高职高专地质灾害调查与评价课程信息化教学探索

黄茜蕊+谭姝+张香群

摘 要：在当前信息化的高度发展背景下，高职高专学生的学习方式，教师的教学方式都面临巨大的变革和挑战，通过对地质灾害类专业《地质灾害调查与评价》课程的分析，浅析教学过程中的难点，地质灾害调查评价教学的特殊性，提出解决方案，对教学改革、教师的个人业务水平，学习平台的搭建提出要求，加强校企合作，高校之间的合作，优质资源开发和共享是十分必要的。

关键词：信息化教学 教学改革 VR技术

地质灾害类专业是实践性较强的艰苦专业，即要求学生掌握扎实的理论基础，又要求学生有很强的实践能力，地质灾害的发生具有多变性、随机性、复杂性等特点，不可预知的问题较多，学生需要通过信息化教学根据教学环境中信息的传递方式和学生对知识信息加工的心理工程。信息化教学设计是上海师范大学黎加厚教授提出的，就是运用系统方法，以学生为中心，充分利用现代信息技术和信息资源，科学地安排教学过程的各个环节和要素，以实现教学过程的优化。应用信息技术构建信息化环境，获取、利用信息资源，支持学生的自主探究学习，培养学生的信息素养，提高学生的学习兴趣，从而优化教学效果。

一、背景分析

1.新媒体技术的高速发展

近年来，新媒体主导了整个信息传播技术，新媒体主要是指在互联网技术支持下，通过网络、微博、手机、微信、移动电视等渠道，向用户传播信息的新兴媒体形态[1]。对当代高职高专学生而言，新媒体无疑影响着学习、生活的方方面面，教学活动同样是一种信息传播活动，也越来越依赖新媒体的技术革新，因而现阶段教育理念、教学方法和手段都将面临巨大改变。新媒体的主要特征包括数据的海量性，学生可以随时随地接收信息，信息量巨大，更新速度快；互动性，新媒体给教师和学生提供了可以双向交流的平台，不受地域时间限制，可以动态驱动，实时响应；个性化，学生可以根据自己的兴趣点选择喜欢的内容进行学习，可以实时传播学习内容，学生也面临更多丰富的选择。在这样一个背景下，促使高职院校教育理念和教育技术的更新迫在眉睫，教师必须了解国际国内最前沿的教育教学发展动态，跟踪教育理念与技术更新，以此提高自己的教学水平。目前在云计算技术的高速发展前提下，很多学校逐步开始分析和使用云数据。职能手机和平板电脑的普及，学生日常的学习方式也在逐步发生改变，学生也可以根据自己的需要来搜索信息，满足自身知识需求。

学生学习方式的改变催生了高职教育教学方式的改变，学校里涌现出越来越多的新的教学方法和教学模式，如混合式学习、在线学习、移动学习、MOOCs、微课、翻转课堂等，这些新的更为多样化的教学方法和教学模式更能够满足学生个性化、多元化的学习需求

2.高校信息化教学转向内涵式发展

高校在过去十数年的教育信息化进程中，主要把精力集中在建设网络基础设施、数字化校园、多媒体计算机教室、数字化实验室、网络教学平台以及数字化教学资源等方面，实质上是致力于信息化教学环境的建设，而对信息化教学如何切实提高教育教学质量并没有给予充分关注和深入研究。随着《教育信息化十年发展规划》的颁布，如何实现信息技术与教育教学的深度融合不仅成为学术研究的热点，也是高校教育教学实践的重点[2]。

二、教学目标分析

1.地质灾害类专业人才培养目标

地质灾害类专业培养学生具备水文地质与工程地质相关理论基础，能够描述和分析各类地质灾害基本特征、成灾机理及其演化趋势，具有对常见地质灾害进行调查、勘察与评价基本能力，适应生产建设第一线的高素质技能型人才。

2.地质灾害调查与评价课程教学目的

是地质灾害调查与防治专业的一门主要技术方法性课程，属于专业必修课。课程以常见多发的灾种为主線，讲授崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地裂缝、地面沉降等地质灾害的形成条件、特点、分类、调查评价要点、资料整理与成果编制、防治措施等内容。

该课程的教学目的是使学生在先修课程的基础上，认识常见多发地质灾害的特点、形成发展机制等，进而掌握地质灾害调查与评价的方法和步骤、成果资料编制及常见防治措施。

三、教学实施中的困难与问题

1.多媒体教学的局限性

地质灾害调查与评价课程中，学生学习重点是地质灾害的认识和理解，如何将抽象的地质灾害现象搬入到课堂当中，制造身临其境的效果，一直是地质灾害教学探讨的难点。

传统方法中，使用多媒体教学是最直接、效果最好的一种教学方法，就云南国土资源职业学院而言，学校配备足够用的多媒体教室，该课程的每一堂课也可以保证在多媒体教室中进行，利用图片和视频的展示，相对于板书加教材的实例图片教学要更为丰富，提高了学生读图识图能力。然而多媒体教学仅局限于播放ppt课件是远远不够的，图片和视频能满足的只是学生对于地质灾害的直观认识，并不能通过图片构建实景进行现场勘查、记录、分析、提出防治方案等工作。地质灾害调查与评价注重实践教学，实践教学是提高学生动手能力分析能力，获取实践经验的重要环节，是发展学生实践创新能力的关键，也是培养学生将理论知识运用于解决实际问题的能力的有效途径。地质灾害调查与评价，需要大量的一线工作，尤其要重视对实践教学环境、教学内容的整体系统优化设计。

2.野外实训的危险性

为弥补理论教学的缺憾，该课程设置了为期1周的野外实习实训，实习地点位于云南省昆明市东川区，属云南省东北部的小江流域，小江流域位于云贵高原北缘，属于海拔2000～4000m的中高山区；其地势陡峻，切割剧烈，相对高差一般在2000m左右，最大高差为3340m。小江流域地层发育较全，除缺失白垩系外，自中元古界昆明群至第四系均有发育，总厚达17500m.主要岩性为板岩、砂岩、页岩、泥岩、灰岩、玄武岩和松散沉积物.大部分岩石强度低、结构破碎、风化严重，故该区域地质灾害发生频率高、规模大，endprint

学生在实地实训调查中，可以接触到崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，获得一定的野外工作经验，实地勘察记录，分析，教学效果较好，然而该实训有较高的危险系数，实习期恰逢雨季，教师带学生在地质灾害频发的山区，以60-70人一个团队行经危险路段，虽然得以观测到地质灾害，获取一手资料，但这对于还处在学习阶段的大学生，是有一定安全隐患的。

3.师生互动的不充分性

在课堂教学中，按照课程标准进行教学，班级人数大约60-70人，授课教师无法准确跟进学生的学习情况，难以给予学生个别化辅导，属于批量式生产的教学，学生的学习诉求无法被挖掘，如何准确记录学生学习过程，分析学生学习行为，找出学生薄弱环节，有针对性的智能推送学习资源，如何利用云计算、物联网、大数据等提供相关帮助。

在野外教学工程中，受到实地场地噪音、现场道路交通限制、学生人数众多等条件的限制，常常一个班级只有少数学生能够接受到教师所有的教学内容，且大部分学生没有时间或机会及时将实习过程中需要解答的专业技术问题告知教师并获得反馈，而回到室内资料整理阶段，当时的情景已不再。因此，如何增强师生互动性，也是信息化教学需要解决的问题。

4.资金来源的不稳定性与教学资源的匮乏

课程在信息化教学创新发展方面至少存在三个软肋：一是资金不能充分保障；二是人力资源不够，尤其是资源开发、运维管理等方面技术人员严重不足；三是创新推广能力欠缺。难以发挥信息化教学服务社会的潜力。

地质灾害调查与评价在中国大学mooc中还没有资源，在视频公开课中有中国地质大学的《地质灾害预测与防治》这一类似课程，国家精品课程网只有安徽理工大学的《地质环境与地质灾害防治》，而针对高职高专的仅有我校的省级精品课程资源库。地质灾害成因演化规律需要数据库和大量的数值模拟，也需要大量的案例，实物模型，这些都没有比较完善的现有资源。成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室是我国地质灾害防治领域唯一的国家重点实验室，实验条件优越，偶尔有公众开放日，可以做地震的振动模拟、降雨模拟、泥石流模拟、滑坡机制模拟、地质灾害数值仿真模拟等，然而这些实验条件几乎不可能运用到我校高职高专的日常教学。教学资源的开发也是未来需要解决的一个难题，同时也是我们探索的方向。

四、解决思路

1.更新教学理念，提升数字化教学能力

利用开放教学资源、精品课程共享资源库、视频公开课、国家专业教学资源库来获取信息，在信息化教学中讲教师的角色由传统的传道授业者转变为学生学习的促进者，引导学生有效的利用信息化资源，共同探讨交流，课堂转变为自主的学习方式。行业内实现资源共享，与开设该专业的高校共同开发资源。

2.探索多样化的教学方法，搭建互动学习平台

《2014年上海基础教育信息化趋势蓝皮书》提到：“技术与教育互相渗透呈现出教材多媒化、资源全球化、教学个性化、学习自主化、任务合作化、环境虚拟化、管理自动化、系统开放化等八大结构性特征。”在这种新形势下，我校应针对教师开展混合式学习、移动学习、MOOCs、翻转课堂等新的教学方式的培训，让教师了解其适应性和具体做法，并根据自己所教课程的特点和学习者的特征，选择适用而有效的教学方法，并在自己所教课程中大胆尝试，不断积累经、总结提升。

近几年，我校由于招生方式多样，生源越来越复杂，办学形式越来越灵活，有普通高中毕业生，有单独招生，有三校生，有五年制转段学生，因此针对不同学生展开教学，建立个性化的学习平台非常必要。在大数据时代，我们可以统计更为完善的学习信息，在学生学习的过程中及时通过平台记录学习情况，学生的学习习惯、生活规律，学生喜欢的互动方式等。建立的个性化学习平台上，可提供学生根据自己的实际学习基础选择学习内容和方案，按照学生的接受程度来选择学习方式和考核方式，学习平台方便教师掌握学生的学习情况，及时推送所需信息。

3.利用VR技术营造沉浸式学习情境

大部分多媒体信息系统只能按照设计好的流程进行，学生主要是被动的浏览和接受，学生参与学习的过程不能满足，虚拟现实技术可以即带来真实沉浸感又有良好自然交互式学习。由于虚拟现实技术可以使人以真实的感觉沉浸在虚拟环境中，能够使人在虚拟环境之中产生多维信息的互动，因此该技术具有可以对虚拟环境中的“客观世界和客观事物”产生感性（或理性）的认知。其所带来的视觉“沉浸感”和可交互性能让学生进入观察学习、模拟操作等，它可以模拟真实的工作场景，让学生身临其境般地体验工作过程。与传统教学相比，VR技术带来的体验式学习改变了传统的教学方式，不仅可以打破空间、时间的限制，还可以节省成本，规避风险[3]-[5]。

目前VR用于医学学生模拟实习、飞行员训练、汽車轮船驾驶、建筑施工等，对于地质灾害类专业，同样需要现实的工作环境来训练，且现实场景加以一些虚拟条件，如在某实习区，虚拟不同的降雨量或施加不同震级的地震、人类工程活动等外部诱发因素来模拟不同的实习项目，让学生在不同条件下调查评价，甚至可以提供学生危险场景体验，而不需要考虑安全隐患。可设计益智游戏、情境学习、协作学习、移动教学等多种虚拟现实技术，寓教于乐。利用VR技术的沉浸感可以拓展学习的多维度空间，激发学生的学习兴趣，“身临其境”让学习更安全。还能突破时间和和空间的界限，到达灾害发生的一线，进行现场勘查。VR技术还能模拟可能会发生的真实情境，让学生进行模拟训练与操作，在安全的前提下让学生进行调查和防护。

4.加强校企合作，促进成本的缩减

VR技术的核心是软件开发和硬件配备，开发成熟以后可谓一劳永逸，只需要在细节上进行不断改进，不再需要像教材和设备、耗材一样重复购买，可以一个VR实训室中实现多种实训教学功能，同时不会产生材料消耗，由此可以极大地降低教学成本、减少浪费，对于地质灾害调查与评价实训而言，即减少了车马劳顿，四处奔波，又降低了学生出行住宿、餐饮等大量资金消耗。

VR技术创设一种学习情景真实、学习内容形象、学习方式有趣味、学习手段先进、学习资源丰富的综合性学习平台，突破时间和空间的限制，减少现实空间中某些实践操作训练的困难和危险，大幅度降低实践教学成本。因此，在现代职业教育中应用虚拟现实技术辅助教学具有广阔的前景[6]。

充分利用已有资源，加强学校与学校之间的资源共享，合理开发优质资源，与企业探索资金筹措的多元化渠道和方式，探索技术的创新推广和盈利模式，进一步提供教学改革的新平台，在合作共赢中相互促进，良性发展。

参考文献：

[1]谭欣.新媒体环境下高职院校教育教学改革[J].教育与职业，2016（8）：49-51

[2]田生湖，赵学敏.我国高校信息化教学的现状趋势与发展策略[J].课程与教学，2016（11）：36-39。

[3]吴祥恩.虚拟现实技术在“现代教育技术”课程中的应用研究[J].中国电化教育，201 1（3）：96—100.

[4]马晓翔.从现实的可能到虚拟的真实：论虚拟现实技术的交互特性[J].美术大观，2006（1 1）：54.55.endprint