疫情背景下研究生专业课程在线教学的探索与实践

——以综合地球物理方法及应用课程为例

        乐友喜   

中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东，青岛，266580

[摘  要]为应对新冠肺炎疫情对研究生正常教学的影响，各高校启动了在线教学方式，在线教学作为疫情时期的特殊教学方式，保证了高校教学工作的正常进行。本文以研究生专业课程《综合地球物理方法及应用》的在线教学为例，针对本课程的特点，开展了疫情背景下的在线教学探索与实践，分析了在线教学过程中存在的问题，通过储层地球物理资料解释教学案例库建设、线上课堂授课方式改革、课程考核评价体系建立等措施，改进了教学模式和教学方法，提升了教学效果。

[关键词]在线教学；教学模式；新冠肺炎疫情；综合地球物理；教学平台

[基金项目] 2019年， 山东省教育厅课题“典型储层地球物理资料解释案例库建设”（ SDYAL18021）。

[作者简介] 乐友喜，（1966-），男，江苏盐城市人，中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，教授，博士，主要从事地球物理勘探专业的教学与研究工作。

[中图分类号]  G643    [文献标识码] A    

2020年初突如其来的新冠肺炎疫情，影响了正常的研究生教学工作，根据“停课不停学”的指导思想^[1-2]，各高校纷纷制定在线教学方案，广大教师积极搭建线上课程，确保如期开课。本文基于疫情防控期间《综合地球物理方法及应用》专业课程的在线教学实施情况，从在线课程建设、直播平台选用、教学过程设计等方面，对特殊时期研究生在线教学实践进行了总结和思考。

一、课程特点

《综合地球物理方法及应用》是为地质资源与地质工程、矿产普查与勘探、地质工程、地球物理学等专业的硕士研究生所开设的必修课或选修课，专业性强，特色鲜明，其目标是通过本课程的系统学习，使学生了解地球物理勘探的基本理论，掌握地球物理资料综合应用的基本方法和相关技术，学会使用各种地球物理勘探方法、技术以及相关的各项地球物理资料进行综合研究和分析的方法，为解决油气田勘探的各项地质任务而打下坚实的专业基础。

1、数理分析是基础

本课程重点讲授地球物理资料的综合分析和处理方法，其中涉及数学、信号分析、计算机应用等多学科新兴的分析问题和解决问题的思路和算法，因此对学生的逻辑思维能力、数理分析能力要求较高，需要将油气田勘探过程中的地质问题进行数学抽象，通过严谨的数学推导，多种分析方法的综合应用，解释地质现象并分析可能的结果。

2、实践性强

本课程是一门实践性很强的专业基础课，对地质工程专业来说，特别是油气田勘探工程和油气田开发地质两个方向的学生，“填鸭式”教学方式是不适合的，需要科学的实验与实践教学设计来提高学生的参与度和能动性，因此，将科研生产中典型案例引入课堂，会大大激发学生的学习兴趣，实现教学方法的创新。

3、能力培养是目标

本课程紧密围绕油气田勘探所要解决的地质任务，结合大量的应用实例介绍地球物理勘探方法和技术的综合研究思路和分析方法。课程教学目标是：通过本课程的学习，学生能够将地质、地震、测井、油藏工程和计算机等多学科知识融汇贯通，学会对不同类型和不同勘探开发阶段的油气藏进行地球物理综合研究及评价，加强对学生分析问题和解决问题能力的培养，提高学生的综合研究素质。

二、在线教学探索与实践

面对教学方式的变化，积极探索适合线上教学的教学模式^[3-5]，对课前准备、课堂授课、课后辅导和考核评价进行了精心设计，调动了学生的主动性和创造性，增强了课堂吸引力。

1、课前准备

为了保证在线教学的顺利开展，课前准备工作尤显重要。课程开始前应建立课程QQ群，及时与学生交流沟通，选择合适的教学平台并进行测试。同时需要准备备用的授课平台。本课程的教学平台主要选用雨课堂，备用平台有QQ 直播和腾讯课堂等。依托雨课堂，课前制作方便手机和电脑阅读的预习课件。课件内容包括教学内容以及重点、难点的章节预告和相关的多媒体资源。

课前，教师通过雨课堂“查看课件”来了解学生的预习情况。雨课堂可提供查看课件的完成情况，包括已完成、已查看和未查看等，同时还可以提供每一位学生预习的进度、观看时长等量化信息。这些数据有利于教师授课前掌握学生的预习进度、学习时间，同时，教师可根据学生在课前预习中出现较多的问题，作为授课过程中的主题进行重点讲解。

2、教学案例库建设

由于我国储层类型多、地质问题复杂，目前国内外尚没有类似的能够直接加以利用的案例库，因此在本课程的教学过程中，开展了案例库配套教学网站的建设，立足于将最新的科研进展引入到课堂，有国内外研究现状的掌握，有典型储层解释方法的把控和老师研究的心路历程，可为研究生开展科学研究做一个很好的铺垫。

利用已研究或正在研究的科技攻关项目，建成了13种典型储层的案例库：（1）具有完备的案例教学多媒体和文字报告；（2）具有可供学生分析、处理的三维地震数据体、测井数据、地质分层数据；（3）可实现用地震解释工作站进行交互实景上机操作；（4）建设案例库配套教学网站。案例库涉及的内容有：（1）科学前沿方法研究及理论模型测试分析；（2）涵盖13种典型储层的成功案例解剖；（3）不成功案例的解读。

3、线上课堂授课

（1）授课方式

由于受上课高峰时段网络拥堵的影响，选用“雨课堂 + 腾讯课堂或QQ 直播”的授课模式。进入雨课堂的学生可同时接收到教师的授课语音和视频，并可以在课后重复播放^[6]。课堂中需要讨论的问题通过发送“弹幕”与学生进行互动，教师可随时查看学生的弹幕内容，并选择是否投屏分享。需要指定学生回答问题时可以通过“随机点名”等方式进行。学生的回答可以是文字、图片或小视频。课后，教师在雨课堂中可以查看学生的互动情况，了解课堂上的表现。

（2）优化授课内容

在线授课通过语音或者视频进行，教师缺乏与学生之间的面对面交流，在教学管理、课堂效果、学生反馈等方面与线下课堂教学存在较大差异^[7-8]。为了更好地开展线上教学活动，在授课过程中将原本按课时划分修改为按知识点划分，即把90分钟的教学时间分割成若干小段进行。例如在讲授储层横向预测方法时按按知识点划分成四小段“25 + 20 + 30 + 15”进行，每一段均具有独立的教学内容和要点，分别为“储层横向预测的可行性分析”、“储层横向预测的条件分析”、“储层横向预测方法”、“课堂讨论和课堂作业”，增加了师生交流互动环节。在讲授过程中，可与学生视频、语音连线，了解学生对知识点的掌握情况。讲完之后，可以在雨课堂、腾讯课堂中将之前预设的测试、提问等互动单元推出，了解学生学习效果。之后根据测试结果数据分析，进入直播课堂，对存在问题较多的知识点再进行深层次的讲解。

4．常态翻转课堂到在线混合翻转

把教学目标分层完成，对于知识、理解、运用类的知识点在课前通过教学平台发放学习任务，观看微课视频，完成导学小测试掌握基础内容；需要分析、评价、创造类的知识点可通过教师直播讲解、协作研讨、师生释疑，从而提升认知、解决重难点。

把异步教学与同步教学相结合，实现在线混合翻转，常态翻转课堂只是线上导学，在线混合翻转课堂把异步导学与在线直播同步助学相融合，更加提升学生的综合能力^[9]。

5、课后辅导

课后的辅导通过发放课后作业、测试题、和相关的微课等方式进行。学生对授课中未听清或有疑问的地方，可以在雨课堂的“直播回放”中重新学习。对于个别学生存在的疑问，可通过点对点的视频、语音连线，及时答疑解惑。

6、课程考核评价

线上教学赋予了学生更多的主动权，学生课前预习效果及课堂参与程度是教学得以有效实施的前提和保证；客观、公正、全面的考核评价能激发学生参与教学互动的积极性，因此考核评价体系需具有较好的信度和效度。

传统的考核方式大多数是纸质的笔试考核或是面对面的考察。结合本次在线教学的特点，对课程考核评价方式进行了改革探索：

①加大过程化考核比例：通过雨课堂、腾讯课堂或QQ直播等教学平台以及点对点视频、语音连线，根据学生观看视频的时长、课程的点击率、提交的课上课下测试练习、课堂讨论发言等在线学习的行为和痕迹，作为过程化考核评价的重要参考依据。

②打破现有考核方式和成绩评定方式，按照课程性质确定灵活的考核方式，在课程学习过程中设计了三道综合作业题，学生通过查阅文献，选用指定方法的基本原理，完成相关计算公式的推导和程序的编写，设计模型数据对算法效果进行测试和检验，分析应用效果，并提交完整的文字报告。

③利用已经建成的13种典型储层的案例库，学生自行选择一至二种典型案例，结合课堂上讲解的方法原理，对提供的各种数据进行处理和分析，最终通过上机操作得到相应的成果图件果，分析案例成功或失败的原因，形成自己的认识和结论，并提交完整的文字报告。

打破现有考核方式和成绩评定方式，按照课程性质确定灵活的考核方式，在课程学习过程中设计了三道综合作业题，学生通过查阅文献，选用指定方法的基本原理，完成相关计算公式的推导和程序的编写，设计模型数据对算法效果进行测试和检验，分析应用效果，并提交完整的文字报告。

三、在线教学过程中存在的问题及其改进措施

此次因疫情而全面推行的线上教学，保证了高校研究生教学工作的顺利开展。但在此过程中也存在不少问题，主要包括教学资源不充足、设备硬件不完善、配套平台软件不流畅、教学管理难以监督、学生学习积极性逐渐下降等方面。

1、教学资源问题

（1）线上教学资源不足。目前，网络上大部分在线资源都是一些通识类的课程，专业核心课程并不多，尤其是对于地球物理这类小众学科，线上专业课程资源更显不足；另外，由于在线课程资源的课时固定，而不同高校的专业培养方案有所不同，授课教师需根据本校的教学要求对相应的在线课程资源做出调整。

（2）学生无教材，可供选用的电子参考资料缺乏。在常规课堂、线下面对面教学时，学生都能拥有一套教材，每个知识点都配备相应的实践题目，并且题目逻辑思路相互连贯，学生在实践中复习巩固课堂知识点。疫情期间，学生无法购买配套教材，教学过程中，学生可在网络上搜集到的电子参考资源有限。

针对教学资源存在的，改进的措施主要有：（1）课前自行制作资源，包括各单元知识点的文本、PPT、动画、视频、图片等；（2查找和利用各高校建设的线上课程资源；（3）各种电子参考资料；（4）建成了典型储层的案例库。

2、设备硬件问题

在线教学的开展主要涉及到教师、学生和教学平台3个主体。对学生而言，对学生而言，由于地域分布范围广，各自的家庭条件差异大，部分学生存在缺少电脑、手机内存不足、网速慢、流量费用高等现实问题，学生端设备和网络配置成为制约在线教学效果的重要因素。

因此，在教学过程中，通过教学平台将讲课视频自动录制、保存，在线课堂结束后及时上传到QQ群，学生可以根据自己的时间安排，自行学习和观看，有问题时及时在QQ等交流平台及时解答。

3、软件平台问题

（1）网络在线教学不流畅，影响教学效果。在线教学过程中容易产生网络拥堵、平台卡顿、用户登录异常、界面崩溃、作业无法提交、在线讨论无法进行等各种问题，这些问题直接影响到线上教学效果。

（2）由于不同教学平台涵盖的教学资源不同，可供选择的自由度大，平台切换过多，在一定程度上给学生带来了困扰，学习的专注力被分散，学习效果受到一定的影响。

针对这一问题，解决的方法主要有：（1）教师准备多个在线教学预案，如录播、PPT讲解、语音等。（2）课前将学习资料上传到相应的教学平台，学生可以提前下载相关资料。（3）交替开展教学内容和教学活动，并安排在线测试、小组讨论、课堂提问等，吸引学生的注意力。

4、教学效果难以保证

相较于传统线下教学，线上教学更能反映和暴露学生的自我约束能力和自主学习能力，如果教师设计的教学方式不能激发学生的学习兴趣，再加上在线教学长时间使用电子设备，容易引起视觉疲劳，学生上课参与讨论的积极性不高，随着在线课程的增加，线上活动频繁，学生的消极情绪逐渐显现，加上部分学生的自我约束能力不够，学习积极性逐渐下降，从而影响到线上教学效果。

针对这一难题，解决的方法主要有：（1）教师通过平台所提供的在线学习人数、交流互动和讨论数据，及时掌握学生的学习情况。（2）通过对学生课堂测试、课后作业完成情况、课下一对一交流讨论情况，及时检查学生的学习效果。（3）采用多种多样的评价方式，调动学生自主学习的积极性。

四、结束语

虽然此次疫情对高校的研究生正常教学造成了一定影响，但却极大地推动了在线教学的进程，保证了教学工作的顺利开展。建立科学、高效的在线课程运行模式是高校教育改革发展的的研究重点。在线教学模式对高校的管理方式、教师的组织方式以及学生的学习方式都提出了更高的要求。

[参考文献]

[1] 张玲. 疫情防控背景下高校“停课不停学”在线教学实践探索[J]．大学教育，2020年9月: 190-193.

[2]焦建利，周晓清，陈泽璇. 疫情防控背景下“停课不停学”在线教学案例研究[J].中国电化教育，2020（3）：106-113.

[3] 王东晖，旷乐．传统课程教学模式与在线教学模式的有机对比研究[J]．计算机产品与流通，2020（8）：189．

[4] 朱海波. 新型冠状病毒肺炎疫情防控期间在线教学的实践与思考[J]．陕西教育（高教），2020-7: 50-51.

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[6] 王佳颖. 雨课堂下在线教学创新模式的探讨与实践[J]．科教论坛，2020年9月: 43-44.

[7] 杨海军，张惠萍，程鹏．新冠肺炎疫情期间高校在线教学探析[J]．中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2020（4）：194-196．

[8] 何小蕾，莫名月，朱裕林，等．基于新冠肺炎疫情下的高校在线教学实践探索[J]．科技视界，2020（16）：14-16．

[9] 黄超，王平，李科林. 疫情防控背景下混合式在线教学模式探索与挑战[J]．教育教学论坛，2020（25）: 339-340.