根據(jù)學(xué)?!侗6ɡ砉W(xué)院教學(xué)系統(tǒng)培訓(xùn)計劃》文件要求,結(jié)合我院實際情況,為持續(xù)推進(jìn)教師教學(xué)能力和信息技術(shù)素養(yǎng)的提升,保證教學(xué)質(zhì)量不斷線,地科學(xué)院按照月初制定的教學(xué)培訓(xùn)方案進(jìn)行了各項培訓(xùn)。2020年6月17日,地科學(xué)院地質(zhì)、土管、寶石、化學(xué)、測繪等教研室以《實踐課程線上線下混合教學(xué)模式專題研討》為主題分別組織了各專業(yè)教師進(jìn)行了專題討論。
本次專業(yè)討論圍繞主題,主要從開展實踐課程線上線下混合教學(xué)的目的與意義、實踐課程線上平臺的選擇、線上實踐課程建設(shè)內(nèi)容初探以及存在的問題四個方面來進(jìn)行。
會上,土管教研室提出現(xiàn)如今應(yīng)該加強(qiáng)實踐課程線上線下混合教學(xué)的探索,隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,教育也在發(fā)生著深刻的變化,以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的各種知識學(xué)習(xí)逐漸成為了新的日常教學(xué)手段。傳統(tǒng)實踐教學(xué)存在著一定局限性,例如實驗器材昂貴,損耗量大;實驗設(shè)備數(shù)量較少,學(xué)生實驗操作動手機(jī)會少,不容易掌握儀器操作過程;教師工作量大,指導(dǎo)學(xué)生實驗步驟繁瑣;教學(xué)方式單一,學(xué)生積極性差;實驗場地不足,不能較好的開展實驗項目等。結(jié)合虛擬仿真技術(shù)建立虛擬實驗教學(xué)平臺或者使用網(wǎng)上已有的虛擬仿真教學(xué)平臺,可以彌補(bǔ)上述不足,以提高學(xué)生主動思考和動手能力。
目前虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)較廣泛應(yīng)用于高校實驗教學(xué)中,虛擬仿真技術(shù)在實驗項目中的應(yīng)用有著不可比擬的優(yōu)勢,它可以有效地幫助高校完成真實實驗難以完成的教學(xué)功能,解決由于實驗投入成本高、實驗環(huán)境復(fù)雜高危、重復(fù)實驗難度大等因素而限制了對學(xué)生實驗實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)等問題。
接著地質(zhì)教研室和測繪教研室分別結(jié)合自己相關(guān)專業(yè)提出了建議選擇的實踐課程線上平臺以及分析了可行性:
具體分析如下:
1.西南石油大學(xué)“地學(xué)信息探測與綜合應(yīng)用”虛擬仿真實驗教學(xué)中心(https: //www.swpu.edu.cn/dkyxnsys /jxzyjjs/ xnfzsy jxtx.htm),經(jīng)過教研室老師討論,我??沙浞掷迷撝行难邪l(fā)的基礎(chǔ)地質(zhì)虛擬仿真實驗平臺、構(gòu)造地質(zhì)虛擬仿真實驗平臺、巖石物理及巖石力學(xué)虛擬仿真實驗平臺等教學(xué)資源,針對地質(zhì)學(xué)、資源勘查工程、寶石材料與工藝專業(yè)的晶體光學(xué)、晶體光學(xué)與巖石學(xué)、應(yīng)用地球物理、勘查地球物理等課程。該平臺與我校課程設(shè)置相近,可重視考慮研究。
2.成都理工大學(xué)地質(zhì)與巖土工程國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心 (http://www.dzfz.cdut.edu.cn/channel.jsp? urltype=tree.TreeTempUrl&wbtreeid=1154)
成都理工大學(xué)地質(zhì)與巖土工程虛擬仿真實驗教學(xué)中心包括基于模擬的物理仿真教學(xué)、基于模擬的數(shù)值仿真教學(xué)、虛擬儀器實驗教學(xué)等。該“虛擬實驗共享的網(wǎng)絡(luò)信息管理”系統(tǒng)支持實驗項目動態(tài)更新和在線互動教學(xué),對虛擬實驗資源共享實施高效管理。實現(xiàn)了虛擬儀器遠(yuǎn)程實驗。針對現(xiàn)代高性能儀器實驗復(fù)雜、耗時長等問題,為培養(yǎng)本科生獲取巖土參數(shù)綜合實踐能力,建成巖土力學(xué)與工程力學(xué)虛擬實驗室;針對地質(zhì)鉆掘真實平臺難以開展,并且具有高危險性的特點(diǎn),為培養(yǎng)本科學(xué)生地質(zhì)鉆探等實踐能力,建設(shè)地質(zhì)鉆探虛擬實驗室;針對大型工程巖土問題、地質(zhì)災(zāi)害過程難以再現(xiàn)等特點(diǎn),為培養(yǎng)本科學(xué)生綜合實踐和創(chuàng)新能力,建成基于模擬的物理仿真和數(shù)值仿真實驗室。
該平臺操作和使用是通過VR頭盔來實現(xiàn)的。例如虛擬仿真實驗操作:通過VR佩戴頭戴顯示設(shè)備進(jìn)行沉浸式的崩塌滑坡體驗教學(xué)。
使用該平臺可行性分析:該平臺現(xiàn)有資源都是錄制的視頻,對我我校教學(xué)來說,我??山柚萍紝W(xué)院的VR頭盔,去了解該平臺資源是否適用于我校教學(xué)。
3.科明365VR教學(xué)云平臺(http://www.keming365.com)
該平臺資源涵蓋數(shù)十個專業(yè),分為VR課堂教學(xué)資源及虛擬仿真實驗教學(xué)資源,VR平臺中,教師及學(xué)生可以在各課程的欄目中下載VR教學(xué)資源的教學(xué)PPT,只要用戶終端(電腦、手機(jī)等)處于上網(wǎng)狀態(tài),即可在教學(xué)過程中使用這些VR資源,任意縮放、交互操作,讓抽象的理論知識立體化、形象化、直觀化,充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和思維能力;虛擬仿真平臺可以讓學(xué)生在線學(xué)習(xí)理論和實操知識,虛擬交互練習(xí),知識考核,虛實結(jié)合,輔助教學(xué),不受時間、空間、成本等因素的影響,無限期的使用所開發(fā)虛擬仿真實驗教學(xué)資源。
通過該平臺,學(xué)生可以完全根據(jù)老師布置的實驗任務(wù),按照設(shè)置好的實驗操作步驟,在平臺上進(jìn)行實驗,實時得出測量數(shù)據(jù),并且能夠記錄在相應(yīng)的數(shù)據(jù)手簿中,完成操作。
寶石教研室針對實踐教學(xué)的線上課程建設(shè)過程提出了幾點(diǎn)建議:
1.教學(xué)目標(biāo):主要包括教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用、教學(xué)方法設(shè)計和教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)相符性。
2.教學(xué)條件:包括實驗室對虛擬仿真實驗的支撐性、實驗計劃安排情況、實驗室準(zhǔn)備情況等。
3.教學(xué)過程:包括仿真教學(xué)理論基礎(chǔ)、仿真教學(xué)實驗操作情況、學(xué)生實驗過程中遇到的問題情況、仿真 軟件問題互動反饋情況等。
4.教學(xué)效果:包括虛擬仿真軟件使用情況、實驗結(jié)果的可獲得性、實驗創(chuàng)新性、虛擬仿真結(jié)果與教學(xué)目標(biāo)的相符性、實驗報告完成情況等。
最后,各教研室分別針對實踐教學(xué)線上授課過程中可能出現(xiàn)的問題,提出了自己的見解:
1.虛擬仿真教學(xué)軟硬件要求較高
開展虛擬仿真教學(xué)需要有相關(guān)的教學(xué)平臺,部分教學(xué)平臺免費(fèi)使用,可以讓學(xué)生和老師更好的了解相關(guān)實踐操作過程,但是有的教學(xué)平臺內(nèi)容不適合自己學(xué)校的學(xué)生,需要建設(shè)一套與自己的虛擬仿真教學(xué)平臺和系統(tǒng)。對于傳統(tǒng)教學(xué),虛擬仿真教學(xué)平臺在軟件和硬件方面,初期的建設(shè)費(fèi)用都較高,而且不同的專業(yè)和課程對平臺的要求都不一樣,這就需要建立多套差異化系統(tǒng)。
2.教師的主導(dǎo)型弱化
和傳統(tǒng)的實踐教學(xué)相比,虛擬仿真教學(xué)即使沒有教師參與也能夠進(jìn)行教學(xué)活動,學(xué)生可以根據(jù)給出的實驗操作步驟自己操作完成實驗,這就會讓老師缺少教學(xué)活動的積極主動性,出現(xiàn)對學(xué)生實踐過程監(jiān)督管理不到位的情況,導(dǎo)致教師主導(dǎo)性弱化。
3.學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)可能偏離
和傳統(tǒng)教學(xué)比較,虛擬仿真教學(xué)活動雖然讓學(xué)生的主動性和自主性大大提高,但是部分學(xué)生自制力較差,在自主學(xué)習(xí)過程中缺乏目的性,比較隨意,也降低了真實的動手實踐能力,不能夠很好的達(dá)到理論和實踐的教學(xué)目標(biāo)。
4.線上平臺的實驗專業(yè)性強(qiáng),基礎(chǔ)性實驗少
以化學(xué)實驗課程為例,網(wǎng)上平臺的化學(xué)類虛擬仿真實驗很多,但大多數(shù)專業(yè)性太強(qiáng),缺少基礎(chǔ)性實驗操作的平臺,目前只能找出4個與基礎(chǔ)操作相關(guān)的實驗,其中還有兩個實驗難度較高,不適合大范圍推廣使用。