多媒体弱化理念下土木工程课程教学优化路径

王苏然 陈有亮 王琛

摘  要：在多媒体教学时代，传统行业课程面临着如何在深度教学与多媒体应用之间取得平衡的挑战。以“工程地质”课程为例，针对减少多媒体使用的教学方法，探讨了如何调整课程教学方式以达到更优学习效果。通过对不同年份“工程地质”课堂教学的其中一章“矿物认识与识别”进行强多媒体教学和弱多媒体教学两种不同教学方式，对比两个学年学生基础知识的接受程度和考试成绩。结果认为，适当降低多媒体教学的强度能够提升学生对问题的理解和考试成绩。文章还深入探讨了高校教学中多媒体过度使用对学生学术表现、课堂参与度以及对课程内容的深入理解产生的影响。

关键词：多媒体教学；工程地质；教学调整；实地实践；互动讨论

中图分类号：G642   文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2024）02-0157-04

多媒体技术的迅速发展引发了一场教育变革，其在传统行业课程中的过度使用也引发了一系列争议。尤其是在全球范围内暴发的COVID-19疫情，迫使学校迅速转向线上教学［1-2］，这进一步凸显了多媒体教学的重要性。由于多媒体的过度使用可能对学生的学习效果和参与度产生负面影响［3-5］，尤其是对土木工程这一传统行业而言更甚。

在过去的十几年里，多媒体技术已成为教育界的一个焦点。它所带来的视觉和听觉效果，以及动态互动性为课堂注入了新的活力，使信息传递更为直观和生动。但是，当这种新兴的教育手段遇到传统学科时，其适用性及效果就会被广泛质疑。土木工程作为一门典型的应用技术学科，注重实践与操作，强调实际问题的解决能力培养。在此背景下，过度依赖多媒体教学往往会忽视实践和实地操作的教学方法，而这恰恰是土木工程教育的核心。过分地关注屏幕可能导致学生的注意力分散，而非真正深入理解课程内容。此外，多媒体教学很容易造成教师对教材的依赖，缺少针对学生的即时反馈和个性化教学，从而無法因材施教。而在工程地质这类课程中，每一个学生的理解程度和问题点可能都有所不同，需要教师灵活应变，进行针对性的指导。不可否认的是，多媒体教学在某些情境下仍然非常有效。例如当需要展示复杂的工程流程或者三维结构模型时，多媒体技术可以帮助学生更为直观地理解。问题的关键在于，教师如何合理地结合传统教学与现代媒介技术，为学生提供一个全面、高效的学习体验。

因此，教育者有必要重新审视多媒体在土木工程教学中的应用。文章以土木工程这一传统行业的课程——“工程地质”课程为例，旨在深入探讨多媒体过度使用对学生学术表现、课堂参与度以及对课程内容的深入理解所带来的影响。在课堂环境中，多媒体的过度使用可能会减少学生与教师以及同学之间的互动和讨论，降低了学习的深度和广度。因此，需要重新思考如何在传统领域的课程中，适度运用多媒体技术，以促进学生对知识的深度消化和学术能力的全面培养。

通过本研究，可以更深入地了解多媒体过度使用对高校教学的影响。这将有助于教育者更准确地评估多媒体教学的优缺点，为教育实践提供更有效的指导，也为教育政策制定者提供了关于如何在传统行业课程中平衡多媒体应用的思考。

一、多媒体过度运用导致的教学问题

1. 注意力不集中。线上教学容易使学生分散注意力，因为他们在自己的环境中容易受到各种干扰，如社交媒体、手机通信等［6］。缺乏面对面的教师监督和同学互动，学生可能更难保持持续的注意力。

2. 互动减少。传统教室中的互动能够促进学生与教师和同学之间的交流和讨论［7］。在线上教学中，互动性减弱，学生可能更难提出问题、分享观点以及参与讨论，从而影响了他们的学习体验和深度理解。

3. 孤立感。在线上环境中，学生与同学和教师的交流通常限于虚拟平台上的文字和图像。这可能导致学生感到孤立，缺乏传统教室中的社交互动，从而影响他们的情绪和心理健康。

4. 缺乏实践机会。对于涉及实际操作和实地体验的课程，如工程地质，线上教学可能无法提供足够的实践机会。学生可能无法亲身体验地质勘探和实验等实际操作，这可能影响他们的实操技能培养［8-9］。

5. 技术问题。线上教学依赖于稳定的互联网连接和适当的技术设备［10］。然而，学生可能面临网络连接不稳定、设备故障等问题，从而影响他们参与课堂和完成作业的能力。

6. 自我管理困难。在线上教学要求学生具备一定的自我管理和时间管理能力，因为他们需要自主完成学习任务和作业。一些学生在没有教师直接监督的情况下可能难以保持学习的纪律和效率［11-12］。

从2020—2023四年间的“工程地质”课程考试成绩和学生问卷来看，学生的成绩普遍性下滑明显，且对基础知识的理解未能达到课程要求（表1）。从成绩分析上来看，2020年考试前还是线下教学，学生成绩相比后两年略高。

二、低强度多媒体教学的尝试

多媒体技术通过图像、动画、视频和声音等方式，能够生动地呈现抽象的工程地质概念和过程，从而促进学生的理解［13］。然而，过度的多媒体使用可能使学生过于依赖视觉刺激，从而忽视了深入思考和主动参与。高强度多媒体使用可能导致学生对课堂内容的表面性理解，而非深入掌握。低强度多媒体使用强调教师与学生的互动和讨论。教师将多媒体材料作为辅助工具，鼓励学生主动思考、提问和参与讨论。这种方法有助于激发学生的思维，培养他们的批判性思维能力，从而加深对工程地质概念的理解。因此，可以通过对单一章节的低强度多媒体教学来进行尝试，挑选“工程地质”课程中的第一章节“矿物认识与识别”来进行低强度多媒体教学。在这一内容的教学中，仅使用教具“矿物标本”以及参考书《工程地质学（第三版）》来进行教学。学生反馈的信息如下：

1. 课堂中，学生由3个自然班组成，相互熟悉程度较低。由于教具数量有限，学生被分为4个组，该方法调动了学生的主动性，加强了小组内成员的交流，降低了师生对教学本身的拘束感。

2. “工程地质”课程“矿物认识与识别”一章需要学生对实际的矿物有直观认识，单纯通过多媒体讲解并不能使学生对矿物有直观感受。如“正长石呈现肉红色”，让学生难以理解。通过让学生亲手触摸矿物标本，有利于提升学生的直观认知。

3. “解理、形状、光泽、硬度”等一系列矿物主要特征，使用多媒体无法使学生有深刻认知。而通过教具结合教师和学生的互动，使学生对这些特征的理解有更深刻的认知，并能在后续的工程地质实习中更灵活地运用。

表2为高低强度多媒体教学方法前后学生成绩的对比，针对进行教学改进的部分授课内容，本文进行了课程结业考试的分数统计。可以发现，使用低强度多媒体教学，将教学时间集中于教学互动和矿物、岩石的直观学习，有助于学生记忆以及深入理解。

三、“工程地质”课程教学方式优化路径

在弱化多媒体使用的教学理念下，需要调整“工程地质”课程教学的方式，同时，还应该根据课程内容的性质和学习目标有针对性地使用多媒体，而不是一味使用多媒体追求快捷和视觉冲击。教师应该从以下几个角度对“工程地质”课程教学方式进行路径优化。

1. 抽象概念的解释。对于一些抽象的地质概念，多媒体可以被用来以图像、图表和动画的形式进行解释。例如，地质时间尺度、板块构造等难以用文字来准确描述的概念，可以通过多媒体更生动地呈现，帮助学生理解。

2. 实地勘探前的预备知识。在学生进行实地勘探前，可以使用多媒体引入相关地质特征和目标。这有助于学生在实地操作前对勘探区域有初步了解，从而更有目的地进行实地观察和分析。

3. 案例分析和实际应用。多媒体可以在案例分析中起到关键作用，尤其是当案例涉及复杂地质现象、灾害案例等。学生可以通过视频、图像和模拟软件更深入地了解案例背景，分析原因，探讨解决方案。

4. 实地勘探和实验结果的总结。在学生完成实地勘探或实验后，多媒体可以用来总结结果和数据。例如，通过地质图的绘制、数据图表的展示，帮助学生更好地理解自己的实践成果。

5. 交互式学习。利用交互式教学平台，学生可以通过模拟软件进行虚拟实验，模拟地质过程等。这种交互性可以帮助学生在实验中调整参数、观察结果，加深对地质现象的理解。

6. 互动讨论。在适当的时候，可以使用多媒体材料引发互动讨论。例如，展示一个有争议的工程地质问题（如地震砂土液化、降雨滑坡等），让学生根据多媒体内容提出不同的观点，进而展开讨论。

四、“工程地质”课程与工程地质实习的协同教学

跟随具有丰富工程地质授课经验与工程地质实习经验的教授学习，可以很大程度上提升学生对工程地质知识和问题的理解和认识。“工程地质”课程与工程地质实习的协同教学非常重要，它们之间的有机结合，能够为学生提供一个全面、实际和系统的学习平台，使学生在学术上和实际应用中都能够得到充分的提高和锻炼。

首先，从理论到实践的转变是学生学习的一个重要环节。在“工程地质”的课堂教学中，教师注重为学生提供坚实的理论基础，涉及地质学的基本知识、岩石和矿物的识别、地层的划分和命名、地质构造和地貌的形成等。这些理论知识是学生日后进入实习和工作的基石。如果仅仅停留在理论阶段，学生很难真正领悟其应用价值。此时，工程地质实习就显得尤为重要。在实习中，学生可以将所学的理论知识应用到实际的工程地质调查、勘探、分析和设计中。他们可以实地观察岩石、矿物和地层，体验地质工作的实际操作，如取样、制图、分析数据等。这不仅能够加深他们对理论知识的理解，还可以培养他们的实际操作能力和解决实际问题的能力。

其次，协同教学能够培养学生的综合素质。在工程地质实习中，学生不仅需要掌握专业技能，还需要培养团队协作、沟通交流、解决问题和自我管理等综合素质。例如，一个工程地质调查项目往往需要多人合作完成，学生需要学会与团队成员有效沟通、分工合作，确保项目的顺利进行。面对实际的工程地质问题，学生需要灵活运用所学的理论知识，结合实际情况，提出合理的解决方案。这对学生的综合素质提出了更高的要求。

最后，协同教学有助于培养学生的创新能力。在实际工作中，学生往往会遇到一些未在课堂中涉及的新问题，他们因此需要运用所学的知识，结合实际情况，进行创新思考，提出新的解决方案。这不仅能够培养学生的创新能力，还能够激发他们对工程地质的兴趣和热情。并且，这也是高等教育所要求的教学目标。

五、结语

本研究旨在探讨在当前多媒体教学时代，如何在传统行业课程中找到平衡，以最大限度地提升学生的实际应用能力。通过以“工程地质”课程为例，深入研究了弱化多媒体使用的教学理念下，如何调整教学方式，以满足学生的学术需求和职业发展要求。在认识到多媒体教学在教育中的重要性的同时也认识到其过度使用可能带来的问题。通过针对不同课程内容的多媒体应用，结合实地实践、互动讨论和案例分析，可以更好地激发学生的学习兴趣、深度思考和实际操作能力。一定程度上弱化多媒体的使用，鼓励学生主动探索、独立思考，培养出色的地质工程专业人才。首先，教师需要对课程内容有深入的理解，明确哪些适合使用多媒体教学，哪些需要更多的实践和操作。其次，教师应该根据学生的反馈和自身的教学经验，灵活地调整教学方法，确保学生能够真正吸收和掌握知识。最后，学校和教育机构也需要为教师提供相应的培训和资源支持，帮助他们更好地运用多媒体技术，但也不能忽视传统教学方法的价值。当然，教育者也不应当抵制多媒体的使用。比如“5G+VR”技术已经可以运用到远程医疗方面，作为传统行业的教育者也需要认真思考如何将新技术恰当地运用到传统行业的教学中，以提高教学质量。在未来的教学实践中，需要继续探索适宜的多媒体应用方式，以及如何更好地将多媒体融入实际操作和案例研究中。

參考文献：

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［13］ 徐丽丽. 基于多媒体课件的线上教学互动模式探究［J］. 创新创业理论研究与实践，2023，6（03）：49-51.

（责任编辑：淳洁）

基金项目：2023年上海高校青年教师培养资助计划“课程思政视域下《岩石力学》课程建设与实践的融合探索”；上海高校市级重点课程项目“土木工程防灾减灾”（项目编号：沪教委高〔2020〕58号）。

作者简介：王苏然（1990—），男，博士，上海理工大学环境与建筑学院硕士生导师，讲师，研究方向为地质灾害防治；陈有亮（1966—），男，上海理工大学环境与建筑学院博士生导师，教授，研究方向为地下工程；王琛（1997—），男，硕士在读，上海理工大学环境与建筑学院，研究方向为土木工程。