基于网络平台开展多元化实验岩石力学教学新模式探索

雷武林 余岚 何姜毅 杨日丽

摘 要 文章以“实验岩石力学”本科生课程为例，分析了新形势下本科生的培养目标，探讨了该课程的教学现状及问题，提出了将教学内容划分为教材基本内容、前沿研究成果、工程项目案例、私人订制资源四大模块，探索了基于微信平台的“互联网+教学”新模式，形成了注重学生过程考核的1：2：3：4全程考核评价新体系，为本科生课程教学创造了良好的自主协同学习环境。“互联网+”教学改革的探索对于促进新时代本科生的教育發展、培养科研创新人才具有十分重要的意义。

关键词 教学模式；“互联网+”；本科生教育；模拟学术会议

中图分类号：G642                           文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.8.024

Exploration of a New Model for Diversified Experimental Rock Mechanics

Teaching Based on Network Platforms

LEI Wulin， YU Lan， HE Jiangyi， YANG Rili

（New Energy Engineering， Longdong University， Qingyang， Gansu 745000）

Abstract Taking the undergraduate course of "Experimental Rock Mechanics" as an example， this paper analyzes the training objectives of undergraduates under the new situation， discusses the teaching status and problems of this course， proposes to divide the teaching content into four modules： basic content of textbooks， cutting-edge research results， engineering project cases， and private customized resources， explores the new mode of "Internet plus teaching" based on WeChat platform， forms a new 1：2：3：4 whole process assessment system that focuses on student process assessment， and creates a good autonomous and collaborative learning environment for undergraduate course teaching.The exploration of "Internet plus" teaching reform is of great significance for promoting the educational development of undergraduates in the new era and cultivating innovative talents in scientific research.

Keywords teaching model; "Internet +"; postgraduate education; simulated academic conference

实验岩石力学是一门涉及多学科门类的实验科学，被广泛应用于工程地质、矿业工程、铁路交通、水利水电、地下建筑及国防工程等领域[1]，能较好地解决岩土工程领域中的各种问题，是一门理论性与实践性都非常强的专业基础课程[2]。课程开设对象是岩土类相关专业的本科生，目的是指导学生掌握物理模型试验的基本原理、方法、设计及实践动手能力，最终目标是为我国岩石力学相关领域培养具备科研与创新能力的高素质综合型人才。

本科生培养的质量直接影响行业发展和产业升级转型[3]。网络环境下传统的高校课程教育模式已经难以吸引本科生课堂学习的兴趣，也难以满足新时代下本科生培养的目标。当前，“互联网+”成为高等院校教育教学改革的巨大推力，给高校教学改革带来了新的机遇和挑战[4]，各大高校都相继对“互联网+教育”新模式进行了尝试。牟晖[5]研究了网络环境下本科生主体自主性、个性化、交互式学习需求和网络化生存特征，提出基于网络环境的“导学―自学―互学―助学”人才培养模式，构建了网络环境下的启发式教育、探究式教育、讨论式教育和参与式教育四个教育平台。谢冉[6]提出，在基础护理学实验教学中将EBN教学法与网络相结合，利用网络教学的可移动性、参与性和共享性等特点，有效提高了学生的学习兴趣，促进其自主学习能力与评判性思维能力的培养，为医学院校提供一种新的教学模式。李海[7]将“互联网+”的教育理念应用于电路板设计实验课程，通过录制微视频发布在网络平台上，让学生在课外时间进行在线学习，采用生生、师生互动等模式，有效避免了课时不足、课程内容陈旧等弊端。王晓菲[8]将课堂教学与慕课理念下的“互联网+”有机结合，有效拓展了教学时空，学生充分利用课外的碎片化时间开展学习和实践。庞璐[9]开发了一套“土木建筑制图”多媒体网络课程，使学生通过动画仿真模拟得到相关知识的辅导和练习。

实验岩石力学课程教学组积极顺应“互联网+教育”的趋势，努力探索新的教学方法和教学模式，在分析课程教学现状及问题的基础上，提出在课堂中引入微信互动教学和基于微信平台的模拟学术会议两种教学模式，将传统教学变为课前学生在线自主学习、课中教师内化学生问题、课后师生在线自由交流和共享教学资源的互动教学新模式，并利用网络教学的可移动性和参与性大大提高了模拟学术会议的教学效果，提高了学生的学习兴趣，促进其自主学习能力与评判性思维能力的培养，为工科课程教学提供了一种新的教学模式。

1  基于“互联网+”改革教学内容

教学改革是我国高等教育的永恒话题，在当前“互联网+教育”的大背景下，如何提高教学质量，如何培养工程创新型人才都是亟待研究的新课题[10]。课程组对实验岩石力学课程教学评价的结果进行汇总分析发现，90%以上的学生对课程内容都产生了浓厚的兴趣，并认为该课程可为其本科阶段的科研工作打下坚实的理论基础。但部分学生认为该课程内容多、课时量少、知识容量大、概念复杂抽象、相似定理晦涩难懂，传统课堂讲授难以引起他们的学习兴趣和主动思考，不能有效培养其创新思维和研究能力。

在“互联网+”探究型实验教学背景下，原有教学模式需要进行调整，教学内容需要进行改革，不再以实验教学为主，应更侧重于学生科研思维能力的培养。通过对该门课程教学目标及教学内容的深入研究，结合“互联网+教育”的平台，本着有利于学生养成科学态度、发展科研能力、掌握研究方法等原则，将实验岩石力学课程内容进行系统化改革，并划分为以下四大模块。

1.1  教材基本内容

陇东学院新能源学院80%的本科生在校阶段都需开展物理模型试验，所以必须学习并掌握该方法的基本原理。教材主要内容有物理模型试验的定义和分类、相似三大定理、模拟试验相似条件、相似材料选取的原则与种类、相似配比的计算、相互关系及其设计、模型制作的流程及方法、模型开挖的注意事项，应力、应变、位移等量的监测设备与手段，试验数据分析与处理方法，模型试验报告撰写等。学生只有很好地理解这些理论知识，才能更好地掌握物理模型试验的设计和方法。

1.2  前沿研究成果

本科生教学中必须融入最新、最前沿的科研信息和热点方向，这样才能保证教学内容处于“新”与“活”的状态中，从而引发学生的学习热情和关注，开阔其学术眼界，培养出社会所需的与时俱进型人才。在实际教学当中，教师应从学术报告、学术会议、科研项目、中国知网、国家基金委员会网站、国家知识产权网等平台获取岩石力学相关的高新技术、新理论、热点和前沿问题等及时添加到教学内容中，包括新型监测方法，如声发射、数字散斑、光纤传感、地质雷达、微震、核磁共振等；固液气三相耦合的物理模型试验、大型三维立体模型试验、大型风洞实验、新环境下的模型试验等最新试验成果，深部力学问题、流态化开采、智慧矿山、无人开采、精准开采等热点问题，以便学生能及时掌握当前学科前沿方向，更新其知识储备，进而不断激发学生的求知欲望。

1.3  工程项目案例

课堂中应以互联网为基础平台强化案例教学，突出内容的实用性，可将教师的科研项目、科研成果与教学内容紧密结合，将学生视为项目团队中的一员，通过课堂讨论的方式进行项目实施；另外，教师可根据学生的研究方向，拟定几个研究课题，并将学生分组成立项目团队，分别完成各自的物理模型试验设计。通过这种方法可建立起学生个人参与的心理倾向，激发学生积极的学习心态及责任感，让学生充分理解课堂上所讲授的理论知识是如何在实际工程实践问题中运用的，这样既培养了学生的科学思维和創新能力，又锻炼了学生的工程设计能力，更防止了课堂教学中理论教学和工程实践的脱节，极大提高了学生的综合能力和科研素质。

1.4  私人定制资源

“定制”真正体现了“以学为主”的教学思路，改变了单纯教师讲授的方式，鼓励学生主动探索和自主选择。①教师要求每位学生课下精读一篇采用物理模型试验方法研究的科技论文，论文研究内容和方向可以依自己的兴趣自我选定，并制作成PPT课件在课堂上进行汇报，师生一起进行交流讨论；②在实验岩石力学课程微信群中，学生可通过网络查阅大量文献，选择自己感兴趣的科研方向和前沿信息，课前分享于微信群中。教师选择一些大家较关心的课题在课堂上与学生交流学习，进而实现课堂“翻转”，让学生成为授课的主体，这样不仅可增强学生在课下学习的主动性，还提高了课堂教学中学生的参与度。

2  基于“互联网+”丰富教学模式

在“互联网+”背景下，高校的课堂教学已然发生了翻天覆地的变化，如学习环境多元化、学习方式碎片化、学习个体差异化、教育培养个性化等。课程组在研究传统理论教学、过程教学、对抗教学、情景教学、研讨式教学、案例教学、专题讨论等方法的基础上，充分利用各种网络资源与平台，提出了在课堂中引入微信互动教学和基于微信平台的模拟学术会议两种教学模式，将学生自主学习与课堂教学有机融合，相互补充，更好地实现了教与学的多元化互动，使教师的主导作用和学生的主体作用得到充分发挥。

2.1 微信互动教学

微信对于当代大学生的影响不言而喻，人人有微信，人人刷微信。学生既然喜欢玩微信，为何不充分利用微信公众网络资源平台呢？学生上课喜欢玩手机，为何不让手机变成学生的学习工具呢？鉴于以上两点，课程组提出将微信平台与传统教学方式有效结合，在实验岩石力学课程中引入微信互动教学。微信互动教学是指建立微信虚拟班级，以微信平台作为教学辅助工具，设置科学微话题，组织学生进行学习和讨论，进而教师点评的一种新型互动教学形式[11]。微信互动教学模式在课程中的具体实施如下：

①组织建立实验岩石力学授课班级的微信群，安排专人对微信群进行管理。

②课堂考勤：通过扫二维码的方式替代费时费力的传统学生点名方式。

③课前知识预习：在每一节课之前，教师可以将本节课详细的教学大纲分享在微信群中，并梳理出本节课程的重点难点内容。同时可设置若干问题，以便学生课下自主预习和相互探讨，进而发挥学生课下学习的自主性与积极性。

④课中内化问题：教师对微信群中学生提出的问题进行归纳总结，找出共性问题，以课堂讨论的形式将问题在课中消化。

⑤课后学习交流：教师可按照自己的想法随时在群里发布教学任务或者作业题，学生也可随时向教师提出自己的疑问，教师通过查询留言，进行一对一的答疑解惑。

⑥共享教学资源：师生之间建立实时交流和共享平台，通过二维码、公众号、推送等功能，实现学习资源的快速分享，将网络上相关的教学资源整合到一起。

2.2 基于微信平台的模拟学术会议

本科生教育主要是培养学生的科研创新能力，科研创新能力主要分为发现问题能力、查阅文献能力、总结归纳能力、实验设计能力、组织实施能力、科研表达能力等[12]。在校期间，学生负责科研项目实施和参加国内外学术会议汇报是培养其科研能力最有效的途径之一，但由于学生人数众多、经费问题等，不是每一个人都有负责项目实施和参会汇报的机会。为了更好地培养出高质量本科生，课程组在实验岩石力学课堂中根据课程内容适度开展了模拟学术会议教学模式，以期有效锻炼学生的科研创新能力。

模拟学术会议是在本课程理论教学结束以后开展的，学生通过前期的理论学习，已基本掌握物理模型试验的相似定理、设计和方法。然后学生围绕物理模型试验这一主题，选择自己感兴趣的方向，如采矿、土木、地质、隧道、水利、边坡、公路桥梁、航天航空等各个领域，然后在其中选择一篇采用物理模型试验方法研究的科技论文，结合参考文献和相关论文，仔细研读并制作成PPT，在课堂上进行模拟学术汇报。

传统的模拟学术会议，学生一般对于汇报内容是不清楚的，而在短短的十分钟内，学生很难听懂消化汇报人的汇报内容，并提出具有一定深入见解的问题。再者由于课堂时间有限，学生交流的时间也较短，对于一些具有争议或者难懂的问题很难进行深入探讨，并且课堂结束以后学生很难有机会和渠道再做进一步交流，部分重点、难点问题会被永久搁置，未能达到预计成效，大大降低了模拟学术会议的效果。

鉴于以上问题，本次模拟学术会议引入了微信网络资源平台，以期达到更好的效果。具体操作流程如下：

①建立模拟学术会议微信群，课前汇报者将其制作的汇报PPT及文献共享到群里，所有学生必须在课前将共享的汇报内容浏览完毕，并可直接在微信群中提出自己的见解和问题；②每次会议前安排一位本科生担任本次会议的主持人，提前做好会议筹备工作。会议开始后先由学生进行5―10分钟的汇报，并对微信群中提出的问题进行解答，然后由主持人组织开展课堂提问与交流，最后任课教师进行统一点评；③主持人对本次汇报做一个总结，并结合汇报的内容和情况，对下次匯报提出进一步要求，比如论文研究方向、期刊质量、PPT制作格式、汇报人表述方式、鼓励英文文献等建议和要求，统一发布到微信群中，力争提高下一次模拟学术会议的质量；④会议结束后，若部分学生仍有疑惑，可通过微信留言向教师进行咨询，教师可一对一答疑解惑。教师也可就学生汇报内容中的某些共性问题和感兴趣的研究方向在微信群中进行统一答疑解惑，或者推送一些高水平文献或学术报告，增强学生课下自主学习的兴趣。

这种教学模式充分利用了学生课前知识储备的过程，提高了课堂中学术交流的效果，增加了课后师生交流的途径，营造了良好的学术氛围，调动了学生学习的主观能动性，使学生成为教学的主体，使其更好地吸收和消化所学的科学知识，对提高培养学生的科研创新能力具有很强的实用性。

3  考核评价体系改革

教学考核既是评价和检查学生学习效果的重要手段，又是提高学生学习积极性的有效方法，还有助于教师检验课程教学的效果[13]。本次考核体系的基本原则是“注重过程考核，全面评价学生”，评价方法由传统“一考定音”的终结性考核转向课堂教学与课下自主学习相结合、形成性评价和终结性评价相结合的全程评价体系。为了客观公正地评价学生的综合能力，本次课程考核采取1∶2∶3∶4模式。考核学生的学习态度，课堂出勤率占10%；考核学生的学习热情和积极性，理论课堂回答问题的次数和质量，再结合班级微信讨论群中个人活跃指标，综合考量占比20%；考核学生的科研创新能力，根据模拟学术会议汇报质量、回答环节、是否主持、提问次数及问题的深入性综合考核，占比30%；考核学生对课程知识的掌握程度，课程期末考试占比40%。本次考核体系以“重平时、重过程、重创新、重态度”为指导思想，采用开放性、多样化的考核方式，力争多方面评价学生的综合素质和创新能力。

4  结论

飞速发展的网络已渗透到本科生学习、生活的方方面面，并对本科生课堂教学模式提出了新的挑战。本文针对“实验岩石力学”课程进行了深入研究和大胆尝试，充分将互联网平台与传统教学有效融合，从教学内容、教学方法和手段、考核评价体系上进行了一系列改革和创新，建立了课内课外、线上线下、多元化教学、过程监控的自主协同学习模式，起到了很好的教学改革示范作用，对其他专业基础课利用网络技术和资源开展有效教学具有较好的推动作用。

基金项目：国家自然科学基金地区科学基金资助项目（52264007）；陇原青年创新创业人才（团队）项目（2023LQTD15）；陇东学院课程思政示范课程建设项目；企业横向项目（HXZK2344）。

参考文献

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