網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)輔助地下空間工程實驗教學模式轉(zhuǎn)變的研究

張彥 張建新 劉舉

摘要：根據(jù)當前地下空間工程專業(yè)實驗教學模式的特點，通過分析網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的特點和應(yīng)用優(yōu)勢，提出網(wǎng)絡(luò)信息覆蓋環(huán)境下的新型實驗教學模式，并就提高教學質(zhì)量、加強推動網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)輔助實驗教學模式提出建議。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)技術(shù);信息技術(shù);實驗教學模式;地下空間工程

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）07-0215-02

地下空間工程專業(yè)最初是從土木工程專業(yè)分離出來的小專業(yè)，誕生背景包括我國城市發(fā)展趨勢不斷壯大導(dǎo)致地上利用空間急劇減少和當前專門從事該領(lǐng)域的工程人才極度匱乏這兩個方面。作為一個年輕而充滿活力的新興專業(yè)，教學理論研究和教學體系設(shè)計的工作量巨大而復(fù)雜。實驗教學是教學課程體系中一項重中之重的技術(shù)實踐教學內(nèi)容。眾所周知，工科區(qū)別于其他學科的重要之處在于動手能力，這一能力主要由實驗教學塑造培養(yǎng)完成，即實驗教學注重培養(yǎng)學生的獨立思考能力、創(chuàng)新能力和工程實踐能力，培養(yǎng)多種思維方式（包括橫向思維與縱向思維、歸納與演繹）。同時，多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)席卷高校教育，沖擊著傳統(tǒng)“一支粉筆、一張嘴、一本教材”的教學方式。由于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)改變教學方法和手段，使傳統(tǒng)教學過程中的教師、學生和教材三個要素之間的關(guān)系發(fā)生改變，教學設(shè)計理論在這種改變下同樣發(fā)生變革，從而促使新的教學模式的產(chǎn)生。

在這種宏觀格局下，新興專業(yè)的傳統(tǒng)實驗教學模式如何借鑒，并能順利消化吸收新的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，新型實驗教學模式能否有效建立并適應(yīng)當前新興專業(yè)需求，達到提高教學質(zhì)量的目的，參與其中的教師、學生如何應(yīng)對，新的教學設(shè)計思想能否借此產(chǎn)生等諸多問題都會接踵而至。本文就網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)輔助實驗教學的優(yōu)勢及由此產(chǎn)生的新的教學模式進行探討。

一、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)輔助實驗教學的優(yōu)勢

1.地下空間工程實驗教學模式的改革。實驗教學不同于科學探索實驗，主要目的在于教會學生掌握實驗原理，根據(jù)實驗?zāi)康牟鸱趾笤O(shè)計實驗內(nèi)容，達到驗證理論知識，并嘗試開展思維擴散，最終解決實際問題。地下空間工程專業(yè)實驗教學基本圍繞巖土工程實驗內(nèi)容展開，專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程即為土工實驗。因此，實驗教學模式的改革必須立足于從根本上激發(fā)學生興趣，培養(yǎng)他們獨立分析與解決問題的能力。教學模式能否契合學生特點以及能否最大限度激發(fā)他們的自主學習積極性，將直接決定實驗教學效果。

目前，在高校中針對地下空間工程實驗教學模式的改革，多停留在教學手段和教學內(nèi)容的改善上，一方面實驗教學過程中采用提問式、啟發(fā)式、討論式及研究式等多種教學手段，另一方面在教學模式上按照教學內(nèi)容和試驗項目進行分層教學。上述手段從一定意義上達到實驗教學的初始目的，即學生經(jīng)過訓(xùn)練可以基本滿足實驗技能的要求，但由于此過程中沒有能持續(xù)引領(lǐng)學生綜合能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的源動力及學生熟悉的輔助技術(shù)手段的幫助，使得學生缺乏對持續(xù)性學習掌握知識的后續(xù)學習能力，造成知識無法通過溫故知新轉(zhuǎn)變?yōu)樽约旱慕K身技能?；诖?，要在現(xiàn)有實驗教學模式改革的基礎(chǔ)上，進一步探索其他輔助技術(shù)手段對學生納新能力的培養(yǎng)。

2.多媒體輔助實驗教學。多媒體技術(shù)是指利用計算機綜合處理和控制文本、圖形、視頻、聲音等信息的技術(shù)，借助多媒體技術(shù)的廣泛推廣，實驗教學已經(jīng)從單一教師口授的模式發(fā)展為計算機化的PowerPoint形式的圖文并茂、動靜結(jié)合、視聽豐富、色彩生動、形式活潑的演示文稿，幫助學習者自主訓(xùn)練的多媒體課件，幫助實驗者進行模擬實驗操作的實驗型多媒體課件及提供教學功能和教學資料的電子書、辭典等。經(jīng)過多年的教學實踐，目前實驗教學中更多地借助多媒體作為輔助教學手段，較之單純的“教師講授—學生接納”模式，多媒體教學具有如下的優(yōu)勢和特點：（1）多媒體技術(shù)的引入，為實驗教學帶來新的教學視角，借助動畫、聲音、視頻及圖片等輔助手段，實現(xiàn)對學生注意力的吸引，確實在一定程度上提高教學效率。借助多媒體技術(shù)在課堂教學的使用，教學方法與手段發(fā)生重大變化，教學設(shè)計和教學思想也有相應(yīng)的改變，從教師為主導(dǎo)地位的傳統(tǒng)教學模式，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生發(fā)揮主動性、積極性和創(chuàng)造性的教育技術(shù)和課程整合模式，即實現(xiàn)一種既能發(fā)揮教師主導(dǎo)作用又能充分體現(xiàn)學生主體地位的“自主、探究、合作”為特征的教學模式。但不可否認的是，在當今科技高水平發(fā)展的環(huán)境中，僅靠這種最基本的多媒體技術(shù)已經(jīng)不足以長久吸引學生對實驗教學的關(guān)注。（2）多媒體技術(shù)的引入，可以有效地解決教學難點。傳統(tǒng)課堂教學中，很難用語言和文字來解釋和表達的內(nèi)容，可以很容易地在多媒體課堂中通過動畫演示，逐層地、三維地給予剖析和展示，使學生更易理解和掌握。一些傳統(tǒng)實驗教學中僅靠教師傳授的內(nèi)容，特別是一些學校囿于場地和實驗條件所無法在講授中清楚說明的部分，可以借助視頻和動畫的手段得到實現(xiàn)。

3.網(wǎng)絡(luò)輔助實驗教學。近年來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大規(guī)模發(fā)展，各種基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)出的教學輔助平臺、軟件等比比皆是。大部分的網(wǎng)絡(luò)輔助教學技術(shù)多面向理論學習內(nèi)容，實驗教學在此浪潮的沖擊下面臨很大的機遇與挑戰(zhàn)，即可以考慮采用諸多新近研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)教學模式，結(jié)合傳統(tǒng)實驗教學模式，經(jīng)過加工改進，使其更適宜為實驗教學服務(wù)。目前看來，有以下幾個方面的優(yōu)勢：其一，基于網(wǎng)絡(luò)教學學習平臺的協(xié)作式學習，如現(xiàn)在非常流行的哈佛《幸福課》和慕課都是這一教學模式的產(chǎn)物。這一模式對學生的吸引力遠遠大于傳統(tǒng)教學模式，蓋因網(wǎng)絡(luò)占據(jù)學生課余時間的很大比例。能很好地調(diào)動這部分時間，使學生寓教于樂，也是教學目的之一。其二，優(yōu)質(zhì)資源輻射模式的遠程教育。遠程教育課程設(shè)置的初衷是為在職人員或社會人員提供接受再教育的機會。時至今日，覆蓋范圍遠遠超過最初的預(yù)計。大批的在校師生、社區(qū)學生享受到遠程教學的福利。遠程教育不局限于學習時間，隨時隨地可以根據(jù)自己的時間加入學習。其三，基于手機APP應(yīng)用日趨廣泛背景下的移動學習模式。

二、網(wǎng)絡(luò)信息覆蓋環(huán)境下的新型實驗教學模式

1.新型媒體手段演示為主的“講授型實驗教學模式”。“講授型實驗教學模式”課程的全部授課學時在課堂中進行，但借助多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在課堂教學中的使用和網(wǎng)絡(luò)教學平臺的課后輔導(dǎo)，教學方法與手段發(fā)生重大變化，教學設(shè)計和教學思想也有相應(yīng)改變，從教師為主導(dǎo)地位的“一支粉筆、一塊黑板和一本教材”的傳統(tǒng)教學模式，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生發(fā)揮主動性、積極性和創(chuàng)造性的教育技術(shù)與課程整合模式，即實現(xiàn)一種既能發(fā)揮教師主導(dǎo)作用又能充分體現(xiàn)學生主體地位的“自主、探究、合作”為特征的教學模式。

2.課堂講授與網(wǎng)上自學相結(jié)合的“半開放講授型實驗教學模式”。此方法為結(jié)合前述中提到的網(wǎng)絡(luò)輔助實驗教學手段，“半開放講授”即指教師講授與學生借助網(wǎng)絡(luò)自學相結(jié)合，于學生提供可以進行互動和交流的環(huán)境，靈活利用課余及閑暇，為終身學習意識的萌發(fā)提供土壤，對教師來說，這種改革把教師從繁重的備課、板書和改作業(yè)等體力勞動中解放出來，集中精力鉆研教材和教學法，提高教學效率。

3.鼓勵學生共同設(shè)計、全程參與的“全開放設(shè)計實驗教學模式”。以學生作為共同設(shè)計者的理念為起點，結(jié)合地下空間工程實驗教學課程的定位，樹立全程參與意識，主張在課程中為學生創(chuàng)建全程參與式學習環(huán)境，允許他們參與課程各個環(huán)節(jié)，包括做出與實施決策，提升學習控制權(quán)和主導(dǎo)權(quán)，使學生真正成為課程主人翁，促進他們在課程學習中的主動投入。經(jīng)過前期課程實踐發(fā)現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)教師進行課程講授方式，這種全程參與模式會讓學生在課程開始無論被動或主動投入學習，最終效果會顯示，當課程結(jié)束，學生對課程知識點基本達到90%以上的熟練記憶程度。

三、推動網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)輔助實驗教學模式的建議

高校實驗教學的初衷是提高高等教育質(zhì)量，加強人才培養(yǎng)，拓展終身學習能力。要實現(xiàn)上述目標，完成網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與實驗教學模式的有機整合，達到網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為實驗教學所用的目的，要認真做到以下幾點。第一，必須以現(xiàn)代教育思想為理論基石，不能排斥現(xiàn)代日趨新穎的各類新事物。第二，必須變革傳統(tǒng)教學結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)與新型的教育理論相對應(yīng)的新型教與學方式。第三，構(gòu)造信息化的教學環(huán)境，特別是在課堂的教學環(huán)境設(shè)計中應(yīng)能充分反映信息技術(shù)的應(yīng)用，真正發(fā)揮信息技術(shù)在教學中的優(yōu)勢，實現(xiàn)二者的有機整合。

參考文獻：

[1]婁國充，王樹棟，葉朝良.土力學實驗教學改革與教學模式研究[J].石家莊鐵道學院學報（社會科學版），2009，3（2）：106-108.

[2]王亞希.多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促進高校教學模式轉(zhuǎn)變的研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2009，19（13）：9-11.

[3]黃敏，代兵權(quán)，胡小弟.土工工程專業(yè)綜合性、設(shè)計性實驗教學改革的思考與探索[J].內(nèi)將科技，2011，11（2）：71，81.

[4]王亞希.高校數(shù)字化校園促進教育技術(shù)發(fā)展的探討[J].網(wǎng)絡(luò)教育與遠程教育，2010，205（5）：37-41.

[5]曹俏俏，張寶輝，劉永貴，梁樂明.學生作為課程共同設(shè)計者——基于“學習科學導(dǎo)論冶研究生雙語課程的設(shè)計研究[J].開放教育研究，2013，（6）：51-61.