李静和 王洪华 张智

摘  要 新冠肺炎疫情后时期常态化防控正在持续，地方院校复学进行封闭式管理也将是常态化，由此对理论与实践教学需要紧密结合的工科专业产生极大的影响。以桂林理工大学勘查技术与工程专业为例，通过后疫情时期本专业核心课程教学面临的挑战进行实例分析，指出由于封闭式管理引起的理论与实践教学脱节、学生上课积极性降低的现实问题。通过设计与实际生产实践紧密相关的训练项目环节，结合过程反馈、结题报告等措施，给出后疫情时期工科专业的理论与实践教学对策，并通过问卷调查、成绩对比说明教学改革对策的可行性及有效性，希望研究成果可以为后疫情时期工科专业的理论与实践教学提供参考与建议。

关键词 工科专业;勘查技术与工程专业;课程体系;实践教学;教学改革;物探数据处理与解释

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）24-0110-03

0  前言

自2020年初新冠肺炎疫情暴發以来，疫情已持续一年有余，进入疫情常态化防控阶段。当前，我国疫情在万众一心抗疫努力下得到有效控制，但世界新冠疫情扩散极其严重，正处于大爆发的边缘，散发、偶发和境外输入的风险仍然较高[1]。例如，自2020年4月，我国各地逐渐下调疫情防控等级以来，随着工业复工、服务行业恢复营业及教育领域复学等，高密集人群群体新冠肺炎突发、扩散时有发生，北京、上海、广州、成都、新疆、大连等地境外输入病例持续发生，因此，后疫情时代常态化防控仍会持续相当长一段时期。疫情常态化防控持续进行，对各行各业产生极大的影响，其中对教育行业的影响较为明显。对于高等院校工科专业疫情期间的教学而言，疫情常态化防控对教学过程、教学方法、教学模式及教学效果的影响更为明显。

1  工科专业概述：以桂林理工大学勘查技术与工程专业为例

工科专业泛指如工程建设、水利电力、机械、汽车等研究应用技术的学科和专业。通过结合所需应用基础理论知识（如物理、数学、化学等），工科专业注重培养学生在生产实践中学习并积累应用技术领域所需的经验和技能。以桂林理工大学勘查技术与工程工科专业为例，作为学校的优势特色专业，勘查技术与工程专业是云南、广西、广东、贵州、福建五省唯一一个培养地球物理勘探本科生的专业，是以有色金属矿产勘探和工程物探为独特优势的综合物探勘查专业，强调以培养具有创新精神和工程实践能力的高级工程技术人才作为专业培养目标[2]。本专业培养适应我国社会主义现代化建设需要，德、智、体、美、劳全面发展，掌握地球物理学科的基本原理和基础知识，得到工程师基本训练，拥有宽广的专业知识和较强的实践能力、就业创业能力、创新能力，具备良好的专业素质、社会责任感、一定的国际视野和可持续发展潜力的勘查技术与工程应用型工程技术人才，希望学生毕业后能胜任资源勘查、工程地质勘查、环境地质调查、工程质量检测等方面工作，成为服务于广西乃至全国资源、环境、灾害、国土规划、海洋开发以及国民经济其他相关领域的技术与管理骨干。

勘查技术与工程专业课程体系是依据本专业的人才培养目标，在广泛研究国内外高校同类专业课程体系，调研当前社会、企事业单位对专业人才知识、能力结构需求的基础上制定的。课程体系由公共必修课、公共选修课、学科（专业）基础课、专业必修课、专业选修课与集中性实践教学环节六大部分构成。课程按修读性质分为必修课和选修课两类。其中，必修课为学生必须学习和掌握的课程，包括公共必修课与专业必修课两部分;选修课为学生根据自己的特长和兴趣任意选修的课程，包括公共选修课、专业选修课。课程分为理论课、实验课、实习、课程设计与社会实践等类型。本专业学生培养需要配合如复变函数与积分变换、线性代数及微积分、大学物理、地球化学等基础知识课程选修，同时设置普通地质学实习、电工实习、测量实习及地球物理勘查类实习等诸多生产实践环节进行经验与技能的积累。随着疫情逐渐得到控制，本专业课程从线上纯理论知识授课、学生返校封闭式管理化的现场理论知识授课到少数开放的现场实验教学，逐步恢复正常教学。但是实践教学环节大部分仍然无法开展，导致教学效果受到严重影响。

2  疫情期间的教学改革研究

对于疫情期间的教学改革，有很多学者开展了相关研究。王敏等[3]开展了地方高校在线教学实践的个案调查与分析，指出在线教学存在的现实问题，并从高校管理、教师和平台三个角度对在线教学的实施提出对策。刘可等[4]结合课前、课中、课后三个教学环节，运用数学模型分析，提出基于预习、直播和调动积极性等方面改善学生的在线学习效果。祝智庭等[5]探讨了疫情期间全媒体学习生态环境与存在的问题，给出从平台、监督及经费等方面应对大规模疫情时期上学难题的解决方法。焦建利等[6]针对国家疫情防控“停课不停学”政策，探讨在线教学方案及案例的几个典型方式，为参与线上教学的主体提供有效建议。王运武等[7]研究了在线教育质量提高切实可行的策略，并对未来教育教学形态和学校组织形态的变化趋势及模式作出预测。黄光生[8]探讨了疫情下高校教学范式转型的被动应对与主动变革。梁慧颖[9]指出，大学教师教学发展正在逐步走向自觉，面对疫情的挑战，大学教师主体自觉为教学能力提升和自我专业发展提供坚实的改革基础。孙银宇等[10]就如何提高新冠肺炎疫情背景下线上教学质量开展研究，基于工科专业课的实际授课应用，构建资源、线上及设计结合的线上教学模式，为工科专业线上教学提供了新思路。

3  后疫情时期课程教学挑战实例分析

疫情期间及后疫情时期，高等院校的工科专业授课质量由于理论与实践教学脱节而受到较大影响，如何在后疫情时期防控政策允许条件下提高工科专业课程的授课质量，是亟待解决的问题。因此，开展后疫情时期工科专业理论与实践教学的改革探索很有必要。对此，笔者以2020年春季学期的授课课程“地球物理勘探数据处理与解释”为例进行分析。

勘查技术与工程（地球物理勘探方向，以下简称物探）分为野外数据采集、室内数据处理及资料解释三大环节。物探数据处理与解释课程包括物探工作流程的两个环节，重要性不言而喻。地球物理数据处理实习（课程学习、生产实习后单独安排时间进行）的目的是使学生结合生产教学实践，掌握地球物理数据（电法、地震、重磁、放射性等）的处理方法、要求、成果展示与解释等一整套实践性工作环节，在实习中进一步消化、巩固课堂中学到的理论知识，提高实践技能和应用理论解决实际问题的能力，并提高对专业的认识，培养刻苦耐劳的精神，为毕业实习和实践工作中的数据处理打下坚实基础。当前教学大纲上规定教师根据学生在实习中掌握的内容以及设计与报告编写、图件绘制、野外方法技术的掌握、劳动态度、团结协作精神进行综合考核，并评定成绩。其中专业课程的实验课分为演示、验证、综合、设计、创新等。明确要求通过演示、验证与综合实验，加强学生对理论知识的理解掌握与对实践技能的锻炼;通过设计、创新实验，突出学生对知识与技能的综合运用和基础创新能力的培养。可见，勘查技术与工程实习课程通常要求在相关理论课程学习之后进一步锻炼和培养学生综合运用理论所学知识能力，并最终提高解决工程实践问题和进行探索、创新的能力。

由于疫情暴发，传统物探数据处理与解释课程涉及的生产实习实践环节取消，改为理论教学为主与机房上机练习为辅，期望培养符合生产单位需求的应用型人才。在课前及课程授课过程中通过使用问卷星调研工具（发放31人，有效答卷31份），针对学生理论知识与实践教学方面差异进行调研。首先是对学生自身数理基础、计算机技能及地质基础掌握或者运用，以及其他物探专业知识（比如电法勘探、地震勘探等）的接受程度和应用程度进行评价调研。调研结果表明，约50%的物探专业学生认为对数理基础、计算机技能及地质基础要求较高;学生在接受物探数据处理与解释课程授课过程中，对物探专业知识、其他诸多基础知识的接受程度和应用程度各不相同（约21%较好、29%则为一般）。

此课程采用传统多媒体教室与机房相结合环境教授，旨在通过多媒体教室的理论教学巩固及培养学生解决实践问题能力，再通过机房计算机训练所学的理论知识。调研结果表明：约93%的学生认为教授内容、教授时段分离的传统教授模式不可避免地造成他们的认知程度及应用效果存在诸多局限性。物探专业涉及的观测方法包括重力方法、磁法、电磁方法、地震方法及放射性方法等，这些方法适用的数据处理与解释理论亦不尽相同。普遍采用的启发式及互动式教授方法因课时限制，通常以覆盖物探领域的基础知识传授为主，辅助进行针对所有学生的数量有限的实践训练项目。由于专业毕业设计通常针对一两种观测方法，加之每个学生对专业认知及兴趣点不同，有限的实践训练项目无法满足学生兴趣需求，导致在有限的上机训练实践环节学生积极性不高，或者无法找到学习的动力。而有限的训练项目需要覆盖全部学生的学习问题，因而亦无法深入每一种勘探方法的数据处理与解释的具体技巧学习。另外，还有约7%的学生认为此课程难以运用专业理论知识解决实践问题。因此，如何在后疫情时期封闭管理化、抗疫常态化形势下提高学生的实践训练能力，有待进一步探索。

4  后疫情时期教學改革对策

设计学生能够完成的实践教学基础知识巩固训练项目，分别为Grapher图示、Surfer图示、滤波、正演及反演。训练项目是模拟实际生产实践过程采集的数据进行处理，除了没有实际野外真实操作仪器，其余环节与实践实际情况一致。教学环节设计反馈环节，即存在问题及收集学生建议，授课教师根据反馈内容及指标，动态调整授课方式及重点答疑部分。通过将学生进行分组，形成团队，既可以分享各自的学习经验及方法，也符合物探工作实施过程所需的团队协作培养要求。经过小组自选及授课教师指导确定理论、实践综合训练项目（包括设计、预处理、处理、解释及形成报告等），并在合作探究学习方式、动态生成课堂环境辅助下，教师、组员共同完成综合训练项目。教师根据学生学习进程表现、综合训练项目完成程度进行考核，得到期末成绩。

关于本课程在后疫情时期教学改革对策的设计效果，课程结束后再次进行问卷星调查。首先是针对授课过程，教师设置的五个实践训练项目环节（Grapher图示、Surfer图示、滤波、正演、反演）是否有必要的调查结果表明：100%的学生认为很有必要进行，并且愿意参与实践训练环节;约93%的学生认为实践训练项目提高了对专业认知及满足了学习兴趣;71%和43%的学生分别认同此举提高了实践环节的积极性和找到了学习的动力;还有57%的学生能够深入课程的具体技巧学习。另外，同一调查问卷对教师设置的结题报告及展示报告环节是否有必要的调查结果表明：86%的学生认可结题报告形式的训练环节。可见，对策的设计与实施获得学生高度认可，并激起学生学习的兴趣，使得整体学习氛围没有因为疫情封闭化管理的弊端而受到影响。

将本文教学改革对策实施的物探专业数据处理与解释课程期末成绩与上一届学生的期末成绩进行对比。由于考试涉及课程的理论知识与实践知识的考核，仅单方面理论知识与实践知识掌握程度好不能获得较好的成绩，只有理论基础与实践技能两者都掌握，考试成绩才会比较高。统计表明：传统教学由于多媒体教室与实验室（机房）授课时段分离问题、授课内容分离问题，学生成绩优秀率仅为2%，高达50%的学生成绩为及格水平，甚至还有10%的学生没有通过课程考核。相比之下，本文教学改革教学模式的实践使得学生成绩优秀率高达20%，19%的学生为良好成绩，不及格率为0%。因此，后疫情时期教学改革对策的实施取得较好的教学改革效果。

综上，工科专业课程授课质量的好坏严重依赖于行之有效的理论与实践教学紧密结合的程度。从本专业课程传统教学存在的问题、后疫情时期封闭式管理的弊端形成的授课挑战而言，设计与实际生产实践一致的实践训练环节是非常有必要的。笔者注意到，由于训练项目针对每个学生的掌握程度不一致，教师需要投入额外的时间和精力去跟踪反馈学生的学习动态。本课程引入多名教师共同参与教学改革，很好地分担了教师教学的工作量，取得较好的效果。本文教学改革模式经过切换不同工科专业所配套的训练项目之后，即可应用到其他工科专业后疫情时期的专业课授课过程。

5  结论

新冠肺炎疫情的常态化防控仍将持续较长一段时期，传统工科专业理论与实践教学的模式因后疫情时期常态化防控的影响，将不得不进行探索与改革。以桂林理工大学勘查技术与工程专业为例，基于本专业核心课程后疫情时期教学面临的挑战，通过问卷调查结果指出，传统理论教学与机房实验授课内容、时段分离教学效果对学生的基础知识、专业知识的依赖度较高，导致教学效果较差。通过设计模拟实际生产实践训练项目，配合过程反馈、团队协作等措施，极大激发了学生的学习兴趣，提高了学生参与课程教学的积极性，最终通过期末成绩证明了后疫情时期教学改革对策实施的有效性。■

参考文献

[1]教育部应对新型冠状病毒感染肺炎疫情工作领导小组办公室关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见[A/OL].（2020-02-04）[2021-01-14].

http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202002/t2020

0205_418138.html.

[2]李静和，熊彬，丁彦礼.基于地区行业发展的勘查技术与工程专业课程教学改革研究与实践[J].高教学刊，2018（12）：

136-138.

[3]王敏，高国元，李凤霞，等.疫情期间地方高校在线教学实踐的个案调查与分析[J].中国信息教育化，2020（15）：

58-63.

[4]刘可，唐世星，聂帅帅，等.疫情防控背景下高职院校学生在线学习效果控制机制研究[J].中国信息教育化，

2020（15）：63-67.

[5]祝智庭，彭红超.全媒体学习生态：应对大规模疫情时期上学难题的实用解方[J].中国电化教育，2020（3）：1-6.

[6]焦建利，周晓清，陈泽璇.疫情防控背景下“停课不停学”在线教学案例研究[J].中国电化教育，2020（3）：106-113.

[7]王运武，王宇茹，李炎鑫，等.疫情防控期间提升在线教育质量的对策与建议[J].中国医学教育技术，2020（3）：

119-124，128.

[8]黄光生.被动应对与主动变革：疫情下的高校教学范式转型[J].高等理科教育，2020（4）：12-13.

[9]梁慧颖.后疫情时期大学教师教学发展将逐步走向自觉[J].高等理科教育，2020（4）：15-16，31.

[10]孙银宇，李长江，柯仲成，等.新冠肺炎疫情背景下线上教学在工科专业课中的应用[J].科技视界，2020（18）：

10-12.