基于慕課資源的混合教學(xué)模式在工程力學(xué)課程中的應(yīng)用

楊曉宇

(桂林航天工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，廣西桂林，541004)

一、引言

高等教育以培養(yǎng)人才、服務(wù)社會(huì)及科學(xué)研究為主要職能。蔡元培說過，欲預(yù)知明日之社會(huì)，先看今日之校園?？梢钥吹?，學(xué)校文化具有先導(dǎo)性。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師和學(xué)生面對面進(jìn)行教學(xué)，教師講授核心知識點(diǎn)和技能點(diǎn)，然后讓學(xué)生根據(jù)講解進(jìn)行練習(xí)。在這樣的教學(xué)模式下，教師主導(dǎo)課堂，信息顯示形式比較單調(diào)、呆板，教學(xué)效率低下，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而且，學(xué)生被動(dòng)接受學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)接受程度具有很大的局限性。因此，傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)新形勢的變化。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，學(xué)生把更多的目光聚焦在網(wǎng)絡(luò)資源上，各大高校教師也相繼推出網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，并對外開放教學(xué)資源，這極大地推動(dòng)了教學(xué)模式的改革。2012年，慕課應(yīng)運(yùn)而生。慕課(簡稱MOOC)是大規(guī)模開放在線式課程，很多高校教師將授課內(nèi)容、對課程重難點(diǎn)的講解及對知識點(diǎn)的理解等錄制成視頻，將其公開發(fā)表在網(wǎng)絡(luò)上。[1]學(xué)生不再只是通過教師的面對面講解來學(xué)習(xí)新知識，而是可以按照自己喜歡的授課風(fēng)格去互聯(lián)網(wǎng)上尋找相應(yīng)的慕課資源，這極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。慕課的發(fā)展也給一些高校教師帶來了危機(jī)感。

開放性是慕課的主要特點(diǎn)之一，即便是普通高校的學(xué)生也可以獲得名師教學(xué)資源。另外，慕課以視頻的形式存在于網(wǎng)絡(luò)中，這樣的傳播形式?jīng)Q定了學(xué)生可以充分利用碎片化的時(shí)間學(xué)習(xí)，既可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，又可以提升教學(xué)效率?？梢钥吹?，慕課與傳統(tǒng)課程相比有較大的優(yōu)勢。在慕課中，學(xué)生可以自主決定學(xué)習(xí)的時(shí)間，選擇喜歡的教師。而且，慕課呈現(xiàn)形式多樣化，使學(xué)生更容易理解知識點(diǎn)，個(gè)性得到了極大的發(fā)展。[2]然而，慕課也存在缺點(diǎn)，它最大的缺點(diǎn)在于不能像傳統(tǒng)教學(xué)那樣進(jìn)行交流互動(dòng)，學(xué)生碰到不懂的知識時(shí)無法及時(shí)向教師請教，這極大地打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。而且，慕課學(xué)習(xí)對學(xué)生的自律性提出了更嚴(yán)格的要求。因此，傳統(tǒng)教學(xué)和慕課學(xué)習(xí)需同步開展。學(xué)生可先通過慕課進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，針對無法解決的問題，則可在線下與教師交流。這樣的混合式教學(xué)一方面可以讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的自主權(quán)，另一方面也可以及時(shí)解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。本文主要對基于慕課資源的混合教學(xué)模式在工程力學(xué)課程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

二、混合教學(xué)模式的構(gòu)建

(一)工程力學(xué)課程的特點(diǎn)

工程力學(xué)作為一門工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，致力于在較少的課時(shí)內(nèi)使學(xué)生掌握力學(xué)的基本概念、原理，讓學(xué)生在遇到實(shí)際工程結(jié)構(gòu)問題時(shí)具備力學(xué)思維，為學(xué)生進(jìn)一步自學(xué)力學(xué)課程打下良好的基礎(chǔ)。[3]本課程的教學(xué)目標(biāo)如下：

第一，增強(qiáng)學(xué)生工程意識，讓學(xué)生具備力學(xué)基礎(chǔ)理論及應(yīng)用能力，為學(xué)生今后學(xué)習(xí)各門專業(yè)課奠基。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要能對物體進(jìn)行受力分析、對物體平衡進(jìn)行判斷等。

第二，使學(xué)生掌握構(gòu)件強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性評估方法，初步具備產(chǎn)品設(shè)計(jì)、事故分析等能力，使學(xué)生具有解決復(fù)雜機(jī)械工程問題所需的力學(xué)基礎(chǔ)知識及進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)的能力。

第三，將思政教育融入力學(xué)課程的教學(xué)中，把育人和育才結(jié)合起來，傳遞正確的價(jià)值觀，弘揚(yáng)愛國精神、奉獻(xiàn)精神和創(chuàng)新精神，為培養(yǎng)社會(huì)主義高素質(zhì)技術(shù)人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

工程力學(xué)是一門基礎(chǔ)課程。高等教育中的課程都是圍繞服務(wù)社會(huì)和科學(xué)研究進(jìn)行教學(xué)的，工程力學(xué)這門課程的開設(shè)目的之一便是讓學(xué)生學(xué)會(huì)解決實(shí)際工程問題。因此，在實(shí)際教學(xué)過程中，除了講解理論知識，還要注意培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)思維。

(二)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)單，錄制視頻或?qū)ふ覂?yōu)質(zhì)慕課資源

1.任務(wù)分解

將工程力學(xué)課程根據(jù)總體教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分解，確定教學(xué)大綱，闡明課程的性質(zhì)與目的，闡明本課程的教學(xué)目標(biāo)、與其他課程的關(guān)系、教學(xué)內(nèi)容、基本要求、重點(diǎn)和難點(diǎn)、擬安排的學(xué)時(shí)等，將教學(xué)任務(wù)分解成多個(gè)教學(xué)子任務(wù)，并為每個(gè)子任務(wù)編制學(xué)習(xí)工單。

2.知識點(diǎn)講解設(shè)計(jì)

工程力學(xué)里有許多概念。這些概念很多都是晦澀難懂的，如果只是對照著書本闡述一遍，那么部分學(xué)生可能無法理解。教師應(yīng)提前設(shè)計(jì)好對概念進(jìn)行深入解釋的案例，幫助學(xué)生理解。比如，在講解靜力學(xué)的基本原理時(shí)，教師需要先讓學(xué)生了解什么是原理?！霸碇傅氖侨藗冊谏詈蜕a(chǎn)實(shí)踐過程中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)，它被反復(fù)檢驗(yàn)并確認(rèn)符合客觀實(shí)際?！北热?，力的可傳性原理指的是作用于剛體上某點(diǎn)的力，可以沿著它的作用線移到剛體內(nèi)任意一點(diǎn)，并不改變該力對剛體的作用。在講解這個(gè)原理的時(shí)候，我們可以舉一個(gè)生活中常見的例子來幫助學(xué)生加深對這個(gè)原理的理解。如用同樣的力在后面推桌子和在前面拉桌子，產(chǎn)生的效果是一樣的，即桌子會(huì)以同樣的狀態(tài)往前移動(dòng)，通過對這個(gè)例子的講解，學(xué)生對力的可傳性原理會(huì)有個(gè)更直觀的認(rèn)識和理解。

3.錄制視頻或?qū)ふ覂?yōu)質(zhì)慕課資源

慕課最大的特色就是規(guī)模大，很多高校的教師都會(huì)參與慕課視頻的錄制，且投放慕課資源的平臺也很多。這也意味著慕課資源的質(zhì)量參差不齊。不同院校的辦學(xué)理念和側(cè)重點(diǎn)不一樣，有的培養(yǎng)的是應(yīng)用型人才，有的培養(yǎng)的是技能型人才。高校在開發(fā)慕課的時(shí)候會(huì)參考培養(yǎng)理念。另外，當(dāng)下很多慕課其實(shí)也只是將課堂教學(xué)過程錄制下來，再將其投放到網(wǎng)絡(luò)上，并不符合慕課的特點(diǎn)。真正的慕課是對知識點(diǎn)的引導(dǎo)，追求短小精辟、有趣有料，是對以往教育形式的突破。[4]因此，教師需提前對這些慕課資源進(jìn)行篩查，選出優(yōu)質(zhì)的慕課資源。在優(yōu)質(zhì)慕課資源的基礎(chǔ)上，教師需結(jié)合本校的教學(xué)特點(diǎn)及之前設(shè)計(jì)的知識點(diǎn)進(jìn)行講解，增加或刪減相關(guān)內(nèi)容，以更貼近本校實(shí)際教學(xué)要求。慕課視頻的內(nèi)容通常比較精簡，學(xué)生可以利用一些碎片化的時(shí)間，根據(jù)自己的狀態(tài)主動(dòng)選擇學(xué)習(xí)。慕課主要對重點(diǎn)的概念和公式進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)。同時(shí)，為了檢驗(yàn)學(xué)生對知識的掌握程度，需要添加相應(yīng)的練習(xí)題目，讓學(xué)生練習(xí)。

(三)線上慕課

慕課學(xué)習(xí)使學(xué)生在學(xué)習(xí)的選擇上有充分的時(shí)間和空間自由，同時(shí)，過分強(qiáng)調(diào)開放性對學(xué)生的自律性提出了更高的要求。因此，需要有引導(dǎo)及監(jiān)督機(jī)制來督促學(xué)生完成慕課的學(xué)習(xí)。采用QQ及超星“學(xué)習(xí)通”兩個(gè)平臺完成慕課學(xué)習(xí)的引導(dǎo)和監(jiān)督被證明具有良好的效果。[5]QQ可用于發(fā)布通知，布置任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間一般不指定某一特定時(shí)間，而是給予一定的期限，讓學(xué)生在這段期限內(nèi)結(jié)合自己的狀態(tài)自主決定完成學(xué)習(xí)的具體時(shí)間。慕課資源、教學(xué)視頻、課件等則存放在超星“學(xué)習(xí)通”上。該軟件有較好的記錄和統(tǒng)計(jì)功能，教師可以隨時(shí)查看學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度。學(xué)生慕課學(xué)習(xí)完成情況直接與平時(shí)成績掛鉤。

學(xué)生在慕課平臺上學(xué)完一節(jié)課后需完成對應(yīng)的作業(yè)，作業(yè)的完成效果直接反映學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況。教師在進(jìn)行課堂教學(xué)之前，可結(jié)合作業(yè)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有的放矢，重點(diǎn)講解學(xué)生認(rèn)為的難點(diǎn)，即教師不重點(diǎn)講解自己認(rèn)為的難點(diǎn)，而是以學(xué)生為導(dǎo)向，轉(zhuǎn)被動(dòng)為主動(dòng)。同時(shí)，教師要鼓勵(lì)學(xué)生對慕課教學(xué)效果進(jìn)行點(diǎn)評，找到最受學(xué)生歡迎的教學(xué)風(fēng)格，為后續(xù)教學(xué)水平的提升提供依據(jù)。

(四)課堂教學(xué)實(shí)施

慕課主要對重點(diǎn)的概念和公式進(jìn)行講解，練習(xí)題以選擇題和填空題為主，而工程力學(xué)這門課除了要掌握概念外，更重要的是學(xué)會(huì)解決問題，如會(huì)進(jìn)行受力分析、對材料強(qiáng)度進(jìn)行校核等。因此，課堂教學(xué)主要側(cè)重以下幾個(gè)方面：

第一，對課前練習(xí)的參與率與正確率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對正確率低的知識點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講解。同時(shí)，設(shè)置學(xué)生提問環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)提出學(xué)習(xí)中碰到的問題，進(jìn)行公開答疑。

第二，強(qiáng)化學(xué)生力學(xué)思維，提升學(xué)生解決問題的能力。工程力學(xué)中計(jì)算題大多給出了力學(xué)模型，學(xué)生針對該力學(xué)模型進(jìn)行受力分析。然而，針對實(shí)際問題，學(xué)生需要自己確定實(shí)際問題的范疇、次要因素及主要矛盾，簡化問題，創(chuàng)建代替實(shí)物的力學(xué)模型，明確該模型所使用或隱含的基本假設(shè)。如果沒有進(jìn)行相應(yīng)的思維訓(xùn)練，那么很多學(xué)生難以完成這些工作。因此，為了提升學(xué)生解決實(shí)際力學(xué)問題的能力，需有針對性地進(jìn)行練習(xí)。

第三，計(jì)算題的講解和練習(xí)。工程力學(xué)的任務(wù)主要為研究結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)和工程構(gòu)件失效等問題。這些研究任務(wù)側(cè)重解題思路和步驟，而解題思路和步驟難以在線上進(jìn)行演示和考核。因此，教師的線下教學(xué)應(yīng)重點(diǎn)講解解題思路和步驟，同時(shí)給學(xué)生布置課堂練習(xí)作業(yè)，鼓勵(lì)學(xué)生上臺演示解題過程，借此了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況及教學(xué)過程中容易疏忽的知識點(diǎn)。

三、混合教學(xué)模式效果分析

混合教學(xué)模式極大地提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，通過對學(xué)生進(jìn)行的階段性測試可知，學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效率得到了提高。此外，經(jīng)過慕課的先導(dǎo)學(xué)習(xí)，在課堂教學(xué)過程中，學(xué)生參與度更高，課堂氣氛更加活躍。

需要注意的是，雖然學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效率得到了提高，但仍有部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣沒有增強(qiáng)。這部分學(xué)生在線上學(xué)習(xí)時(shí)走馬觀花，應(yīng)付了事，導(dǎo)致在線下課堂學(xué)習(xí)過程中難以跟上教師的節(jié)奏，無法理解和掌握要學(xué)的知識。而在查看這部分學(xué)生的慕課學(xué)習(xí)進(jìn)度及作業(yè)正確率的時(shí)候，他們的表現(xiàn)卻十分“喜人”。學(xué)習(xí)進(jìn)度體現(xiàn)出來的“完成”可以通過掛機(jī)實(shí)現(xiàn)，即只是把視頻打開即可。而慕課的課后作業(yè)，學(xué)生可以通過各種途徑獲得答案，上面顯示的正確率在一定程度上會(huì)與實(shí)際情況有所偏差。也就是說，“學(xué)習(xí)通”軟件上記錄和統(tǒng)計(jì)的作業(yè)正確率與實(shí)際情況可能會(huì)有很大的偏差，而教師的課堂教學(xué)卻又參考了作業(yè)正確率，這樣的結(jié)果會(huì)加劇兩極分化，即學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、自律性高的學(xué)生，通過這樣的混合教學(xué)模式，學(xué)習(xí)效率會(huì)得到提高，而那些自律性較差的學(xué)生因在慕課上的學(xué)習(xí)只是走馬觀花，所以很難跟上課堂教學(xué)進(jìn)度。單純地通過打卡進(jìn)行監(jiān)督并不能很好地解決這個(gè)問題。如何構(gòu)建更加嚴(yán)格的監(jiān)督機(jī)制將是今后要重點(diǎn)解決的難題。

四、結(jié)語

當(dāng)前，“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代已經(jīng)到來。慕課作為“互聯(lián)網(wǎng)+”在教育領(lǐng)域的產(chǎn)物，對我們的學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生了巨大影響。通過對工程力學(xué)的課程教學(xué)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，基于慕課的混合教學(xué)模式既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，又提高了教師的教學(xué)效率。但從實(shí)踐結(jié)果看，基于慕課的混合教學(xué)模式仍然存在一些問題，需要進(jìn)一步解決。此外，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還衍生出很多新興技術(shù)，如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(簡稱VR)。VR利用電腦模擬一個(gè)虛擬世界，該虛擬世界不是平面的，而是三維空間，使用者在視覺、聽覺等方面都會(huì)有與在真實(shí)世界相同的感受，所以如身臨其境一般。隨著VR技術(shù)的不斷成熟，后續(xù)可考慮將其引入慕課建設(shè)中。