“互聯網+”背景下《結晶學與礦物學》課程的混合教學模式初探

張敏 閆俊

摘要：文章在已有的知識體系及傳統教學模式的基礎上，初步探討了在“互聯網+”背景下《結晶學與礦物學》課程的混合教學模式。“互聯網+”時代的到來，為混合教學模式的開展與實施提供了平臺和途徑。文章在對課程內容、特點及傳統教學模式剖析的基礎上，對該課程基于“互聯網+”背景下的混合教學模式進行了初步設計探討，從教師備課、學生預習、課堂反饋、疑難點鞏固及教學效果測評幾個方面進行課程設計。

關鍵詞：互聯網+;混合教學模式;結晶學與礦物學

中圖分類號：G642.41? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）40-0211-03

隨著“互聯網+”概念的提出，“互聯網+教育”的探索模式已經成為研究知識信息化的新途徑，為我國的教學改革注入了新鮮血液。其最終目的并不是實現教育的數字化和信息化，而是從互聯網應用的角度來啟發教育教學思維，使得教育適應并推動當下的互聯網發展大環境[1]。在此背景下，不斷涌現出慕課、微課、翻轉課堂、雨課堂等以“互聯網+教育”技術平臺為支持的新型教學模式，強化了教育資源的共享，提高了教學質量[2]。從教學方式的結構組成來看，這些新型教學模式僅僅是混合教學模式的一種具體實現形式，因此，本質上的教學模式改革最終還是需要集萬千變化于一身，探索出一套真正適合具體課程的教學方法，以便于更好地達到“教、學一體”。

一、《結晶學與礦物學》課程特點

《結晶學與礦物學》課程是地質、材料、資源、地球化學、珠寶等專業重要的專業主干課，在我校則是資源勘查專業的專業核心課程，該課程是研究自然界各種地質作用過程中所形成礦物的形態、化學成分、內部結構和物理性質以及它們之間相互關系的一門學科。教學的目的和任務在于通過學習晶體宏觀形態對稱和晶體結構對稱的基本理論、基本知識和基本概念，了解礦物的地質成因條件，掌握晶體形態、化學成分及物理性質的基本知識;學會鑒定及研究礦物的基本技能和方法，掌握肉眼鑒定礦物的特征及鑒定礦物的一些簡易的物理、化學方法;知道某些礦物的主要用途等。

該門課程針對我校資源勘查工程專業，是安排在大學一年級下學期，即《普通地質學》課程之后，學習的第一門專業主干課程。對于剛剛接觸專業知識的大學生，他們對礦物缺乏一定的感性認識，課程內容中幾何結晶學非常抽象、空間立體性強，礦物學內容龐雜，學習難度大[3]，因此《結晶學與礦物學》針對該專業學生來說無疑是難度較大的課程。

總結起來，《結晶學與礦物學》主要有四個主要特點[4]：

1.該課程涵蓋了“結晶學”與“礦物學”兩個方面的知識，主要是以晶體和礦物為研究對象來研究固體地球的主要物質組成，知識點多，內容較龐雜。

2.部分知識點較抽象，需要有較強的空間想象能力。主要體現在“結晶學”部分，如：晶體的內部質點排列方式、晶體投影以及晶體宏觀和微觀對稱、晶體定向等知識點均非常抽象，特別是在傳統教學過程中，學生只能在老師的引導下靠想象來進行理解;但隨著計算機技術、多媒體、互聯網技術的發展，這些相對抽象的知識點可以通過模擬技術、動畫等方式進行展示，更有利于學生直觀地觀察和理解。

3.該課程實踐性強。在要求學生能很好地掌握知識點的基礎上，還要求學生能對晶體模型對稱進行操作，能夠對實際礦物藥進行鑒定等能力。掌握幾何單形的描述，如晶面的形狀、數目、相互關系、晶面與對稱要素的相對位置以及單形橫切面的形狀等;掌握常見礦物的結晶學、礦物學特征，能用肉眼或者借助簡單手段對礦物進行鑒定。因此，要加重實習課的力度，同時給學生創造室內外多途徑接觸各種礦物的機會，培養學生的實際鑒定能力。

4.課程內容上具有較強的連貫性。如晶體的對稱要素、對稱操作、對稱型、晶體定向、晶體符號及單形分析等內容邏輯結構嚴密，如果沒有很好地掌握前一部分內容，將直接影響到后續內容的理解，因此在教學過程中要注意循序漸進、由淺入深。

二、《結晶學與礦物學》課程傳統教學模式

由于《結晶學與礦物學》課程具有知識點多、實踐性強等特點，因此該課程理論教學與實踐教學各占一半的學時。在我校資源勘查專業，該課程設置72學時，其中理論課36學時（結晶學部分16學時、礦物學通論部分10學時、礦物學各論部分10學時），實驗課36學時（包含18個實驗項目，其中結晶學部分5個實驗項目、礦物學通論部分3個實驗項目、礦物學各論部分10個實驗項目）。針對不同部分，教學模式也略有差別。

1.結晶學部分：該部分從面角守恒定律出發，引出的晶體宏觀對稱、晶體定向、單形與聚形等晶體的宏觀理論，以及對晶體內部結構對稱、晶體生長、晶體化學等微觀理論[5]。這部分知識點抽象性及空間性很強，同時也具有較強的邏輯性;對該部分知識進行學習時，要求學生具有較強的空間想象能力及邏輯推導能力，這在無形中增大了學習難度。針對這部分知識點，主要采用的教學模式是教師主要借助晶體模型等道具、圖片演示等方法教授相關抽象概念，并通過強調和重復的方式引導學生對易混淆的概念進行區分，如在晶體宏觀對稱章節，理論知識講授完畢后，即會安排實驗課程，同學們在實驗室后，老師會將實驗目的、方法、步驟及實驗任務交代清楚，要求同學們針對晶體模型來進行詳細分析及操作，找出具體模型的對稱要素等。但這種教學方法使得學生過于依賴教師，對概念的理解流于形式，實驗操作也只是簡單完成任務，不能融會貫通。

2.礦物學通論部分：包括了礦物的化學成分、礦物形態、物理性質、形成條件等基礎理論知識。礦物學通論部分是礦物學的精髓，也是后續專業課程的基礎，該課程的“歸納總結性”特點主要在這部分體現，對礦物共性問題進行討論，為后續礦物分類打好基礎。要研究礦物，對礦物通論部分知識點的學習是至關重要的。但傳統教學方法是將該部分的知識點不分主次地逐條講解，以體現其概念上的系統性;實驗部分包括了礦物的形態、光學及力學性質，采用的方法是在完成理論教學后，在實驗室仍然是教師簡單介紹實驗方法、步驟等，學生只能根據實驗條件，選擇幾種常見礦物進行實習操作，比如我們所講授的油脂光澤、絲絹光澤等不能有效地與實物進行聯系，這大大限制了學生對知識點的回顧及進一步理解，且教學內容枯燥乏味，部分較難的知識點晦澀難懂，學生在學習過程中較為茫然。

3.礦物學各論部分：該部分體現了課程的完整性，以晶體化學分類體系為分類基礎，分別介紹礦物各大類、類、亞類、族、種的共性規律及每種礦物的個性特點，但教學內容繁多，教材篇幅甚至高于結晶學理論和礦物學通論的總和。該部分教學的難點在于如何讓學生掌握各大類（或類）礦物的一般性和各礦物種的個性，以及如何用晶體化學基本原理解釋礦物的物理性質。傳統教學模式是選取70種左右礦物種進行講解，但該部分理論課時僅10個、實驗課時20個，要詳細講述并進行實驗操作，基本完不成，因此，主要采用的方式是對常見礦物進行較詳細的講解。

三、“互聯網+”背景下《結晶學與礦物學》課程的混合教學模式設計

為了彌補傳統教學模式在教學中的不足，以應對互聯網技術對教學模式的沖擊，本文以基于“互聯網+”背景對該課程進行混合教學模式設計。

1.教師備課。在教學過程中，教師備課占據著十分重要的地位，備課主要包括課堂教學設計及課程資源兩個部分。課堂教學設計是課程教學的靈魂，是決定授課質量的第一步，也是關鍵所在。授課過程需要把握教學環節的每一個步驟，需要合理細化知識結構，循序漸進、由淺入深地整合及科學地授課引導及安排。首先，對教學單元目標分析。《結晶學與礦物學》課程分為兩大部分，二十四個章節，應根據各部分所需學習章節，確定教學目標;其次，教學內容，即知識點分析。該課程教學內容冗長，因此對其進行仔細分析是教學設計的基礎，需要對各章節的知識點進行拓展及整合，設計有吸引力和趣味性的學習情景，呈現多樣化的學習模式，以實現擺脫時間、空間限制的課程內容;最后，對學習者特征進行分析。當代學生，都生活在科技發達的互聯網時代，每個同學都有自己的個性與特點，但也都具有一個共性，即基本離不開手機等電子產品，因此教師應根據現代學生的特點，采用面對面溝通、調查的形式，對學生的興趣愛好、知識水平、學習需求、學習狀態進行了解，在了解其個性的同時，也應充分考慮其共性，從而對學生的內在需求、認知能力和所需的知識技能進行引導，跟上時代的步伐，充分將互聯網等具有時代性的技術運用到教學中，這也主要體現在課程資源部分。

教師的課前準備，主要是為學習者提供具有時代特色、趣味性、吸引力和創造力的資源，如制作具有生活氣息的案例和多種動畫功能的PPT，搜集及錄制的知識點視頻，晶體、礦物等知識點相關網頁鏈接等，并依托互聯網教學平臺，如雨課堂等，以實例分析、教學內容前期準備、PPT、題目引導、微視頻、線上互動溝通等立體多樣化的形式呈現，給學生以預習準備、疑難問題解答等步驟，為學生學習打破空間、時間的限制。

2.學生預習。學生可以通過“雨課堂”等互聯網教學平臺，根據“自主學習任務單”和其他相關平臺資源，完成教師提前布置的學習任務。在學生提前預習及學習過程中，可將側重點與疑、難點通過平臺進行反饋，可以與教師進行及時溝通及答疑。

學生完成自主學習任務后，可以通過平臺進行在線測試，并對疑難問題進行梳理，在此期間，學生通過互聯網教學平臺的留言板或其他聊天等工具，對疑難問題進行交互討論，也可利用平臺之外的新媒體進行互動交流，如QQ、微信等，在整個預習、學習過程中，學生的信息組織能力、信息加工能力、交互能力都能夠得到提升。

3.課堂反饋，疑難點鞏固。在課堂上，學生對學習情況進行反饋，教師對該課程的重點、疑點、難點等知識與同學們進行探討并予以解決。課堂設計主要是教師在了解學生平時學習情況的基礎上，與學生們進行面對面的溝通交流，進一步了解學習情況，對大部分同學掌握不牢或不理解的知識點進行剖析、講解，對個別同學的疑難點，以答疑的方式進行解決。對于部分同學不太掌握，但個別同學掌握很好的知識點，可以與同學們進行溝通，讓掌握好的同學上講臺進行詳細講解，這樣會加深同學們對某一知識點的印象。

在授課過程中，有針對性地進行輔導和指導。體現“以人為本”、“以學生為主體”的教育理念，增加學生與教師的參與度，信息交互、反饋與知識傳遞的量化度。在整個過程中，教師的角色由授課的執行者與組織者轉換為學生技能獲取的規劃者、引導者、學習過程中的問題傾聽者。教師站在學生的角度思考課程的開展與實施，實現教師、導師、學生、朋友等各種角色之間的轉變。在教學方法上，將以語言傳遞為主要手段的形式變為問題引導、師徒相長的模式，以視頻、動畫、討論、角色變換等多種方式呈現的方法，以互聯網教學平臺為載體，借助問題，組織學生進行團隊式教學。

4.教學效果測評。對教學效果驗證的有效方式即是對學生進行測評，測評階段也是教學過程的重要組成部分。測評實施過程，即通過考試使學生對所學知識及學習效果進行及時反饋，教師便可根據反饋情況及時對教學設計進行動態調整，使教學質量得以提高。

基于“互聯網+”背景下《結晶學與礦物學》課程的混合式教學評價體系，貫穿于整個學習過程的始終，具有主體不一、指標多樣、方式各異等特點。利用人工智能和數據挖掘等技術，依托互聯網教學平臺，對各種主體的參與情況、線上線下的活動開展情況、網絡資源的利用率等幾個方面進行大數據分析評價，使學生學習過程的參與度、滿意度、交互性得到提高，對學習效果、學習模式適應性、學習資源易用性、創新意識與創新能力提高、自主學習能力提高等各方面均可進行定量分析[6]。

四、結語

混合教學模式是“互聯網+”背景下的最佳教學形式，它在傳統面授教學的基礎上，引入在線平臺式教學，將“互聯網+”等優勢資源與傳統的課堂教學有機結合起來。針對《結晶學與礦物學》課程知識點多、抽象、實踐性強、邏輯連貫性強等課程特點，簡單運用傳統教學模式，枯燥乏味地灌輸知識點，學生難以理解與掌握，將嚴重影響學生對專業的了解以及對后續課程的興趣。

本文基于“互聯網+”的背景，在對《結晶學與礦物學》課程內容、特點以及傳統教學模式進行剖析的基礎上，對該課程基于“互聯網+”背景下的混合教學模式進行初步設計探討，從教師備課、學生預習、課堂反饋、疑難點鞏固及教學效果測評幾個方面進行設計，旨將《結晶學與礦物學》課程的教學適應社會的發展，充分利用資源，開拓學生學習視野，提高教學質量。本文僅對“互聯網+”背景下《結晶學與礦物學》課程的混合教學模式設計做了初步探討，但對混合教學模式的具體應用還將在實際教學過程中做進一步的實踐、探究及思考。

參考文獻：

[1]段蓉蓉，劉德玉，成亞玲，彭湘華.“互聯網+”背景下混合式教學模式與對策研究[J].湖南工業職業技術學院學報，2018，18（4）：133-136.

[2]趙珊茸.“結晶學及礦物學”MOOC+課堂混合教學模式探討[J].中國地質教育，2018，（1）：61-65.

[3]馮娟萍.“結晶學與礦物學”教學實踐及探索[J].陜西教育（高教版），2013，（09）：58-59.

[4]張妮.高校理工類課程開放式教學模式探討與實踐[J].教學實踐研究，2015，（5）：154-156.

[5]廖宗廷，周祖翼，趙娟.試論我國寶石學教育的現狀與發展對策[J].中國地質教育，1997，（04）：13-15.

[6]成亞玲，李俊成，謝丁峰.基于慕課的混合學習課程設計[J].中國教育信息化，2017，（12）：18-21.