【融合式教学风采】徐文杰：促进主动学习 培养创新能力

时间：2020-12-29 15:18:00

“工程地质”是清华大学土木大类平台课，也是第一门专业基础课。清华大学工程地质课程组从2016年春季学期开始，开展混合式教学实践，实行小班完全翻转课堂。基于春季混合式课堂，2017年在全国率先开展“地质实习”混合式教学。2017年获高等学校水利类专业教学成果特等奖；2019年清华大学教学成果一等奖。

与传统的课堂相比，混合式教学的课堂以小组的形式开展，学生自主学习、独立思考及小组讨论时间增多，课堂互动基本可以做到百分百；教师要成为课程的“研究者”，让学生在学习知识的同时，提升创新能力和意识。通过几年来的统计，混合式课堂与平行的传统授课班的学生对比来看，成绩上平均提升10分左右；尤其在综合论述分析题、实习报告等方面提升更加明显。

融合式教学：是挑战，也是机遇

2020年春季学期，受疫情影响学生无法返校，教师如何“隔空”实现“三位一体”的育人方式，是课程教学所要面对的挑战。

为了满足同学们对课堂教室的怀念，听一下熟悉的上课铃声，水利系徐文杰坚持每次线上课程都在教室里，打造“一本、一笔、一人”的“隔空课堂”。虽然是“一个人的教室”，也让他回忆起满堂学生的画面，顿时上课的感觉涌上心头。

一个人的教室，与学生共同的课堂

与线上授课相比，疫情期间的实践课教学难度更大。学生分布在全国各个省市，如何实现地质实习？无心插柳柳成荫。自2016年来，徐文杰团队自主开发的“地学云”“地学云堂”及“水利云”等云平台为疫情期间的地质实习无疑提供了重要的工具，同时也为推动线上线下融合式教学改革提供了技术支撑，从而保证了地质实习教学过程的从容、有序及有组织的进行。

“地学云”平台主界面

“地质实习”这门课程主要采用“混合式教学”的方式，将学生分为11个小组，每个小组5个人；教学环节包括“教师引导——学生自主学习——小组讨论——小组汇报”，最终形成地质实习报告，并进行最终答辩。利用“地学云”和“水利云”两大云平台，以及“地学云堂”微信公众号，课上采用雨课堂与在线会议系统相结合的方式，组织同学们开展线上视频汇报。

由于“地质实习”是一门实践性很强的课程。尽管“地学云”提供了丰富的“数字地质信息”，但是学生们难以有“实感”。在通常情况下，老师会带领学生们进行野外实地踏勘，然后对地学云上的实习信息“落地”。

面对疫情下的教学实践问题，徐文杰在课程中大胆采用了“云实践”的方式。运用“地学云”实习线路信息（视、听及文字等）对实习线路的地质现象、地质问题及岩石岩性等进行认识实践，从而巩固课堂理论知识。在这一过程中，充分利用地学云的优势，引导学生“点——线——面”的思维和探索。

“地质无时无刻不在我们的身边”是徐文杰在“工程地质”课程上一直贯穿的思想。他发动同学们在实习中利用自己家乡、周围的地质环境去主动探索和发现其中的地质构造、地层岩性、地形、地貌、内外动力地质作用及人文地理，并通过“地学云堂”上传至“地学云”，教师及助教通过“地学云”进行检查、评阅，极大地促进了学生们的主动探索和发现的能力，很多同学都“发现”了从未意识到的周边地质环境，体会到其中的收获、欣喜和乐趣。

混合式教学：促进主动学习，培养创新能力

“工程地质”是一门理论和实践结合非常紧密的学科。一方面，教师课前将每节课程的教学目标、主要教学内容等进行概述，学生对本周课程内容、知识点进行深入挖掘与拓展。在这一过程中，学生在主动学习知识点的同时要进行问题的思考与提出，教师要引导学生在“自主学习”环节有一定的“边界”而不过度“发散”；另一方面，学生进行总结，选取感兴趣的知识点，对其通过查阅资料进行深入拓展和思考探讨，从而实现知识点的“落地”。徐文杰鼓励学生在学习过程中，充分利用已经学的知识，尤其是其他课程（如数学、力学、计算机）的知识进行交叉认识，学生在这个过程中会形成新的观点、甚至会有一些共鸣性的想法。

当下的教育教学不仅要传授知识，还要实现学生的“能力培养”，尤其是创新能力。大部分学生的创新动力不足，且不同的学生个体在创新的能力和方向上有很大的差异。如何在通过课堂教学更好地培养学生的创新能力？课程结合工程地质内容及各个小组团队兴趣点和优势，要求他们在学期中提出并完成一个创新课题，计入最终的考核成绩。

学生在选题的时候可以根据团队兴趣点和优势条件，提出多个拟开展的课题，教师根据与课程知识点结合的程度、课题的可行性及难易程度进行评估，不断将问题“聚焦”，经过2-3次讨论分析后，可确定最终的团队创新课题。在整个教学过程中，教师和助教每周对创新课题研究进展、存在问题及解决方式等进行跟踪，及时排解学生在执行过程中的困难。同时，在教学过程中注重团队及团队内学生个体中“领头羊”的培养，并不断发挥其带头作用，从而使整个课堂处于一个充满活力、充满创新思维的环境中。在此程中，学生们也收获良多，有的小组申请了软件著作权，有的课题获得了水利系“挑战杯”一等奖，还有学生将课题延伸至自己申请学校学生研究训练项目（SRT）、“国创”及“北创”项目等。

徐文杰经常告诉学生：“创新过程中，不要怕犯错，即使错了也是有收获的。”其目的就是鼓励学生们去“脑洞大开”，克服“被动学习”“被动思考”的壁垒。“地学云”和“地学云堂”从2017年开始应用于暑期“地质实习”的混合式实践教学，真正实现了学生野外完全自主认识、自主学习，这在国内地质实习教学中也是首次。

家国情怀的课程思政

清华大学“三位一体”的育人理念中，“价值塑造”位于首位，在课程教学过程中如何实现学生的“价值塑造”也是徐文杰这几年来一直在探索的问题。

在课程中，以重大工程建设中遇到的工程地质问题为例，一方面实现“理论-实践”的融合，讲授如何利用基本原理解决实际问题、以及创新在解决重大问题中的重要作用；另一方面，向同学们介绍科技、工程工作者在解决科技攻关问题时艰苦奋斗的精神。通过一些典型的重大地质灾害案例，让同学们认识到目前还有诸多工程地质难题尚未解决，在利用开发自然资源的同时也要注意保护好自然环境，只有做到“人地协调”，才能实现人类的可持续发展，从而让同学们逐渐产生历史使命感，树立正确的自我价值观。

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