晶體光學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式的創(chuàng)新與實(shí)踐

1、PAGE 8 -晶體光學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式的創(chuàng)新與實(shí)踐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(qiáng)的理論性、抽象性和空間性特點(diǎn)，需要在顯微鏡下反復(fù)操作及實(shí)踐才能掌握。在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，既保證課程理論教學(xué)的深度和廣度，強(qiáng)化顯微鏡下鑒定的實(shí)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(tuán)隊(duì)對(duì)該課程按照“金課”的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一系列的建設(shè)、改革、創(chuàng)新與實(shí)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(kù)和兼具基礎(chǔ)性與高階性的習(xí)題庫(kù)，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(jìn)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(shí)點(diǎn)測(cè)驗(yàn)、線下顯微

2、鏡實(shí)驗(yàn)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(píng)價(jià)方式。該課程教學(xué)模式的創(chuàng)新與實(shí)踐為其他地質(zhì)類實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)提供一定的參考?！娟P(guān)鍵詞】晶體光學(xué)實(shí)驗(yàn)課程混合式教學(xué)【基金項(xiàng)目】四川省20222023年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目：適應(yīng)信息化時(shí)代的礦物巖石課程系列融媒體教材建設(shè)（JG2022-585）;西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院20222023年高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目：基于融媒體的晶體光學(xué)新形態(tài)教材建設(shè)（D2022JGZD014）;2022年度四川大學(xué)生思想政治教育研究中心項(xiàng)目：理工類專業(yè)課程思政協(xié)同育人的實(shí)踐路徑以西南石油大學(xué)地學(xué)學(xué)科為例（CSZ21085）?！局袌D分類

3、號(hào)】G64【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】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(chǎng)，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(shí)驗(yàn)課程是西南石油大學(xué)資源勘查工程、地質(zhì)學(xué)等國(guó)家、省級(jí)“一流專業(yè)”重要的專業(yè)基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)課程?！熬w光學(xué)”課程主要針對(duì)大二學(xué)生開設(shè)，課程特點(diǎn)是以顯微鏡下實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，同時(shí)亦是學(xué)生深入進(jìn)行專業(yè)知識(shí)、技能學(xué)習(xí)的一道壁壘，是培養(yǎng)學(xué)生分析能力、動(dòng)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(xiàng)目“分層遞進(jìn)式教學(xué)在礦物巖石實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用”，于2022年全面啟動(dòng)，經(jīng)過四年的實(shí)踐檢驗(yàn)

4、，探索以培養(yǎng)學(xué)生興趣、自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)，以線上線下混合式教學(xué)為主要模式的實(shí)驗(yàn)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(shí)也是任何高、精、尖測(cè)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(xiàng)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(shí)，具有很強(qiáng)的理論性、抽象性和空間性特點(diǎn)，需要反復(fù)的顯微鏡下操作實(shí)踐才能掌握?！熬w光學(xué)”課程主要存在以下幾個(gè)問題：（1）光率體、光性方位等抽象性的晶體知識(shí)和光學(xué)理論難以直觀展示

5、的限制;（2）實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地、顯微鏡設(shè)備、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的限制，師生互動(dòng)渠道不暢通的難題;（3）鏡下鑒定類課程的考核方式簡(jiǎn)單，重結(jié)果、輕過程的難題。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，既保證課程理論教學(xué)的深度和廣度，強(qiáng)化顯微鏡下鑒定的實(shí)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(tuán)隊(duì)對(duì)該課程按照“金課”的標(biāo)準(zhǔn)2-4進(jìn)行一系列的建設(shè)、改革與實(shí)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(duì)于空間想象力弱或缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說，僅僅依靠書本或者課堂學(xué)時(shí)的講解理解起來存在一定的難度5。針對(duì)以上問題，課程團(tuán)隊(duì)利用三維動(dòng)畫制作軟件將理論課中抽象難懂的光率體

6、、波向圖等概念用動(dòng)畫生動(dòng)、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(shí)難以直觀展示的限制。（二）實(shí)驗(yàn)操作資源建設(shè)課程團(tuán)隊(duì)根據(jù)“晶體光學(xué)”課程教學(xué)大綱和培養(yǎng)目標(biāo)，系統(tǒng)地梳理了晶體光學(xué)課程知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合課程重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，將課程理論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容制作成30個(gè)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(cè)定等實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻和制作了高質(zhì)量的多媒體課件（視頻總計(jì)88個(gè)，時(shí)長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)課程的視頻學(xué)習(xí)，檢驗(yàn)知識(shí)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(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地、顯微鏡設(shè)備、

7、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的限制，師生互動(dòng)、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(shí)進(jìn)行線上互動(dòng)。（三）分層次試題庫(kù)建設(shè)針對(duì)“晶體光學(xué)”課程知識(shí)點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)將每一章的單元測(cè)驗(yàn)拆分成與教學(xué)視頻相對(duì)應(yīng)的分節(jié)測(cè)驗(yàn)。單元測(cè)驗(yàn)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(kù)?；A(chǔ)題主要針對(duì)基本概念、原理、特征進(jìn)行考核，重點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握;高階題對(duì)應(yīng)“金課”要求的“高階性”，設(shè)計(jì)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(yùn)用晶體光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)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

8、南石油大學(xué)“油氣地質(zhì)與勘探”國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心顯微鏡互動(dòng)平臺(tái)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(shí)踐進(jìn)行深度融合，實(shí)現(xiàn)師生的及時(shí)互動(dòng)和教學(xué)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，使師生互動(dòng)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(shí)水平、學(xué)習(xí)能力情況、課程學(xué)習(xí)目標(biāo)及重難點(diǎn)等進(jìn)行分班備課，在學(xué)生進(jìn)行線下學(xué)習(xí)之前發(fā)布對(duì)應(yīng)的教學(xué)任務(wù)，并設(shè)置時(shí)間節(jié)點(diǎn)。學(xué)生根據(jù)教師發(fā)布的學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)入中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。課中利用“慕課堂”簽到并對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，一方面通過發(fā)布慕課堂練習(xí)檢驗(yàn)預(yù)習(xí)效果，另一方面組織學(xué)生分組對(duì)課前學(xué)習(xí)成果進(jìn)行展示

9、，歸納自學(xué)中的共同問題。針對(duì)學(xué)習(xí)中遇到的重難點(diǎn)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(duì)課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行討論，并且對(duì)學(xué)生提出的疑難問題進(jìn)行詳細(xì)講解，使學(xué)生對(duì)知識(shí)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(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)和能力。課后組織學(xué)生對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，在中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)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(jìn)一步掃除未掌握的知識(shí)點(diǎn)，并針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，對(duì)后面的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)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(píng)價(jià)方式

10、“晶體光學(xué)”傳統(tǒng)的課程考核主要側(cè)重于出勤率、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末考試，其中期末考試成績(jī)占比高達(dá)70%，考核方式缺少對(duì)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(duì)書本知識(shí)機(jī)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(shí)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(gè)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(jī)占32%，包括線上視頻預(yù)習(xí)、討論（10%）、單元測(cè)驗(yàn)（40%）、期末考試（50%）等環(huán)節(jié)。線下成績(jī)占68%，其中線下顯微鏡鑒定和實(shí)習(xí)報(bào)告占20%，要求學(xué)生在課堂完成，以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的分?jǐn)?shù)為準(zhǔn);期末成績(jī)占48%，包含卷面主觀題的考試和期

11、末薄片鑒定實(shí)驗(yàn)操作。線上線下混合式教學(xué)模式的過程性多元化評(píng)價(jià)方式，將形成性、過程性及終結(jié)性評(píng)價(jià)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(biāo)的課程考核評(píng)價(jià)方式。三、課程建設(shè)創(chuàng)新點(diǎn)（一）教學(xué)資源創(chuàng)新建設(shè)了包括抽象性+具體性，理論+實(shí)驗(yàn)，基礎(chǔ)性+延伸性教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)視頻，設(shè)計(jì)了涵蓋基礎(chǔ)性和高階性考核內(nèi)容的試題庫(kù)，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(shí)驗(yàn)操作+鏡下光性特征視頻+習(xí)題庫(kù)”互為補(bǔ)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(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，完成章節(jié)測(cè)驗(yàn)，自主檢驗(yàn)知識(shí)掌握水平。課堂引入“慕課堂”等智慧教學(xué)工具，實(shí)現(xiàn)師生的線下課堂互動(dòng)，創(chuàng)新并

12、實(shí)施了實(shí)驗(yàn)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(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)上的自主學(xué)習(xí)成績(jī)作為平時(shí)成績(jī)，結(jié)合線下實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)，建立了“線上單元知識(shí)點(diǎn)測(cè)驗(yàn)+線下顯微鏡實(shí)驗(yàn)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(píng)價(jià)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(jí)普通班為例，根據(jù)“晶體光學(xué)”總成績(jī)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(jí)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

13、績(jī)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(jī)，同時(shí)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(guó)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(tuán)隊(duì)，收獲了豐富的課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，取得了系列課程建設(shè)及教學(xué)成果同時(shí)，基于課程教學(xué)、課程建設(shè)及改革，團(tuán)隊(duì)教師多次參加各級(jí)教學(xué)比賽并獲獎(jiǎng)，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(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（富媒體）教材（2022年3月，石油工業(yè)出版社），團(tuán)隊(duì)教師在全國(guó)大學(xué)青年教師地質(zhì)課程教學(xué)比賽中獲特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲校級(jí)課堂教學(xué)質(zhì)量獎(jiǎng)、教師課堂教學(xué)競(jìng)賽、課堂創(chuàng)新

14、教學(xué)大賽等教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng);“晶體光學(xué)”被認(rèn)定為“四川省精品在線開放課程”（2022年）、“四川省線上一流本科課程”（2022年）。五、下一步建設(shè)及思考為進(jìn)一步完善該課程，將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行建設(shè)：1.加強(qiáng)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(gè)性化交叉學(xué)科選修課程，擴(kuò)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(qiáng)化混合式教學(xué)成效，形成課程持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。2.進(jìn)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(diǎn)，根據(jù)“課程思政”目標(biāo)設(shè)計(jì)相應(yīng)教學(xué)環(huán)節(jié)，創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)：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(shí)驗(yàn)指導(dǎo)相結(jié)合的方式，開展課程思政教育，在

15、使學(xué)生獲得專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)其審美情趣、家國(guó)情懷、辯證唯物主義認(rèn)識(shí)論、人生價(jià)值觀，了解國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略等。3.分層次分類別豐富試題庫(kù)，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(jìn)行可持續(xù)化建設(shè)，體現(xiàn)新時(shí)期對(duì)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(shí)驗(yàn)教材，通過編寫教材促進(jìn)網(wǎng)站建設(shè)。參考文獻(xiàn)：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，2022，1（7）：109-111.2吳巖.建設(shè)中國(guó)“金課”J.中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2022（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(biāo)與建設(shè)策略J.現(xiàn)代教育技術(shù)，2022，31（9）：104-11