)保量完成。

線上教學(xué)中教師反映的最大難題是互動, 比起現(xiàn)場教學(xué), 在線互動麻煩很多, 也耗時(shí)間。 直播過程中幾個(gè)人互動容易造成其他人被冷落, 效果不太好。 學(xué)生的注意力、 知識的掌握程度也不好把控。 而混合式教學(xué)由于有線上資源補(bǔ)充, 有線下實(shí)習(xí)過程中的檢查, 便于掌握實(shí)習(xí)全局。 只是由于混合式實(shí)習(xí)教學(xué)正在嘗試階段, 線上資源建設(shè)還不完備, 使得學(xué)習(xí)效果不明顯, 今后還需要投入非常大的精力。

各高校在提升教學(xué)質(zhì)量時(shí)對基地建設(shè)進(jìn)行了各種嘗試[9-11]。 在線資源的建設(shè)短時(shí)間內(nèi)投入可能更大一些, 但在疫情影響教學(xué)的情況下, 野外時(shí)間不固定,為長遠(yuǎn)打算這些投入還是非常有必要的。 地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)是一個(gè)客觀的實(shí)習(xí)過程, 不管是哪種學(xué)習(xí), 均得符合正常學(xué)習(xí)規(guī)律。 從幾次不同的實(shí)習(xí)中對比分析, 線上資源可以增加過程性考核、 提高學(xué)習(xí)效果, 便于掌控全局。

5 結(jié)論

通過對傳統(tǒng)實(shí)習(xí)、 混合式教學(xué)及線上“云” 實(shí)習(xí)的對比分析, 可以總結(jié)出如下的認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn): (1) 混合式教學(xué)在填圖實(shí)習(xí)中可以有效提高教學(xué)效率, 減輕教學(xué)負(fù)擔(dān); (2) 線上教學(xué)資源的好壞決定著混合式教學(xué)的推進(jìn), 提高學(xué)生的接受度是關(guān)鍵; (3) 在地質(zhì)填圖各個(gè)階段學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練是重點(diǎn), 也是進(jìn)行專業(yè)研究的基礎(chǔ), 重點(diǎn)工作教程、 操作分解是線上建設(shè)重點(diǎn); (4) 在線測試能夠督促學(xué)生復(fù)習(xí)、 檢測學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)效果, 提高過程性考核和成績公平的作用, 可以進(jìn)一步規(guī)范和推廣; (5) 線上資源是野外實(shí)習(xí)的有效補(bǔ)充, 但不能代替野外實(shí)踐。