理論力學(xué)在線教學(xué)模式探究

譚燕 馬強(qiáng) 黃艷雁 周金枝 姜久紅

[摘 要]在疫情防控背景下，教育部提出了“停課不停學(xué)”的號(hào)召，各個(gè)高校以最快的速度開啟了在線教學(xué)行動(dòng)。理論力學(xué)課程是一門理論性極強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，知識(shí)點(diǎn)繁多瑣碎，概念抽象，應(yīng)用靈活，特別是運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)內(nèi)容。課程組借助超星學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺(tái)和 QQ即時(shí)交流工具，更新教學(xué)設(shè)計(jì)，創(chuàng)新直播教學(xué)新方法，實(shí)行課堂互動(dòng)全覆蓋，情“浸”課程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，經(jīng)過一學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，形成了“探究式的課前、現(xiàn)場(chǎng)感式的課中、不下線的課后”的線上教學(xué)模式。實(shí)踐證明，該模式不僅可以提高教學(xué)效果，而且在調(diào)動(dòng)學(xué)生線上學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)方面也有很大的幫助。

[關(guān)鍵詞]探究式;現(xiàn)場(chǎng)感式;互動(dòng);考核;在線教學(xué)

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2021）12-0055-03

2019年底，突如其來的新型冠狀病毒疫情，打破了教學(xué)工作的常態(tài)，教育部提出了“停課不停學(xué)”的號(hào)召[1]。隨后，各地教育行政部門紛紛響應(yīng)，迅速推出線上學(xué)習(xí)指導(dǎo)意見及方案，各級(jí)學(xué)校紛紛積極投入在線教學(xué)工作的開展中，在線教學(xué)一夜之間成為主流[2]。事實(shí)上，在線開展遠(yuǎn)程教學(xué)，是不得已而為之的應(yīng)急舉措，然而在線上與線下相結(jié)合的混合式教學(xué)已是現(xiàn)代教學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)的背景下[3]，接受這一挑戰(zhàn)和機(jī)會(huì)，通過線上教學(xué)這種新的教學(xué)模式有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，提升教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，推動(dòng)學(xué)校教育信息化健康發(fā)展，深化課堂教學(xué)改革，已然迫在眉睫。

一、理論力學(xué)“探究式”的課前設(shè)計(jì)

理論力學(xué)課程是一門理論性極強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課[4]，其內(nèi)容飽滿，難度較大，學(xué)分重，學(xué)時(shí)緊湊，是土木類、機(jī)械類等學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)。鑒于這門課程的邏輯極其嚴(yán)謹(jǐn)，概念多、公式多、計(jì)算多的特點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)授課前，建議準(zhǔn)備兩大“法寶”：一是電子版教材，一是網(wǎng)絡(luò)直播手寫板，力學(xué)課的美只有通過板書這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式才能完全展現(xiàn)出來。

經(jīng)過調(diào)研，最終確定主要采取“QQ群直播+學(xué)習(xí)通”相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)需要，在學(xué)生課前分享題目或文獻(xiàn)閱讀時(shí)，采用騰訊會(huì)議。雖然QQ群中的共享屏幕有些簡單，但是不卡頓，符合學(xué)生隨時(shí)使用QQ的習(xí)慣，能即時(shí)進(jìn)入課堂，非常方便，效果良好。

最后，利用超星平臺(tái)創(chuàng)建理論力學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程，發(fā)放課程資料包，資料色主要包含電子版教材、教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度表、教學(xué)課件及教案、與教材配套的哈爾濱工業(yè)大學(xué)-中國慕課-理論力學(xué)優(yōu)質(zhì)視頻教學(xué)資源等，按教學(xué)進(jìn)度發(fā)放“章節(jié)課前導(dǎo)學(xué)單”，以實(shí)時(shí)目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生;結(jié)合超星平臺(tái)互動(dòng)手段，如問卷、搶答、測(cè)驗(yàn)、討論、選人等，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主性完成“探究式”的課前預(yù)習(xí)[5]，見圖1。通過后臺(tái)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)提問，了解學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)情信息，由此定位學(xué)生的問題，決定直播階段的教學(xué)重難點(diǎn)，高效率打造屬于“你我”的“量身定制”的在線課堂。

二、理論力學(xué)“現(xiàn)場(chǎng)感式”課堂的建立

（一）更新教學(xué)設(shè)計(jì)，做好課堂互動(dòng)

在線上教學(xué)中，如何讓學(xué)生有如進(jìn)入實(shí)體課堂的“現(xiàn)場(chǎng)感”？如何讓教師有如站上講臺(tái)的“觀眾感”？面對(duì)冰冷的屏幕，如何將屏幕背后的“師”與“生”友愛地聯(lián)系在一起，讓屏幕變成“最溫暖的墻”？筆者認(rèn)為，這些是讓線上課堂綻放的情感目標(biāo)[6]。圍繞這個(gè)目標(biāo)，能否做好教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂互動(dòng)是決定線上教學(xué)成敗的兩大要點(diǎn)。

學(xué)生學(xué)習(xí)主要依靠教師設(shè)計(jì)的內(nèi)容。沒有優(yōu)質(zhì)的、符合自己學(xué)生特點(diǎn)的，滿足學(xué)生需求的，能激發(fā)學(xué)生興趣的課程內(nèi)容，就難以發(fā)揮在線教學(xué)的功能。因此，教師需要花費(fèi)很多時(shí)間和精力去重新思考每一次課內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)，包括重新調(diào)整PPT。以理論力學(xué)中“點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)”章節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)為例，見圖2。

該章節(jié)的主要內(nèi)容有四部分：三種運(yùn)動(dòng)及合成運(yùn)動(dòng)的概念、牽連點(diǎn)、動(dòng)點(diǎn)和動(dòng)系的選擇;點(diǎn)的速度合成定理;動(dòng)系平動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理;動(dòng)系轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理。首先，教師通過設(shè)置場(chǎng)景帶入絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)概念的理解，吸引學(xué)生對(duì)概念進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后通過動(dòng)畫演示分解動(dòng)作，更立體地幫助學(xué)生深入理解重難點(diǎn)，如牽連點(diǎn)的概念，真正做到系統(tǒng)掌握理論知識(shí)。有了基本概念理解作為基礎(chǔ)支撐，接下來教師分析點(diǎn)的速度合成定理和加速度合成定理等核心內(nèi)容就水到渠成了，學(xué)生也更能自我肯定，對(duì)課程產(chǎn)生興趣[7]，提高學(xué)習(xí)效率。當(dāng)然，由于課前已充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性讓學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)，因此，教師設(shè)計(jì)線上教學(xué)的原則，就是把“教”減到最少，把學(xué)生的“學(xué)”放到最大。

線下課堂里，教師應(yīng)跟學(xué)生輪番互動(dòng)，做到人人參與，人人互動(dòng)，使學(xué)生的課堂幸福感滿滿，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性可想而知。首先，在電腦屏幕的背后，一定要有師生的信任。參照線下課堂，教師手持“平時(shí)成績登記表”，或借助學(xué)習(xí)通平臺(tái)的“選人”功能，根據(jù)課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)的需要，一個(gè)班一個(gè)班，一個(gè)人一個(gè)人地輪著“連麥”，做好答題情況記錄與信號(hào)連接記錄等。絕大多數(shù)學(xué)生愿意回答問題，一部分優(yōu)秀的學(xué)生還能主動(dòng)“連麥”提出比較新穎的問題。教學(xué)中未能同時(shí)“連線”的學(xué)生可在聊天區(qū)通過文字或是上傳解答照片，實(shí)時(shí)交流討論，進(jìn)行教學(xué)資源共享，使線上線下課堂實(shí)質(zhì)等效，甚至學(xué)生線上課程參與度比傳統(tǒng)線下實(shí)體課堂還要高，更利于個(gè)性化培養(yǎng)。

這樣的課堂很有“現(xiàn)場(chǎng)感”，課堂教學(xué)非常融洽、默契，疫情下的屏幕也不再冰冷，而變成了師生間“最溫暖的墻”。具體課堂實(shí)施見圖3。

（二）動(dòng)態(tài)調(diào)整直播教學(xué)方法，翻轉(zhuǎn)課堂促學(xué)習(xí)

線上教學(xué)避開了時(shí)間和空間的限制，借助學(xué)習(xí)通平臺(tái)、QQ輔助交流群，發(fā)布問卷，即時(shí)獲取分析結(jié)果，進(jìn)行高效動(dòng)態(tài)調(diào)整，可以綜合各種教學(xué)方法促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。在“點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)”章節(jié)教學(xué)中，教師從案例出發(fā)，通過動(dòng)畫演示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，首先讓A、B、C、D等學(xué)生接龍分析運(yùn)動(dòng)的過程：“一點(diǎn)、兩系、三運(yùn)動(dòng)”，即分別指出動(dòng)點(diǎn)，靜坐標(biāo)系、動(dòng)坐標(biāo)系，絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)。然后討論求解方法：如何進(jìn)行速度分析和加速度分析？在這一節(jié)中，知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)非常緊密，分析環(huán)環(huán)相扣，逐步深入，能構(gòu)成非常好的討論環(huán)境。學(xué)生與學(xué)生之間也可相互點(diǎn)評(píng)，或語音，或聊天區(qū)辯論，而教師處在學(xué)生討論區(qū)之內(nèi)與之外的環(huán)境進(jìn)行主持、引導(dǎo)，推進(jìn)課堂良性發(fā)展，并做“疑點(diǎn)”記錄，通過“疑點(diǎn)”啟發(fā)學(xué)生一步步揭示內(nèi)容的實(shí)質(zhì)，然后歸納總結(jié)，自然開展翻轉(zhuǎn)教學(xué)，具體見圖4。在該教學(xué)活動(dòng)中，綜合運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)、互動(dòng)教學(xué)和同伴教學(xué)法，建立立體化教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的參與感，讓學(xué)生不僅感受到運(yùn)動(dòng)學(xué)理論不再抽象，而且真正做到系統(tǒng)掌握理論知識(shí);討論環(huán)節(jié)極大地拓展了學(xué)生間知識(shí)的分享與思維的借鑒，而且還能培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考和創(chuàng)新的能力。

三、理論力學(xué)“不下線的課后”

（一）“不下線”的督學(xué)

“到底有沒有在學(xué)，到底學(xué)得好不好？”在線教學(xué)最讓人引發(fā)質(zhì)疑的是如何監(jiān)控學(xué)情。而在線教學(xué)中，教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)監(jiān)管雖然是虛擬的，但也是全勤的，是“課后不下線”狀態(tài)。線上學(xué)情檢測(cè)貫穿教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)，將“探究式的課前、現(xiàn)場(chǎng)感式的課中、不下線的課后”三個(gè)階段連接為一個(gè)整體，教師根據(jù)每一階段學(xué)生的實(shí)時(shí)檢測(cè)情況，有針對(duì)性地動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)，三個(gè)階段呈階梯式搭建，幫助學(xué)生完成全部知識(shí)點(diǎn)內(nèi)化。因此，QQ群、學(xué)習(xí)通平臺(tái)，隨時(shí)有學(xué)生留言提問，教師須及時(shí)進(jìn)行語音跟蹤或屏幕分享輔導(dǎo)，優(yōu)秀學(xué)生可以思考辯論，實(shí)現(xiàn)學(xué)生差異化輔導(dǎo);每次課有群內(nèi)分享題，教師對(duì)分享學(xué)生的作業(yè)情況及時(shí)反饋，真正做到一對(duì)一，這對(duì)學(xué)生來說是鼓舞，也是促進(jìn)師生情感交流的有效途徑;課堂表現(xiàn)較差的學(xué)生，可采用QQ私信督學(xué)，沒人會(huì)不喜歡被關(guān)注，學(xué)生能感受到教師的付出;優(yōu)秀作業(yè)可在群內(nèi)進(jìn)行展示，供學(xué)生們相互借鑒，這樣更可激發(fā)學(xué)生勇于競(jìng)爭、敢于挑戰(zhàn)的精神。

（二）有“跡”可“尋”的形成性考核評(píng)價(jià)

有“跡”可“尋”的理論力學(xué)課程學(xué)習(xí)成績?cè)u(píng)價(jià)體系見表1，主要由平時(shí)考核和期末考核兩方面組成。大部分的課堂教學(xué)活動(dòng)，都利用學(xué)習(xí)通里的“活動(dòng)”模塊開展，如簽到、任務(wù)點(diǎn)完成率、進(jìn)門測(cè)、出門測(cè)、上傳作業(yè)和學(xué)習(xí)通平臺(tái)“選人”得積分等，一方面有跡可“尋”，另一方面這些活動(dòng)更像是一種有趣的“游戲型”過關(guān)考核，學(xué)生并不反感，同時(shí)可以被超星平臺(tái)記錄并自動(dòng)評(píng)分，按照一定的比例將分值計(jì)入學(xué)生的平時(shí)成績，給學(xué)生一定的學(xué)習(xí)壓力，保證遠(yuǎn)程教學(xué)的學(xué)習(xí)效果。在此基礎(chǔ)上，教師可以要求學(xué)習(xí)委員或班長配合，參考師生互動(dòng)頻率，根據(jù)主題討論質(zhì)量、學(xué)習(xí)筆記質(zhì)量、直播問答質(zhì)量等公開公平記錄相應(yīng)加分，盡量多維度評(píng)價(jià)學(xué)生的“平時(shí)”。

到了期末，學(xué)生在手機(jī)端“超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)”參加考試，教師使用“騰訊會(huì)議”開啟攝像頭監(jiān)考。綜合力學(xué)系教師團(tuán)隊(duì)線上討論的結(jié)果，線上理論力學(xué)教學(xué)嚴(yán)格按線下學(xué)時(shí)授課，考試內(nèi)容不減，保證課程目標(biāo)達(dá)成。根據(jù)實(shí)際情況成立2人試卷命題小組、2人試卷審核小組，合理安排出題、答題形式。課題組設(shè)置兩類模擬考試試卷發(fā)放給學(xué)生：一種全部是選擇題，另一種沿用傳統(tǒng)出卷方式，按學(xué)校規(guī)定試卷模板出題，主要為選擇題和計(jì)算題，判斷題也以選擇的方式呈現(xiàn)。課題組對(duì)兩類考試試卷的使用進(jìn)行了調(diào)研，調(diào)研結(jié)果顯示，學(xué)生普遍反映愿意接受后者，傳統(tǒng)試卷答題方式更有挑戰(zhàn)性，更有難度，更能模擬“考試現(xiàn)場(chǎng)”。對(duì)于選擇題，建議分值為30分，全面考查學(xué)生線上“無書”的學(xué)習(xí)過程對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握，學(xué)生在限定時(shí)間內(nèi)通過學(xué)習(xí)完成在線答題，系統(tǒng)自動(dòng)給分。對(duì)于計(jì)算題和作圖題，建議分值為70分，共5道大題，學(xué)生按發(fā)布的“答題要求”在白紙上寫好答題內(nèi)容，拍照后將電子照片粘貼到指定答題處，考試結(jié)束時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)提交考卷，并生成每個(gè)人標(biāo)準(zhǔn)的答題試卷，這樣也非常便于試卷保存與分析。教師公開公平公正對(duì)學(xué)生進(jìn)行試卷批閱管理，學(xué)生在設(shè)定時(shí)間內(nèi)也能在平臺(tái)上對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)答案和教師改卷進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)課程完美“閉環(huán)”，更是為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打開完美的知識(shí)之窗。筆者將本學(xué)期線上教授的3個(gè)班的卷面考試情況與上學(xué)期線下班級(jí)進(jìn)行過對(duì)比分析，結(jié)果令人滿意，證明“探究式的課前、現(xiàn)場(chǎng)感式的課中、不下線的課后”的線上教學(xué)模式教學(xué)效果良好。

四、教學(xué)反思

在線教學(xué)具有一定的適應(yīng)性和優(yōu)勢(shì)，也是未來現(xiàn)代教學(xué)發(fā)展的一個(gè)方向，但在線教學(xué)需要循序漸進(jìn)，不能操之過急，應(yīng)該意以下問題：

1.教師應(yīng)適時(shí)關(guān)注所使用教學(xué)平臺(tái)的動(dòng)態(tài)，及時(shí)更新教學(xué)技術(shù)手段，不時(shí)發(fā)放問卷，了解學(xué)生上課的需求與感受，適時(shí)調(diào)整后續(xù)教學(xué)的方式。

2.線上與線下結(jié)合的混合式教學(xué)是現(xiàn)代教學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，有較好的適應(yīng)性。在日常教學(xué)中應(yīng)加大對(duì)教師應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)能力的培訓(xùn)，同時(shí)在教學(xué)實(shí)踐中采用激勵(lì)措施，鼓勵(lì)教師運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化教學(xué)，以適應(yīng)信息化教學(xué)的大趨勢(shì)。

3.不管采用什么教學(xué)技術(shù)和策略，只要是在線教學(xué)都對(duì)教學(xué)平臺(tái)、教學(xué)網(wǎng)絡(luò)有一定的依賴性，因此完善教學(xué)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

4.如何在全方位掌控課堂的同時(shí)兼顧學(xué)生自主學(xué)習(xí)，如何有效保證課堂教學(xué)質(zhì)量，不想學(xué)的學(xué)生自由度太大，教師又如何監(jiān)管，預(yù)想與實(shí)體課堂表現(xiàn)還是有一定的差距，等等，這些問題都值得我們深入思考。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 教育部.教育部：利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，“停課不停學(xué)”[EB/OL].（202-01-29）[2020-05-17].http：/www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987202001/t20200129_416993.html.

[2] 焦建利，周曉青，陳澤璇.疫情防控背景下“停課不停學(xué)”在線教學(xué)案例研究[J].中國電化教育，2020（3）：106-113.

[3] 解紅，劉建.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下混合式教學(xué)模式研究與實(shí)踐：以大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程為例[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（5）：50-52.

[4] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2013.

[5] 沈楊，吳佳偉，芮笑曦.基于“金課”建設(shè)的河海大學(xué)土力學(xué)在線開放課程建設(shè)實(shí)踐與思考[J].高等建筑教育，2020（1）：24-30.

[6] 王博，李紅，吳濤.激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法探討：以混凝土結(jié)構(gòu)基本理論課程教學(xué)為例[J].高等建筑教育，2020（1）：126-132.

[7] 張桂民，王貞碩，董紀(jì)偉，等.土木工程專業(yè)材料力學(xué)課程教學(xué)改革典型案例分析[J].高等建筑教育，2020（1）：181-188.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]

[收稿時(shí)間]2020-06-18

[基金項(xiàng)目]湖北省教學(xué)研究項(xiàng)目（2017314，2016299，2015288）。

[作者簡介]譚燕（1981-），女，湖南婁底人，博士，講師，主要從事與土木工程相關(guān)的教研工作。