疫情形勢下基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂模式在教學(xué)改革中的應(yīng)用

魏麗華，于本福，劉丹

摘? 要： 2020年初，新冠肺炎疫情爆發(fā)，為使教學(xué)不停擺，各院校各專業(yè)全面開展在線教學(xué)。文章以混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程為例分析了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，介紹了基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢，對將微課應(yīng)用到混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程教學(xué)實(shí)踐、實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂模式進(jìn)行了初步研究，分析了微課制作和翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)現(xiàn)方式及注意事項(xiàng)，可為教學(xué)模式改革提供參考。為完善高質(zhì)量的教學(xué)體系提供了新的教學(xué)秩序和方式。

關(guān)鍵詞：新冠肺炎疫情;教學(xué)模式;混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理;微課;翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）30-0005-04

Abstract： At the beginning of 2020， facing the sudden outbreak of COVID-19， in order to keep teaching， universities and majors carried out online teaching in full swing. The paper takes the course of Design principle of concrete structure as an example， analyzes the deficiency of the traditional teaching mode， introduces the advantages of the classroom based on micro class flip， makes a preliminary study on the application of micro-lesson to the teaching practice of Design principle of concrete structure to realize the flipped classroom model， and analyzes the way of making micro-lesson and implementing flipped classroom and matters for attention， providing reference for the reform of teaching mode and provide a new teaching order and way for improving the high quality teaching system.

Keywords： COVID-19; teaching mode; Design principle of concrete structure; micro class; flipped classroom

2020年初新冠肺炎疫情爆發(fā)，在教育部“停課不停學(xué)”精神的指導(dǎo)下，為使教學(xué)不停擺，各院校各專業(yè)如火如荼地開展了在線教學(xué)。原在實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一上課并實(shí)踐的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)在新形勢下變得蒼白無力，實(shí)驗(yàn)部分一度受到影響而中斷。后續(xù)，雖然日常社會(huì)生活和學(xué)校教學(xué)秩序恢復(fù)正常，但師生仍迫切地需要新的教學(xué)模式來適應(yīng)新的形勢。

傳統(tǒng)教學(xué)方式常為幻燈片演示和板書相結(jié)合。幻燈片演示不僅能節(jié)省公式的推導(dǎo)時(shí)間，還能通過插入錄像、圖片鏈接更直觀、生動(dòng)地再現(xiàn)試驗(yàn)過程，一定程度上提高了教學(xué)質(zhì)量和效果[1]。但有限的學(xué)時(shí)和豐富的課程內(nèi)容有明顯的矛盾，面對大量的計(jì)算設(shè)計(jì)過程，教師講授知識點(diǎn)的時(shí)間有限。同時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程連貫性強(qiáng)，從材料到設(shè)計(jì)原理，從構(gòu)件設(shè)計(jì)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣。不掌握前面的知識勢必會(huì)影響理解和掌握后面的內(nèi)容，進(jìn)而降低整體的學(xué)習(xí)成效。

異于傳統(tǒng)課堂，翻轉(zhuǎn)課堂在課堂外完成知識傳授過程，而在課堂內(nèi)完成知識內(nèi)化過程。學(xué)生在課外通過老師提供動(dòng)畫、微課、微視頻等學(xué)習(xí)資料，預(yù)習(xí)并練習(xí)，課堂時(shí)間則用來討論、聯(lián)系、合作、匯報(bào)、輔導(dǎo)等。可見，翻轉(zhuǎn)課堂的混合式學(xué)習(xí)模式可以發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和課堂教學(xué)各自的優(yōu)勢，特別是在新冠肺炎疫情沒有徹底結(jié)束的情況下，學(xué)習(xí)方式靈活，可隨時(shí)調(diào)整線上線下教學(xué)方式，更有助于提升學(xué)習(xí)效果、提高學(xué)習(xí)效率[2]。

隨著快手、抖音等短視頻分享平臺受到許多年輕用戶的青睞，微課在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的應(yīng)用研究也迅速發(fā)展。微課是以闡釋某個(gè)知識點(diǎn)為目標(biāo)，以短時(shí)長的在線視頻為載體，針對性設(shè)計(jì)作業(yè)、練習(xí)、討論、評價(jià)等教學(xué)過程和資源的微視頻網(wǎng)絡(luò)課程。國內(nèi)外關(guān)于微課的理論研究較多，且由于其重難點(diǎn)突出、表現(xiàn)方式靈活多樣，學(xué)生可隨時(shí)隨地觀看，在高校教學(xué)中也正在普及。

針對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程，研究疫情形勢下基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂模式在教學(xué)中的應(yīng)用，分析微課的制作過程和翻轉(zhuǎn)課堂的具體實(shí)現(xiàn)，用微課的長處彌補(bǔ)常規(guī)教學(xué)的短處，從而適應(yīng)新形勢下的時(shí)代發(fā)展和各種突發(fā)狀況，提高教學(xué)效果和學(xué)生自學(xué)能力[1]。

一、課程目標(biāo)及設(shè)計(jì)原則

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理為土木工程專業(yè)本科生的專業(yè)核心課程，是一門理論和應(yīng)用同等重要的課程。前修課程主要有“三大力學(xué)”，后續(xù)課程主要有混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程及各類結(jié)構(gòu)類專業(yè)課。本課程是很多院?？佳械谋乜颊n程，在畢業(yè)設(shè)計(jì)和注冊類考試中也起著重要的作用。然而，本課程計(jì)算公式多而長、符號多易混淆、知識點(diǎn)瑣碎、構(gòu)造要求繁多、理解難度較大， 理論和實(shí)踐性強(qiáng)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式已難以滿足各類學(xué)生的需求，學(xué)生有畏難思想，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳[3]。如何在較少的學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生掌握該課程的精髓，僅通過課堂教學(xué)顯然無法實(shí)現(xiàn)。在信息時(shí)代背景下，學(xué)生的學(xué)習(xí)行為模式發(fā)生變化，討論、互動(dòng)、協(xié)作成為最常見的學(xué)習(xí)模式，建設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂，開展混合式教學(xué)，將教師的教學(xué)行為由課堂擴(kuò)展到課外，可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果。

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的課程目標(biāo)包括三個(gè)，分別是知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。

知識目標(biāo)是使學(xué)生掌握混凝土材料的力學(xué)性能，了解概率可靠度極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，掌握混凝土基本構(gòu)件在承載能力極限狀態(tài)下的設(shè)計(jì)和配筋計(jì)算，掌握其配筋及構(gòu)造，熟悉正常使用極限狀態(tài)下混凝土基本構(gòu)件的驗(yàn)算。

能力目標(biāo)是指學(xué)生能夠利用鋼筋混凝土設(shè)計(jì)的基本原理和方法解決實(shí)際工程中混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)、分析、校核問題，具有從事基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)能力，對于常見的工程案例，能做出合理的分析與評價(jià)。

素質(zhì)目標(biāo)是指培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力，培養(yǎng)獨(dú)立思考、鉆研探索的興趣。

本課程的設(shè)計(jì)使命：鑿開混沌得烏金;罄澄心以凝思;巧奪天工根植于土。

基于以上三個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程使命，本課程的設(shè)計(jì)遵循以下三個(gè)原則：

1. 課程內(nèi)容優(yōu)化調(diào)整，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)對基本概念的理解;引入數(shù)值模擬加深對知識的理解。

2. 結(jié)合教師參加的科研活動(dòng)及工程實(shí)踐，引入到在線課程教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的理論知識來分析問題、解決問題。

3. 增加學(xué)生課外在線學(xué)習(xí)時(shí)間，線上開展討論課、專題課，激發(fā)學(xué)生的興趣和思考。

本課程的關(guān)鍵詞可用三個(gè)詞語概括：博學(xué)，實(shí)踐，領(lǐng)悟。

二、翻轉(zhuǎn)課堂在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程教學(xué)中的應(yīng)用

（一）翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢

首先，課前通過雨課堂等教學(xué)APP把微課推送給學(xué)生，學(xué)生提前預(yù)習(xí)，合理利用碎片時(shí)間，安排學(xué)習(xí)時(shí)間和進(jìn)度，不懂的部分可多次觀看視頻并且已弄懂的部分可以跳過，從而實(shí)現(xiàn)最大化的自由，即“我的學(xué)習(xí)我做主”，有利于培養(yǎng)學(xué)生真正的自學(xué)能力，是一種真正意義上的分層次學(xué)習(xí)。

其次，翻轉(zhuǎn)課堂在時(shí)間相對寬裕環(huán)境下進(jìn)行，是一種創(chuàng)新的教學(xué)形式。最大限度地利用課下時(shí)間，短視頻和情境素材的融入，提高了學(xué)生的求知欲。同時(shí)，使預(yù)習(xí)內(nèi)容由課本上單調(diào)而枯燥的文字轉(zhuǎn)換為有聲有色的影像，從而更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

最后，該教學(xué)方式使教學(xué)內(nèi)容更豐富，教學(xué)信息量也更大，學(xué)有余力的學(xué)生可通過平臺獲得海量的學(xué)習(xí)資源，顯著提高學(xué)生的綜合能力。生活在信息時(shí)代，更要利用好信息資源。學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)和多媒體隨時(shí)隨地查閱、使用學(xué)習(xí)資源。實(shí)驗(yàn)視頻可以反復(fù)觀看，學(xué)生可以更深入地了解各種受力構(gòu)件破壞原理，從而對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和截面復(fù)核起到很大的幫助作用。

除此之外，基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，通過課前對微課預(yù)習(xí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)，簡單的基礎(chǔ)知識課前消化吸收，帶著課前理解不了的知識點(diǎn)進(jìn)課堂，既提高了學(xué)習(xí)興趣又提高了學(xué)習(xí)效率。同時(shí)教師也得以從講解中解放出來，有更多的時(shí)間和精力組織研討、答疑解惑。對于土木工程專業(yè)的學(xué)生來說，這種教學(xué)模式將會(huì)削弱或消除畏難情緒從而培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而更好地學(xué)習(xí)后續(xù)課程。

（二）微課的制作

微課短小精悍，時(shí)長控制在5-15分鐘，更緊密地聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，在最短的時(shí)間用通俗易懂的方式傳遞最大的信息量（圖1）。微課的制作是翻轉(zhuǎn)課堂展開的前提和基礎(chǔ)，這對教師提出更高的要求，需要花費(fèi)大量的時(shí)間搜集素材，合理設(shè)計(jì)構(gòu)思微視頻的錄制。同時(shí)要針對每個(gè)微視頻和教學(xué)目標(biāo)選擇合適的習(xí)題、作業(yè)和拓展資料，從而更好地發(fā)揮微課的作用并幫助學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)、理解并建構(gòu)知識體系[4]。

首先，微課選題要側(cè)重于重、難點(diǎn)，易出錯(cuò)，易混淆的概念公式等，有針對性地解決教學(xué)中的關(guān)鍵問題。還要精細(xì)化和有針對性地設(shè)計(jì)課件、作業(yè)、練習(xí)、討論和評價(jià)等活動(dòng)。以課程中“單筋矩形截面受彎構(gòu)件”為例，微課知識點(diǎn)表1所示。每點(diǎn)的講解時(shí)間為5-15分鐘，便于學(xué)生以高度集中的注意力理解和學(xué)習(xí)。微課雖然有時(shí)間上的“微”但是內(nèi)容卻很凝練。

其次，微視頻包括屏幕式和外拍式兩種制作方式。我們在本課程利用錄屏軟件錄制，完整記錄教學(xué)過程，結(jié)合其他素材進(jìn)行編輯。制作時(shí)還要保證精細(xì)化，動(dòng)畫要突出重、難點(diǎn)逐步呈現(xiàn)，同時(shí)還可在觸控面板上選擇不同顏色的彩筆，隨畫隨錄，這樣的方式更直觀也易于接受。

微視頻的“微”主要體現(xiàn)在時(shí)間短，這就要求必須省去很多繁文縟節(jié)，簡明扼要地引入知識點(diǎn)，迅速引起學(xué)生注意。知識點(diǎn)的講解還要兼顧承上啟下，逐步啟發(fā)，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生用已學(xué)會(huì)的知識來解決出現(xiàn)的新問題，從而掌握新知識。例如，講解大小偏心受壓破壞的判別時(shí)，要把它的破壞原理同前期學(xué)過的雙筋受彎構(gòu)件來類比，通過了解受拉鋼筋、受壓鋼筋和受壓混凝土這三種材料破壞的先后順序，來理解受壓破壞的原理，從而通過力學(xué)知識列出大小偏心相應(yīng)受力平衡方程，是在理解的基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)，而不是通過死記硬背。

（三）翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)現(xiàn)

翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)現(xiàn)是通過在實(shí)踐教學(xué)中引入微課，借助互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢和雨課堂等教學(xué)APP，把課前預(yù)習(xí)和課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，最大程度地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮學(xué)習(xí)主體的主動(dòng)性，又能體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用，通過提前錄制發(fā)布微課，設(shè)計(jì)作業(yè)、習(xí)題、討論等教學(xué)環(huán)節(jié)，教師課堂上可更好地解決學(xué)生預(yù)習(xí)中的難點(diǎn)問題，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的問題，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，達(dá)到教與學(xué)并重的效果[5]。

基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式主要包含課內(nèi)和課外，課外的自主學(xué)習(xí)依賴于提前設(shè)計(jì)和推送的微課資源，以學(xué)生為主導(dǎo)，教師起引導(dǎo)作用;課內(nèi)的互動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)，教師為主導(dǎo)，重點(diǎn)解決學(xué)生預(yù)習(xí)中的難點(diǎn)和易混淆知識點(diǎn)，引導(dǎo)和開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和綜合應(yīng)用能力。通過精心設(shè)計(jì)的微課資源和雨課堂APP等推送軟件引導(dǎo)學(xué)生在課前獨(dú)立學(xué)習(xí)，了解相關(guān)知識，變被動(dòng)為主動(dòng)，帶著問題去學(xué)習(xí)，為課堂上知識的內(nèi)化，靈活和綜合運(yùn)用打好基礎(chǔ)。翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用創(chuàng)造了更加高效和充實(shí)的課堂，實(shí)現(xiàn)了教師的主導(dǎo)性和學(xué)生的主體性，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中教師滿堂灌、學(xué)生被動(dòng)聽的學(xué)習(xí)窘狀。其基本模式如圖2所示。

以“偏心受壓構(gòu)件破壞”部分為例。課前學(xué)生通過微課的學(xué)習(xí)已對大小偏心受壓有所了解，課堂教學(xué)時(shí)，教師先重點(diǎn)講解原理，同時(shí)也對課前有疑問的同學(xué)解惑。而更多的時(shí)間則用于典型例題的討論，如大小偏心受壓的本質(zhì)區(qū)別是受拉區(qū)的鋼筋是否能屈服，引導(dǎo)同學(xué)們能夠畫出大小偏心受壓的計(jì)算簡圖，并且能夠區(qū)分幾個(gè)偏心距之間的關(guān)系。從而引導(dǎo)學(xué)生們通過計(jì)算簡圖列出大小偏心受壓產(chǎn)生破壞的計(jì)算公式;再進(jìn)一步分情況討論受壓區(qū)和受壓區(qū)配筋面積是否已知對解題方法的影響。通過這樣的對比使知識得以內(nèi)化，教師經(jīng)過講解規(guī)范和總結(jié)討論結(jié)果，學(xué)生課后再通過課程網(wǎng)站復(fù)習(xí)，從而更好地掌握所學(xué)。

（四）翻轉(zhuǎn)課堂對教師的要求

翻轉(zhuǎn)課堂既是對傳統(tǒng)課堂教學(xué)順序的翻轉(zhuǎn)，也是對傳統(tǒng)教學(xué)理念的變革，教師不僅需要有廣博的專業(yè)知識和職業(yè)素養(yǎng)，還需熟練掌握現(xiàn)代教育教學(xué)理論，并靈活運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)。翻轉(zhuǎn)課堂的核心內(nèi)容——微課制作過程，就對教師的綜合素質(zhì)提出了挑戰(zhàn)。為保障學(xué)生課前學(xué)習(xí)效果還需制定措施并布置對應(yīng)章節(jié)的習(xí)題。要保證微課與教學(xué)目標(biāo)、課程設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容一致，教師需考慮的因素包括視頻效果、視頻時(shí)間等，對于重、難點(diǎn)還需錄制不同版本的視頻方便學(xué)生分層次學(xué)習(xí)和分小組討論[6]。

三、彈題、章節(jié)測試及習(xí)題庫的制作

微課錄制完成，為讓學(xué)生更好地鞏固每個(gè)知識點(diǎn)，需要為每個(gè)知識點(diǎn)準(zhǔn)備對應(yīng)的練習(xí)題，即彈題。方便學(xué)生在看該段錄像時(shí)，及時(shí)通過彈題鞏固本小節(jié)知識。根據(jù)每章內(nèi)容會(huì)劃分為多個(gè)知識點(diǎn)錄制多個(gè)微課，根據(jù)微課的長短，通常每5分鐘布置一個(gè)彈題。然后每一章節(jié)內(nèi)容完成后，有對應(yīng)的章節(jié)練習(xí)題（客觀題）和章節(jié)討論題（主觀題）。

最后再建一個(gè)本門課程的題庫，涵蓋本門課程的各個(gè)章節(jié)，包含主觀題和客觀題，學(xué)生學(xué)完本門課程后，可以隨機(jī)組卷，通過看視頻、做題鞏固所學(xué)課程知識（圖3）。

四、結(jié)束語

本文以混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程為例，微課與課堂教學(xué)內(nèi)容結(jié)合，課外和課內(nèi)結(jié)合，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，開展新形勢下高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè)，改變以教師為中心到以“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，從傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬C合型、設(shè)計(jì)型、研究型”的學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程，更大程度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性[7]。

針對我國土木工程專業(yè)教育領(lǐng)域面臨的新形勢，任課教師只有在課程內(nèi)容、教學(xué)方式和考評機(jī)制等多方面、持續(xù)地進(jìn)行改進(jìn)和與時(shí)俱進(jìn)，才能保證教學(xué)質(zhì)量的不斷提高，使培養(yǎng)學(xué)生獲得滿意的效果。

新冠肺炎疫情對教學(xué)的影響巨大， 為確保教學(xué)質(zhì)量，各部門各學(xué)科教師均在謀求新的教學(xué)方式以適應(yīng)新的環(huán)境。

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理屬于一門應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，課程的開展離不開教材應(yīng)用、課堂組織和計(jì)算機(jī)軟硬件的配合使用。通過調(diào)整教材內(nèi)容、面授與在線教學(xué)方式相結(jié)合和充分利用一切可用實(shí)驗(yàn)設(shè)備等多種方式，目前已經(jīng)在教學(xué)實(shí)踐中取得了一定的成效，未來也能應(yīng)對隨時(shí)出現(xiàn)的疫情，為完善高質(zhì)量的教學(xué)體系提供了新的教學(xué)秩序和方式。

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