基于“MOOC+雨課堂”的混合式教學(xué)探索與實踐
——以“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程為例

劉 陽，蔣發(fā)光，葉哲偉，張 梁

（西南石油大學(xué) 機電工程學(xué)院，四川 成都 610500）

一、混合式教學(xué)在油氣鉆采工程領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀

混合式教學(xué)是當前高等教育教學(xué)改革研究的熱點話題，它有機融合了在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢，不僅可以充分實現(xiàn)教學(xué)資源的共享和優(yōu)化，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)的靈活性和多樣性大大增加，還使得移動式教學(xué)、多元互動生產(chǎn)以及新型師生關(guān)系的構(gòu)建成為可能。由于混合式教學(xué)極大地突破了傳統(tǒng)面對面式課堂教學(xué)的局限性，且有利于提高學(xué)生的課堂參與度并顯著改善教學(xué)效果，它的發(fā)展和推進越來越受到廣大高校的青睞［1-2］。

混合式教學(xué)在石油類高校課堂教學(xué)中的應(yīng)用目前正處于快速發(fā)展階段。2017年，韓國慶等［3］搭建了基于雨課堂+微信工具的混合式教學(xué)平臺，探索了混合式教學(xué)在石油工程專業(yè)核心課程“采油工程”教學(xué)中的應(yīng)用；2018年，盛茂和張逸群［4］利用雨課堂工具開展了石油工程專業(yè)“完井工程”課程混合式教學(xué)設(shè)計與實踐探索；2019年，陳先超等［5］通過分析傳統(tǒng)“滲流力學(xué)”課堂教學(xué)存在的弊端，提出了基于翻轉(zhuǎn)課堂的“滲流力學(xué)”課程混合式教學(xué)思路和教學(xué)方法；2019年，朱海燕等［6］初步探討了利用計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)開展“海洋油氣鉆井實驗”課程教學(xué)的可行性；2020年，馬天壽等［7］結(jié)合混合式教學(xué)的優(yōu)點和“鉆采概論”課程的特點，分析了開展混合式教學(xué)方法探索與實踐的必要性；2021年，朱靜等［8］從學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)方式和考核方式四個方面闡釋了混合式教學(xué)在“石油加工工藝學(xué)”課程中的應(yīng)用。不難看出，石油類高校教師在混合式教學(xué)課程建設(shè)方面開展了大量的實踐，但混合式教學(xué)在石油工程、機械工程等專業(yè)主干課程教學(xué)中的研究與應(yīng)用尚處于探索和完善階段。主要原因在于，廣大教師尚未完全理解混合式教學(xué)的內(nèi)涵與本質(zhì)、對混合式教學(xué)的發(fā)展價值認識不夠，高校對混合式教學(xué)實踐的評價和管理機制尚不完善、對混合式教學(xué)課程的環(huán)境建設(shè)支持力度有限。為此，以MOOC+雨課堂工具為依托，取長補短，優(yōu)勢互補，探索混合式教學(xué)在“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程教學(xué)中的實踐與應(yīng)用，實現(xiàn)“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程高質(zhì)的教學(xué)效果，從而為石油類高校“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程教學(xué)改革提供新的思路。

二、“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程特點及教學(xué)中存在的問題

“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程是石油類高校石油工程、機械工程等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程總學(xué)時為32學(xué)時，其中理論學(xué)時占81.25%，實驗學(xué)時占18.75%。課程主要講授石油天然氣的形成、鉆井工藝與采油采氣工藝以及設(shè)備的工作原理。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將懂得石油天然氣勘探開發(fā)主要流程、相關(guān)工藝及設(shè)備的工作原理和結(jié)構(gòu)特點，能夠初步掌握石油天然氣開采、儲存、運輸?shù)葘I(yè)知識和管理技能，初步分析石油天然氣在生產(chǎn)過程中相關(guān)設(shè)備對社會發(fā)展和社會進步的影響，了解石油天然氣在鉆井、采油氣、集輸過程中可能出現(xiàn)的問題，從而為后續(xù)課程學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)達到以下要求：（1）掌握石油與天然氣的形成原因、鉆井工藝與采油采氣工藝以及設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點和工作原理，了解石油、天然氣在鉆采過程中可能出現(xiàn)的問題和影響；（2）能夠初步分析石油、天然氣在生產(chǎn)過程中的相關(guān)設(shè)備對社會發(fā)展的影響、對環(huán)境的影響，以及對社會發(fā)展進步的影響。

油氣裝備課組教師們通過多年的教學(xué)實踐，逐步發(fā)現(xiàn)“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程的教學(xué)主要存在以下問題：（1）課程內(nèi)容所涉及的知識點繁多，各部分內(nèi)容之間既相對獨立又存在緊密聯(lián)系，基礎(chǔ)概念、技術(shù)工藝、裝備結(jié)構(gòu)及工作原理等相互交織。授課教師很難在有限學(xué)時內(nèi)做到課程內(nèi)容的全覆蓋和詳細講解。（2）課程內(nèi)容不僅理論抽象，還與工程實際緊密聯(lián)系。但傳統(tǒng)教學(xué)普遍以理論講授為主、工程實踐為輔，課堂上師生互動不積極、不及時，導(dǎo)致學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)的積極主動性較弱，作業(yè)抄襲嚴重。（3）授課教師很難根據(jù)學(xué)生的實際情況進行差異化和個性化教學(xué)，導(dǎo)致教學(xué)方法和策略調(diào)整不及時，教學(xué)過程考核難度大，課程考核方式相對單一，難以有效評估學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和知識掌握情況。

針對“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程教學(xué)中存在的問題，如何調(diào)整教學(xué)策略，改變教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，彌補傳統(tǒng)課堂教學(xué)的局限性，提高“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程的教學(xué)成效，是目前“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程教學(xué)改革亟須解決的問題。線上+線下相融合的混合式教學(xué)方法是解決上述問題的有效手段，是一種不受時間和空間限制的新型教學(xué)模式，其充分融合了傳統(tǒng)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢，實現(xiàn)了多元素、多維度的統(tǒng)一協(xié)調(diào)?；旌鲜浇虒W(xué)過程中，教師利用雨課堂智慧教學(xué)平臺發(fā)布課前預(yù)習(xí)PPT、共享課程資料和MOOC視頻。學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)初步了解待學(xué)內(nèi)容的知識背景、基本概念、基本原理、配套工具及裝備的特點，對于理解不透徹或不懂的知識點可以提前留言。授課教師在收集整理問題后可及時調(diào)整和設(shè)計課堂教學(xué)內(nèi)容，以幫助學(xué)生理解和掌握待學(xué)知識的重點和難點。

三、基于“MOOC+雨課堂”的混合式教學(xué)設(shè)計

（一）混合式教學(xué)的線上教學(xué)設(shè)計

目前，中國大學(xué)MOOC在線學(xué)習(xí)平臺已擁有多門與“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”相關(guān)的在線開放課程資源，但專門針對非石油工程專業(yè)學(xué)生的“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程資源尚未上線。為此，結(jié)合“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程的特點，選用中國石油大學(xué)（華東）開發(fā)的“石油工業(yè)概論”、西南石油大學(xué)開發(fā)的“鉆井與完井工程”，以及承德石油高等?？茖W(xué)校開發(fā)的“石油鉆采機械”MOOC資源的部分內(nèi)容作為線上教學(xué)的主要內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)教學(xué)計劃，課前通過雨課堂工具發(fā)布課程預(yù)習(xí)PPT資料、視頻動畫等，同時發(fā)布與待學(xué)內(nèi)容相關(guān)的MOOC視頻，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成視頻資源和PPT資料的學(xué)習(xí)，并完成相應(yīng)的測試作業(yè)，線上學(xué)習(xí)的內(nèi)容和資料根據(jù)教學(xué)安排滾動更新。

該階段的主要目的是，使學(xué)生能夠快速地了解待學(xué)知識點以及知識點背后的背景知識，進而將學(xué)習(xí)情況及時向授課教師反饋，以便教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況及各章節(jié)知識點的難易程度優(yōu)化設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。例如，本課程第一、二章將分別講授石油工程的基本知識和石油勘探的基礎(chǔ)知識，雖然該部分內(nèi)容涵蓋的知識面較寬，但學(xué)生通過本課程需要了解和掌握的知識點卻相對簡單，如果仍采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，勢必過度消耗有限的教學(xué)學(xué)時。因此，此部分內(nèi)容可安排學(xué)生借助“石油工業(yè)概論”“MOOC在線資源”自主學(xué)習(xí)，然后在課中答疑的過程中進行適當?shù)闹R拓展。

第三章鉆井工程基本知識是本課程學(xué)習(xí)的重點和難點，學(xué)時占課程總學(xué)時的31.25%，教學(xué)內(nèi)容涉及鉆井工藝過程與技術(shù)、鉆機主要子系統(tǒng)等，各知識點之間跨度較大，不同鉆井方式的實現(xiàn)過程、鉆機子系統(tǒng)的工作原理等理解難度較大，傳統(tǒng)課堂教學(xué)主要通過動畫、視頻、PPT等對該部分進行講解。學(xué)生雖然在課堂上對相關(guān)知識點有所理解和掌握，但課后遺忘、知識理解不透徹等問題仍十分突出。對該部分內(nèi)容，單純依靠課堂教學(xué)很難取得理想的學(xué)習(xí)效果，有必要開展課前MOOC學(xué)習(xí)，以確保每名學(xué)生在初步了解不同鉆井工藝、鉆機裝備等原理的基礎(chǔ)上進行課堂學(xué)習(xí)。學(xué)生可將理解難度較大的內(nèi)容進行記錄或通過雨課堂留言板與教師進行溝通交流。教師可在MOOC后臺查看學(xué)生視頻觀看情況，以便對視頻觀看不及時的學(xué)生進行提醒和督促，同時將視頻觀看時長、測試題成績等計入課程總成績。

（二）混合式教學(xué)的線下教學(xué)設(shè)計

線下教學(xué)環(huán)節(jié)是混合式教學(xué)的重要組成部分，主要包括課堂教學(xué)、課堂互動、課堂測驗、課后作業(yè)完成情況反饋等。課前，教師需根據(jù)學(xué)生在MOOC平臺的學(xué)習(xí)情況，總結(jié)梳理學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的共性問題和典型認知誤區(qū)，以便在課堂教學(xué)中利用雨課堂工具對相關(guān)知識點進行深度講解和答疑解惑。同時，教師需結(jié)合課前MOOC學(xué)習(xí)情況調(diào)整和完善原有的教學(xué)設(shè)計，盡量在課堂教學(xué)中突出授課章節(jié)的重難點內(nèi)容并進行詳細講解，以便學(xué)生能夠充分理解所學(xué)知識點的基本原理和內(nèi)涵。授課過程中，學(xué)生可利用雨課堂工具的彈幕功能對存有疑惑的知識點進行及時反饋，教師可根據(jù)彈幕內(nèi)容進行逐一解答，也可采用研討式教學(xué)方式對該部分內(nèi)容進行講授，學(xué)生5人為一個學(xué)習(xí)小組。教師通過將螺桿鉆具結(jié)構(gòu)進行分解，再將各分解部分的圖紙打印并分發(fā)給學(xué)習(xí)小組。經(jīng)過教師引導(dǎo)和小組討論后，教師隨機指定學(xué)習(xí)小組代表進行螺桿鉆具結(jié)構(gòu)組成及工作原理的講解，講解過程中及時糾正和補充，使學(xué)生達到融會貫通地掌握知識的目的。此外，為吸引學(xué)生注意力、活躍課堂氣氛，教師可通過雨課堂工具的“隨機點名”等功能提高學(xué)生的課堂參與度，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，以達到提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效果的目的。

（三）混合式教學(xué)下課程考核體系的構(gòu)建

與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的課程考核體系不同，混合式教學(xué)模式下的課程考核體系構(gòu)建必須將課程主要內(nèi)容與混合式教學(xué)的特點相結(jié)合，真正打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)以期末考試和平時成績來評價教學(xué)質(zhì)量和效果的弊端。為此，本課程從課前、課中、課后三個方面構(gòu)建了多元化的混合式教學(xué)課程考核體系，課程考核貫穿教學(xué)全過程，實現(xiàn)了“教、學(xué)、考”有機融合的目的。其主要包括以下四個方面的內(nèi)容：（1）課前學(xué)習(xí)效果評價。該階段主要是對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行綜合評價，以便教師及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。評價指標包括學(xué)生登錄線上學(xué)習(xí)平臺的時長、課前MOOC學(xué)習(xí)及測試成績等。（2）課堂學(xué)習(xí)效果評價。該階段授課教師應(yīng)靈活采取多種方式進行課堂教學(xué)成效的考核，如課堂提問、分組討論、案例分析與討論、雨課堂隨堂測試等，以此全面調(diào)動學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性和主動性，并對學(xué)生的綜合素質(zhì)進行檢驗。（3）課后學(xué)習(xí)效果評價。課后考核是混合式教學(xué)考核中的重要環(huán)節(jié)之一。教師可以布置適當?shù)恼n后作業(yè)，包括分析討論題、計算題等，以此檢驗學(xué)生對所學(xué)知識的運用能力，進而實現(xiàn)課堂教學(xué)內(nèi)容的真正內(nèi)化。學(xué)生完成課后作業(yè)后，教師及時對學(xué)生的作業(yè)完成情況進行批改和點評，并將批改點評情況及時向?qū)W生反饋。（4）期末考試。期末考試是對學(xué)生知識掌握情況的綜合檢測，也是教師改進教學(xué)方式、總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗的重要依據(jù)，因此必須發(fā)揮期末考試在混合式教學(xué)中的重要作用，使學(xué)生將日常學(xué)習(xí)獲得的知識點進行串聯(lián)。

混合式教學(xué)的課程成績主要由MOOC學(xué)習(xí)及測試成績、雨課堂測試成績、課后作業(yè)、課堂出勤率、期末考試成績及實驗成績等組成。其中課前MOOC學(xué)習(xí)及測試成績占10%，課中雨課堂及分析討論等成績占10%，課堂出勤率占5%，課后紙質(zhì)作業(yè)成績占10%，期末考試成績占55%，實驗成績占10%。

四、混合式教學(xué)的實踐效果分析

基于“MOOC+雨課堂”的混合式教學(xué)在學(xué)校機械工程專業(yè)的“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程教學(xué)實踐中進行了應(yīng)用，應(yīng)用后課程目標達成值較傳統(tǒng)教學(xué)模式（2014級采用）顯著提升，課程目標1達成值由2014級的0.755提升至2017級的0.876，課程目標2的達成值由2014級的0.717提升至2017級的0.864。比較而言，課程目標2的達成情況較弱，其原因主要為學(xué)生只注重工具知識（機械部分）的學(xué)習(xí)，對工藝知識的學(xué)習(xí)相對欠缺。采用混合式教學(xué)后，學(xué)生通過線上線下自主學(xué)習(xí)、分組討論等方式，對油氣鉆采工藝與設(shè)備的基本原理有了更加深刻的理解和掌握，課程達成情況明顯改善。

從不同教學(xué)模式下的期末成績統(tǒng)計結(jié)果來看，混合式教學(xué)班級的平均成績和課程成績合格率明顯高于傳統(tǒng)課堂教學(xué)，課程平均成績逐年提高，由2014 級的78.88 分提高至2017 級 的85.80分，課程成績合格率也由2014級的82.98%提高至2017級的96.15%。綜上可知，在“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程教學(xué)實踐中開展混合式教學(xué)可以明顯改善教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績。

結(jié)語

本文在分析“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程特點及教學(xué)中存在問題的基礎(chǔ)上，從不同角度討論了開展混合式教學(xué)方法探索與實踐的必要性，進而開展了基于“MOOC+雨課堂”的“油氣鉆采工藝與設(shè)備概論”課程混合式教學(xué)設(shè)計并進行了教學(xué)實踐。實踐發(fā)現(xiàn)，運用“MOOC+雨課堂”的混合式教學(xué)模式能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和融會貫通能力，使得混合式教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果相比傳統(tǒng)課堂教學(xué)顯著提升。