基于MOOC的線上線下混合式教學(xué)模式在材料力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

陳亞娟　王欽亭　張振華

[摘 要]落實(shí)高等教育教學(xué)改革，課程改革是重要抓手，線上線下混合式教學(xué)把網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)的優(yōu)勢(shì)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，目前已成為高校課堂教學(xué)改革的新方向。材料力學(xué)課程內(nèi)容龐雜，既有理論知識(shí)又有實(shí)驗(yàn)技術(shù)，還與工程應(yīng)用緊密聯(lián)系，單一的傳統(tǒng)教學(xué)模式難以達(dá)到優(yōu)良的教學(xué)效果。項(xiàng)目組嘗試借助中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)，將優(yōu)質(zhì)線上教學(xué)資源引入課堂教學(xué)，借助信息化教學(xué)工具慕課堂，高效開展教學(xué)活動(dòng)，解決了“從慕課到課堂”的痛點(diǎn)問(wèn)題。實(shí)行“課前—課中—課后”三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，真正實(shí)現(xiàn)了從線上到線下，然后再回到線上的混合式教學(xué)模式，進(jìn)一步激發(fā)并提升了學(xué)生的參與度，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]材料力學(xué);混合式教學(xué)模式;中國(guó)大學(xué);MOOC;慕課堂

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2021）09-0078-03

一、研究背景

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的開放教育資源共享時(shí)代，慕課的產(chǎn)生影響了知識(shí)的傳播和教學(xué)模式的改變，全新的思想、全新的知識(shí)傳播方式，在全球引起了巨大的反響。信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，使得在線開放課程迅速發(fā)展起來(lái)，給人們提供了高質(zhì)量的教育資源和多樣化的學(xué)習(xí)方式，同時(shí)也給高等教育教學(xué)改革帶來(lái)了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[1]?！爸袊?guó)大學(xué)MOOC”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，是一種全新的教學(xué)模式，它的興起和深入傳播推進(jìn)了我國(guó)高校各學(xué)科專業(yè)的教學(xué)改革，教師可以通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)用的課程設(shè)計(jì)模塊讓教學(xué)活動(dòng)變得更加生動(dòng);學(xué)生可在多終端設(shè)備上隨時(shí)隨地按需參與教學(xué)過(guò)程;而教學(xué)管理部門可以通過(guò)對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)的剖析掌握最新的教學(xué)動(dòng)態(tài) [2]。

線上線下混合式課程教學(xué)已成為當(dāng)前高校課堂教學(xué)改革的新方向，越來(lái)越多的教師通過(guò)慕課、微課、混合式教學(xué)對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行改革。教師不再單向地以知識(shí)傳授為主，而是借助智慧教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，把網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)的優(yōu)勢(shì)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)。由電腦端教學(xué)后臺(tái)和微信端小程序組成的智慧教學(xué)工具——慕課堂，于2019年在中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)上推出，這是一款簡(jiǎn)潔實(shí)用的課堂教學(xué)智能助手，可以滿足任課教師將精品在線開放課程落地到課堂教學(xué)的迫切需求。

二、材料力學(xué)的課程特點(diǎn)

材料力學(xué)是工科高等院校本科生的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是以桿件為基本研究對(duì)象、分析和研究工程構(gòu)件承載能力的一門科學(xué);它是各門力學(xué)課的基礎(chǔ)，對(duì)后續(xù)專業(yè)課程及工程應(yīng)用都有深遠(yuǎn)的影響，并在工程技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。材料力學(xué)與工程實(shí)際結(jié)合比較緊密，課程教學(xué)設(shè)置為理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，課程既要傳授材料力學(xué)的基本思想和理論，又要注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

目前，材料力學(xué)在河南理工大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┐蠖鄬?shí)行大班授課，基本上是90人左右，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是以教師“灌輸式”講解為主，學(xué)生被動(dòng)接受，學(xué)生的參與度不高且缺乏積極性;材料力學(xué)知識(shí)點(diǎn)繁多瑣碎，基本概念抽象難懂，對(duì)數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)要求高;材料力學(xué)例題和課后作業(yè)題比較多且復(fù)雜，學(xué)生作業(yè)完成情況不理想，抄作業(yè)、抄答案現(xiàn)象比較嚴(yán)重，這導(dǎo)致期末考試不及格率較高，平均分較低，學(xué)生學(xué)習(xí)存在很大困難，有明顯的畏難情緒。

為了增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，針對(duì)目前課程教學(xué)中存在的突出問(wèn)題，本文從教學(xué)模式探索、設(shè)計(jì)、實(shí)踐和教學(xué)成效等方面深入探討基于 MOOC 的線上線下混合式教學(xué)模式和教學(xué)方法，逐步深化教育教學(xué)改革，促進(jìn)高校教育的快速發(fā)展。

三、線上線下混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的線下課堂教學(xué)模式，滿足不了不同學(xué)習(xí)能力學(xué)生的特殊需求，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得不到充分的發(fā)揮和體現(xiàn)，而完全的網(wǎng)上在線學(xué)習(xí)又嚴(yán)重缺乏教師的指導(dǎo)與監(jiān)管，教學(xué)效果往往不盡如人意。因此，傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式與MOOC教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，“線上”（網(wǎng)絡(luò)教學(xué)）+“線下”（面授教學(xué)）混合式教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生[3-4]。

“線上”+“線下”混合式教學(xué)模式既不是徹底放棄課堂教學(xué)，把課堂遷移到網(wǎng)上，也不是“線上”與“線下”的簡(jiǎn)單疊加，而是通過(guò)課前導(dǎo)學(xué)、線上自主學(xué)習(xí)、課堂重點(diǎn)難點(diǎn)講解、線上線下深度討論、過(guò)程性考核等多種教學(xué)方式，將傳統(tǒng)的以“教師講授為主”的模式向以“學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主”的模式轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和興趣，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力，從而獲得最優(yōu)化的學(xué)習(xí)效果[5-6]。

線上線下混合式教學(xué)模式主張雙主體原則，既充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又充分保障學(xué)生的主體地位，其分為三個(gè)環(huán)節(jié)“課前—課中—課后”[7]，如圖1所示。課前，教師提前將各種教學(xué)資源上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并發(fā)布課程學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生根據(jù)教師的要求課前進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，同時(shí)可以進(jìn)行在線討論和檢測(cè)。課中，教師借助課堂教學(xué)工具慕課堂，對(duì)學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)情況進(jìn)行檢測(cè)，針對(duì)重難點(diǎn)和薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)講解，以及作業(yè)答疑，學(xué)生之間進(jìn)行小組討論與交流。課后，學(xué)生在平臺(tái)上進(jìn)行單元測(cè)驗(yàn)、線上考試，同時(shí)還要完成線下習(xí)題冊(cè)和期末考試。整個(gè)教學(xué)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)了從線上到線下，再到線上的翻轉(zhuǎn)過(guò)程，充分體現(xiàn)線上線下混合特征，最終落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，培養(yǎng)符合社會(huì)需求的創(chuàng)新型人才。

四、基于MOOC的混合式教學(xué)模式改革實(shí)踐

我校材料力學(xué)課程開設(shè)歷史可以追溯到20世紀(jì)60年代，在多年的開課過(guò)程中形成了一支優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，有多名教師在全國(guó)教學(xué)比賽中獲得教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)，并依托河南省力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)及河南省優(yōu)秀基層教學(xué)組織進(jìn)行課程建設(shè)和發(fā)展。我校的“材料力學(xué)基礎(chǔ)”課程于2018年被認(rèn)定為河南省精品在線開放課程，同年9月課程在中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)上線，到2020年已經(jīng)運(yùn)行了4個(gè)學(xué)期。慕課既重視理論講解又重視工程應(yīng)用，全部視頻和學(xué)習(xí)資源都經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化，加入信息化手段，融入動(dòng)畫、仿真，精心進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。目前已有教學(xué)視頻81個(gè)，典型習(xí)題點(diǎn)評(píng)視頻24個(gè)，單元測(cè)驗(yàn)題169道，課堂討論題120道。

2019年春，我們?cè)跈C(jī)械學(xué)院2017級(jí)機(jī)制專業(yè)3個(gè)班的材料力學(xué)課程中，嘗試采用混合式教學(xué)方法進(jìn)行改革。72學(xué)時(shí)的材料力學(xué)教學(xué)內(nèi)容有13 章，基于課程基本要求和學(xué)生接受能力等方面的考慮，我們只選取了緒論、拉伸壓縮與剪切、扭轉(zhuǎn)、壓桿穩(wěn)定、能量法交變應(yīng)力與動(dòng)載荷作為翻轉(zhuǎn)教學(xué)內(nèi)容。彎曲內(nèi)力、應(yīng)力和變形、超靜定問(wèn)題的求解、應(yīng)力應(yīng)變分析、組合變形等內(nèi)容難度較大，可以實(shí)施傳統(tǒng)教學(xué)，也可酌情采用翻轉(zhuǎn)教學(xué)法，適當(dāng)增加課堂討論環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生在課外采取小組合作的學(xué)習(xí)模式[8]。下面以材料力學(xué)的第三章“扭轉(zhuǎn)”為例，講述如何使用混合式教學(xué)。

（一）課前教學(xué)活動(dòng)

1.教師提前在中國(guó)大學(xué)MOOC上發(fā)布本章教學(xué)視頻、典型習(xí)題講解視頻、多媒體課件、討論題和單元測(cè)驗(yàn)，教師提前幾天在QQ群上發(fā)布公告 ，布置課前學(xué)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生完成本章5個(gè)小節(jié)教學(xué)視頻和課件的觀看，提醒學(xué)生對(duì)教學(xué)視頻中不理解的內(nèi)容進(jìn)行記錄;2.按照教師的要求，學(xué)生自主獨(dú)立學(xué)習(xí)或者小組討論學(xué)習(xí);3.自學(xué)反饋，學(xué)生將自主學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題在截止時(shí)間前反饋給教師;4.教師針對(duì)學(xué)生反饋的疑難點(diǎn)，提前準(zhǔn)備和設(shè)計(jì)第二天的課堂教學(xué)內(nèi)容。

（二）課堂教學(xué)活動(dòng)

將慕課堂作為信息化教學(xué)工具帶入課堂，實(shí)現(xiàn)線上與線下教學(xué)高度融合，同時(shí)配備多種形式的教學(xué)資源。1.利用慕課堂進(jìn)行簽名，檢查學(xué)生的到課率;2.在慕課堂上發(fā)布課前小測(cè)，檢查課前學(xué)生觀看視頻完成情況;3.主講教師針對(duì)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)重點(diǎn)講解，如純剪切應(yīng)力狀態(tài)的深刻理解，圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上切應(yīng)力計(jì)算公式推導(dǎo)過(guò)程、三種強(qiáng)度計(jì)算等考試常見題型，扭轉(zhuǎn)變形的剛度計(jì)算;4.學(xué)生對(duì)疑難點(diǎn)進(jìn)行分組討論，教師在整個(gè)討論的過(guò)程中隨時(shí)指導(dǎo)，最后點(diǎn)評(píng)練習(xí)題以及評(píng)價(jià)學(xué)生表現(xiàn)，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容理解得更加透徹。

（三）課后檢測(cè)

為了進(jìn)一步鞏固課堂上學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)，課后應(yīng)該從以下兩方面進(jìn)行檢測(cè)。1.在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成線上單元測(cè)驗(yàn)和單元作業(yè)，過(guò)期不能提交，以此督促學(xué)生在學(xué)完本章內(nèi)容后及時(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)和知識(shí)歸納;針對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教師會(huì)在平臺(tái)上的課堂討論區(qū)設(shè)置一兩個(gè)討論題，鼓勵(lì)大家參與討論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;學(xué)生若有其他不理解的內(nèi)容，可以在答疑討論區(qū)進(jìn)行提問(wèn)答疑，教師會(huì)積極回復(fù)學(xué)生的問(wèn)題，對(duì)個(gè)別差生進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo);最后學(xué)生還要完成線上的期中期末測(cè)試 。2.學(xué)期開始，教師發(fā)放與教材對(duì)應(yīng)的習(xí)題冊(cè)，每節(jié)課堂教學(xué)結(jié)束后，教師會(huì)布置習(xí)題冊(cè)上的作業(yè)，讓學(xué)生完成，并且每一章學(xué)完都要上交，教師再批改作業(yè)。

（四）考核評(píng)價(jià)

采用線上線下混合式教學(xué)模式改革之后，更加著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，以及在完成任務(wù)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在這種情況下，不能采用傳統(tǒng)的考核方式，而要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程給予關(guān)注和評(píng)價(jià)，重點(diǎn)突出線上學(xué)習(xí)和線下學(xué)習(xí)結(jié)果的雙重考核，注重評(píng)價(jià)多元化和考核過(guò)程化，考核內(nèi)容和分值如表1所示。

（五）教學(xué)總結(jié)與反思

任課教師可以在后臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)生的線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)，根據(jù)學(xué)生掌握知識(shí)的情況，實(shí)施個(gè)性化指導(dǎo)。每學(xué)期結(jié)束后，主講教師要進(jìn)行教學(xué)總結(jié)與反思， 將學(xué)生的過(guò)程性考核數(shù)據(jù)和期末試卷成績(jī)進(jìn)行對(duì)比分析，了解學(xué)生對(duì)每章知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，用于指導(dǎo)下一學(xué)年的課程教學(xué)。

五、實(shí)施混合式教學(xué)后的建設(shè)成效

（一）學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)得到了明顯的提高

為對(duì)比課程的教學(xué)效果，項(xiàng)目組在土木、機(jī)械、采礦等專業(yè)中將學(xué)生分為兩類，一類是全程采用混合教學(xué)模式（線下和線上深度結(jié)合），一類是完全采用線下課堂教學(xué)模式。經(jīng)過(guò)期末卷面成績(jī)對(duì)比，采用混合式教學(xué)模式的學(xué)生平均成績(jī)?yōu)?4.8分，完全采用線下課堂教學(xué)模式的學(xué)生平均成績(jī)?yōu)?2.8分。

從線下試卷的考試情況來(lái)看，混合式教學(xué)的效果明顯好于單一的課堂教學(xué)。

（二）學(xué)生的學(xué)習(xí)感受與評(píng)價(jià)

通過(guò)使用慕課平臺(tái)，項(xiàng)目組對(duì)本學(xué)期采用混合式教學(xué)的3個(gè)班學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，結(jié)果表明，92.5%的學(xué)生比較樂(lè)于接受混合式教學(xué)模式。71%的學(xué)生滿意多種形式相結(jié)合的考核方式。在“線上+線下”混合式教學(xué)中，60.2%的學(xué)生認(rèn)為最喜歡的學(xué)習(xí)活動(dòng)方式是 “課堂討論”;75.7% 的學(xué)生喜歡參與到與他人的交流與合作中，并且認(rèn)為混合式教學(xué)可以提高學(xué)習(xí)的積極性。對(duì)于“用后臺(tái)數(shù)據(jù)生成對(duì)學(xué)生的形成性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)”，65.5% 的學(xué)生表達(dá)了希望，27.6%的學(xué)生則認(rèn)為一般。

六、結(jié)語(yǔ)

本文基于MOOC對(duì)材料力學(xué)混合式教學(xué)模式進(jìn)行了初步的研究和探索，課前課后學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的自主學(xué)習(xí)，課中寶貴的50分鐘最大限度地留給師生面對(duì)面的高質(zhì)量互動(dòng)。經(jīng)過(guò)一學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐表明，材料力學(xué)這門課比較適合采用“線上慕課+線下課堂”的教學(xué)模式，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為以前知識(shí)的學(xué)習(xí)在課堂，知識(shí)的內(nèi)化和提升是課后通過(guò)作業(yè)和測(cè)試或者實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐操作來(lái)完成的;現(xiàn)在知識(shí)的學(xué)習(xí)在課外，知識(shí)的內(nèi)化和提升是通過(guò)課堂上教師針對(duì)性地講解和學(xué)生之間的互動(dòng)討論來(lái)完成的。而且由于課堂上和慕課平臺(tái)上互動(dòng)交流較多，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到了很大的提高，抄作業(yè)的現(xiàn)象減少了，學(xué)生的自學(xué)能力和考試成績(jī)也得到了一定的提升。總之，教師的教學(xué)水平、教學(xué)方法的提升是提高教學(xué)效果的關(guān)鍵因素，教師通過(guò)采用慕課真正實(shí)現(xiàn)了線上線下教學(xué)的高度融合，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提升了課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率。

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[責(zé)任編輯：劉鳳華]