基于慕課的工程力學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐

杜家政 楊慶生 葉紅玲 王晶 劉夏

摘 ?要：適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)需求，課程組創(chuàng)建了包括課程思政與虛擬實(shí)驗(yàn)的工程力學(xué)慕課，基于慕課完成了3輪翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐。通過對學(xué)生的問卷調(diào)查，分析了翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)缺點(diǎn)。線上教學(xué)給予學(xué)生充分自主性，對于難點(diǎn)可多次回放，有問題可在線提出，完成基本教學(xué)功能。線下教學(xué)可重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)、深挖知識內(nèi)涵、擴(kuò)展知識外延，提高教學(xué)的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。線上和線下教學(xué)相互補(bǔ)充、相輔相成能夠有效提高教學(xué)質(zhì)量和改進(jìn)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué);慕課;翻轉(zhuǎn)課堂;金課建設(shè);問卷調(diào)查

中圖分類號：G642 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2022）02-0084-04

Abstract： To meet the needs of talents training for new engineering， the course group created the Engineering Mechanics MOOC， including ideological and political education and virtual experiment， and completed three rounds of flipped classroom teaching practice based on the MOOC. Through the questionnaire survey of students， the advantages and disadvantages are analyzed for the flipped classroom. Online teaching gives students full autonomy， for difficult points can be replayed many times， and problems can be raised online to complete the basic teaching function. Offline teaching can emphasize， dig deep into the connotation of knowledge， expand the extension of knowledge， and improve the high-level， innovative and challenging degree of teaching. Online and offline teaching are complementary to each other， which can effectively improve the quality of teaching and improve the teaching effect.

Keywords： engineering mechanics; MOOC; flipped classroom; golden course construction; questionnaire survey

隨著教育部提出了“兩性一度”的金課標(biāo)準(zhǔn)，金課建設(shè)逐漸成為高校的研究熱點(diǎn)，慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、虛擬實(shí)驗(yàn)在網(wǎng)上快速的出現(xiàn)，給教學(xué)提供了大量的優(yōu)質(zhì)資源。從2012年慕課興起以來，人們更關(guān)注其開放、免費(fèi)、低成本等優(yōu)點(diǎn)，隨著時間的推移，其沒有互動、沒有評價等缺點(diǎn)也逐漸顯現(xiàn)出來[1]?；ヂ?lián)網(wǎng)是慕課的直接推動力，充分利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，互聯(lián)網(wǎng)+教育是現(xiàn)階段教育的發(fā)展趨勢，是新時期教育變革和創(chuàng)新的新探索和新選擇[2]。李仕等[3]對高校大規(guī)模班級混合式教學(xué)模式進(jìn)行了探索，通過督促自學(xué)、隨堂測試、同伴互動評價等手段保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提出課堂翻轉(zhuǎn)重在“導(dǎo)”而不是“教”，教學(xué)流程再造至關(guān)重要。姚友明等[4]從團(tuán)隊(duì)建設(shè)、課程資源、教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)支持與數(shù)據(jù)記錄等方面對線上線下混合式教學(xué)效果進(jìn)行了評估，認(rèn)為通過成熟的課程公共服務(wù)平臺支撐，實(shí)現(xiàn)資源共建共享，能極大地整合分散在各校的優(yōu)秀師資力量、優(yōu)質(zhì)教育資源。張正[5]對地方高校慕課資源整合與重構(gòu)進(jìn)行了研究，提出慕課的多樣、高效、開放共享等特點(diǎn)可以提升地方高校的課堂教學(xué)質(zhì)量。李嬌等[6]對地方高校大學(xué)生參與慕課學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查與分析，提出了推進(jìn)慕課的建議：加強(qiáng)慕課的本土化整合、強(qiáng)化慕課學(xué)習(xí)指導(dǎo)、加強(qiáng)慕課教學(xué)活動的建設(shè)。姚雪霞等[7]對信息化教學(xué)模式在大學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，指出信息化教學(xué)改革應(yīng)通過頂層設(shè)計(jì)，自上而下從教學(xué)理念、機(jī)制、平臺和實(shí)施等各方面著手，重構(gòu)適應(yīng)信息化條件下學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和能力發(fā)展需求，切實(shí)提高課堂教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。王旭珍等[8]基于物理化學(xué)慕課采用翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行了改革與實(shí)踐，根據(jù)知識點(diǎn)的難易程度，構(gòu)建不同層次、不同形式的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，增強(qiáng)了學(xué)生主動獲取知識的能力，有效提高了課程教學(xué)質(zhì)量。李貴安等[9]對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下教師角色進(jìn)行了研究和實(shí)踐，提出了PACE核心要素與CPID理念。

為響應(yīng)教育部建設(shè)“金課”的號召，北京工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)課程組錄制了工程力學(xué)的教學(xué)視頻（115個視頻，累計(jì)時長1311分鐘），并在智慧樹平臺上創(chuàng)建了專業(yè)資源庫[10]，已被引用17次，累計(jì)726個視頻，在中國大學(xué)慕課已經(jīng)完成3輪慕課課程[11]，累計(jì)受益學(xué)生7673人。針對校內(nèi)學(xué)生，在中國大學(xué)慕課完成一輪SPOC課程，在智慧樹平臺完成3輪翻轉(zhuǎn)課堂，取得了良好的教學(xué)效果。新冠疫肺炎情期間，線上線下混合式教學(xué)全部轉(zhuǎn)移到線上，教學(xué)平臺在教學(xué)過程中發(fā)揮了重要作用，獲得專家和學(xué)生的好評。在線上教學(xué)過程中，對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行了問卷調(diào)查，收回354份有效問卷。經(jīng)過對問卷的整理、分析、比較，總結(jié)了線上教學(xué)和線下教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)，為更好地開展線上線下混合式教學(xué)提供參考和指導(dǎo)。

一、線上線下混合式教學(xué)的實(shí)踐

線上線下混合式教學(xué)主要包括教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)過程設(shè)計(jì)、學(xué)生與教師評價體系和持續(xù)改進(jìn)制度四個方面。

（一）教育資源建設(shè)

教學(xué)資源建設(shè)的目的是把完整、全面的力學(xué)知識體系提供給學(xué)生。內(nèi)容是基礎(chǔ)，需要對知識體系進(jìn)行梳理，形成若干獨(dú)立的知識點(diǎn)，知識點(diǎn)能夠完全覆蓋力學(xué)體系，通過邏輯關(guān)系將知識點(diǎn)聯(lián)系起來。每個知識點(diǎn)從工程需求提出，分析知識的來龍去脈，最后落腳在工程問題的解決。在對知識體系梳理的基礎(chǔ)上，請有經(jīng)驗(yàn)的老師錄制教學(xué)短視頻，視頻要兼顧知識性和趣味性，能夠吸引學(xué)生通過視頻進(jìn)行自學(xué)。通過技術(shù)手段檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，如視頻中間設(shè)計(jì)問題彈窗、視頻后有知識測驗(yàn)、開放討論題和線上答疑、交流，線上問題要簡單、有針對性，重點(diǎn)考查學(xué)生對基本知識的掌握和理解，不能用難題打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自學(xué)能力。網(wǎng)上有豐富的教學(xué)資源，可以選擇性引用來豐富教學(xué)資源，應(yīng)用的時候一定要對教學(xué)資源有全面的了解和把握。

（二）教學(xué)過程設(shè)計(jì)

在完善教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，教學(xué)過程非常重要，主要分為7個階段：線上自學(xué)、線上討論、線上自測、線下研討、線上作業(yè)、線上考試、線下統(tǒng)考。

1. 線上自學(xué)。線上自學(xué)對學(xué)生要求很高，可以根據(jù)學(xué)生的情況，從點(diǎn)到面慢慢展開。要求學(xué)生在課前必須看完指定的幾段視頻，對沒有完整看完的同學(xué)重點(diǎn)關(guān)注，讓學(xué)生完成基本知識的學(xué)習(xí)，鍛煉自學(xué)能力。

2. 線上討論。針對每節(jié)課設(shè)計(jì)課堂討論題，問題具有開放性和一定高度，讓學(xué)生有思考的空間。例如，在緒論課提出的問題：“學(xué)習(xí)工程力學(xué)課的目的和意義？”學(xué)生回答：“我想學(xué)習(xí)工程力學(xué)目的之一是掌握好力學(xué)的基本概念、方法和原理，只有先學(xué)習(xí)好這些最基本的東西，才是未來繼續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和基石;其次，我覺得很重要的一點(diǎn)就是培養(yǎng)分析問題的能力和一種思維，就是看到問題我應(yīng)該怎么想，從什么角度去出發(fā)，而不是盲目的，沒有方向的思考;最后，我覺得要培養(yǎng)一種解決問題的能力，這個應(yīng)該是最難的，當(dāng)然要花費(fèi)時間精力去積累經(jīng)驗(yàn)，怎么解決問題，我認(rèn)為是我們學(xué)習(xí)的最重要的目的和意義。”老師評語：“你說的很全面，老師為你點(diǎn)贊！有一個其他同學(xué)沒提到的問題，我再強(qiáng)調(diào)一下，在這門課中，概念非常多，大家在學(xué)習(xí)的過程中，一定要認(rèn)真去理解每個概念，思考很多概念之間的細(xì)微差別?；靖拍钍腔A(chǔ)，非常重要，掌握了基本概念，你就掌握一多半的力學(xué)知識！”

3. 線上自測。在每個視頻中間設(shè)計(jì)2～3個簡單的選擇和判斷題，問題要簡單、直白，只要看了視頻肯定能回答正確，通過正確率可以檢驗(yàn)學(xué)生看視頻的認(rèn)真程度。視頻后，設(shè)計(jì)單元測驗(yàn)，主要考查對基本概念的理解和掌握，有一定難度和挑戰(zhàn)度，需要學(xué)生思考或者回放視頻才能回答正確。線上自測和線上討論不分先后，要求在線下課之前完成。

4. 線下研討。通過線上討論和線上自測，對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況有了一定的了解，不再重復(fù)視頻中的內(nèi)容，針對學(xué)生存在的問題，在線下見面課對重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行講解，重點(diǎn)關(guān)注沒看完或看完視頻和單元自測中出錯率高的同學(xué)。

5. 線上作業(yè)。給學(xué)生布置一定量的計(jì)算題，包括一個有難度的工程問題，要求計(jì)算題獨(dú)立完成，工程問題分組完成，學(xué)生在網(wǎng)上完成提交，通過學(xué)生先互評、老師后評的方式增加學(xué)生的參與度。

6. 線上考試。線上期末考試全部為客觀題，屬于資格考試，重點(diǎn)考查學(xué)生對基本概念的理解和掌握，只有通過線上期末考試的同學(xué)才能參加線下統(tǒng)考。

7. 線下統(tǒng)考。線下統(tǒng)考通過“背對背”出題、流水閱卷的方式，對各個教學(xué)課堂的教學(xué)效果進(jìn)行評估，分析問題的原因，作為下一輪授課改進(jìn)的依據(jù)。

（三）學(xué)生與教師評價體系

對教學(xué)過程進(jìn)行嚴(yán)格管控，每個環(huán)節(jié)都有記錄成績，學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能隨時查看自己的成績和排名。根據(jù)教學(xué)過程，學(xué)生總評成績也分為7部分：線上自學(xué)占8%、線上討論占8%、線上自測占8%、線下研討采用加分模式、線上作業(yè)占16%、線上考試占10%、線下統(tǒng)考占40%，還有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)占10%。

教師評價體系主要包括線上互動、專家聽課、學(xué)生評價和期末成績四個方面。線上互動是教師與學(xué)生互動的次數(shù)占，20%;專家聽課主要對線下見面課進(jìn)行評價，占30%;學(xué)生評價是學(xué)期末學(xué)生在網(wǎng)上給教師打分（教務(wù)處統(tǒng)一管理），占30%;期末統(tǒng)考成績反映教學(xué)效果，占20%。

（四）持續(xù)改進(jìn)制度

根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教師評價，每位老師完成學(xué)期總結(jié)報告，課程組開會對總結(jié)報告進(jìn)行分析，要請聽課專家和學(xué)生代表參加會議，發(fā)現(xiàn)存在的問題，制定下一輪課程的改進(jìn)措施和指導(dǎo)意見。

二、調(diào)查問卷與結(jié)果分析

在線上教學(xué)過程中，對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行了問卷調(diào)查，收回354份有效問卷，問卷中的9個問題的回答情況如下。

（一）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的總體效果（單選題）

（二）線上慕課自學(xué)情況（單選題）

（三）線上直播情況（單選題）

（四）線上慕課和直播課的交互情況（單選題）

（五）課后作業(yè)情況（單選題）

（六）問題求助情況（單選題）

（七）直播課互動情況（單選題）

（八）對教師網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的意見和建議（單選題）

（九）對慕課視頻的感受和評價（單選題）

通過數(shù)據(jù)分析，可以得出如下結(jié)論：（1）學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)接受程度較高，54.5%的學(xué)生認(rèn)為可以代替甚至優(yōu)于傳統(tǒng)線下教學(xué);（2）82.5%的學(xué)生能主動在課前通過慕課自學(xué)，能夠保證翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施;（3）疫情期間，74%的學(xué)生能夠認(rèn)真通過直播上課;（4）56.8%的學(xué)生能充分利用線上慕課和直播課（線下課），對課堂回放功能支持度很高，這是傳統(tǒng)課堂無法實(shí)現(xiàn)的，11.6%的學(xué)生對直播課（線下課）重復(fù)不支持，需要更新直播課（線下課）內(nèi)容，避免內(nèi)容的重復(fù);（5）83.9%的學(xué)生能按時完成作業(yè)，說明對課程掌握程度良好;（6）65.3%的學(xué)生能與老師保持暢通的交流;（7）72.6%的同學(xué)需要互動，互動能使課堂保持活力;（8）67.8%的學(xué)生對線上課程滿意;（9）74%的學(xué)生認(rèn)為慕課可以代替課堂教學(xué)或者作為課堂教學(xué)的補(bǔ)充。

三、結(jié)論

經(jīng)過線上線下混合式教學(xué)的實(shí)踐和疫情期間的線上教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合通過問卷得到的學(xué)生反饋，對混合式教學(xué)進(jìn)行了深入的思考，更加清晰地理解和感受到了線上線下混合式教學(xué)的特點(diǎn)和規(guī)律，主要結(jié)論總結(jié)如下：

1. 混合式教學(xué)是介于線上教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)之間的教學(xué)模式，能夠充分利用線上教學(xué)和傳統(tǒng)線下教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。

2. 混合式教學(xué)可以解決學(xué)時壓縮引起的一些矛盾，如：學(xué)時壓縮導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容刪減，知識體系不完整，或?yàn)榱吮ＷC教學(xué)內(nèi)容的完整，導(dǎo)致教學(xué)沒有深度。

3. 混合式教學(xué)有利于學(xué)生參與教學(xué)，能夠提高學(xué)生的自學(xué)能力、發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的能力;另外，混合式教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的快樂。

4. 混合式教學(xué)能夠讓教師不再花大部分時間講授知識，有精力挖掘知識的深度，從更高的層次去培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。

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