基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學課程建設(shè)與實踐探索以“工程力學”課程為

◇成都大學建筑與土木工程學院 陳 菲 周 陽 蔡萌琦

受“新冠肺炎疫情”影響，為響應(yīng)國家“停課不停教、停課不停學”的號召，在工程力學課程教學中引入基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學模式，通過主動營造師生互動的線上課堂環(huán)境，進一步優(yōu)化教學效果。本文詳細介紹了所選用的“直播與錄播相結(jié)合、電腦端與手機App互補”的混合式教學模式，并通過具體章節(jié)的講授案例，從“主動獲取、鼓勵協(xié)作、資源共享”多重角度，較全面展示了云端教學模式的優(yōu)勢與可操作性。不僅較好地完成了教學任務(wù)，所得成果對于工程力學的教學模式創(chuàng)新、方法改革具有一定的參考價值與指導意義。

隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和各種移動終端的飛速發(fā)展及普及，物聯(lián)網(wǎng)的時代正向我們走來，互聯(lián)網(wǎng)和各類網(wǎng)絡(luò)教學平臺也為教學改革提供了全新的載體，比如超星網(wǎng)絡(luò)教學平臺、智慧樹、學堂在線（MOOC）、優(yōu)課聯(lián)盟以及高校邦通識課程等。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，高等教育模式面臨前所未有的挑戰(zhàn)。因此，近年來各高校開始了“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的高等教育改革與實踐[1-5]，并試驗性地探索了與各類課程的結(jié)合模式[6-9]。2020年年初受新型冠狀病毒肺炎疫情影響，正常的線下教學無法進行。為響應(yīng)國家“停課不停教、停課不停學”的號召，“互聯(lián)網(wǎng)+教學”模式成為了各大高校教學的唯一選項。

結(jié)合工程力學課程的教學，作者對工程造價專業(yè)開展了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學模式探索。本文在總結(jié)“互聯(lián)網(wǎng)+”混合式教學模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程力學課程特點提出了一套全過程教學實施方案，討論了混合式教學特點與注意事項，期冀為類似課程的教學提供參考。

1 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學模式

工程力學是一門經(jīng)典的力學基礎(chǔ)課，網(wǎng)上授課的內(nèi)容來源包含兩大類，其一是網(wǎng)上公開的精品課程教學資源，例如精品課程、大學慕課和教學平臺自帶的示范教學包等；其二是個人線上直播，例如超星直播客戶端、QQ、騰訊會議、釘釘、ZOOM、WELINK等。

網(wǎng)上優(yōu)質(zhì)課程教學資源很多是名校、名師團隊的成果，內(nèi)容很祥實，授課方式也豐富多彩，但是為保證教學效果也不宜直接利用。其一，這些資源往往是為特定專業(yè)準備的，不同專業(yè)之間使用的教材不一樣，授課內(nèi)容的側(cè)重點也有出入，需要教師預(yù)先甄別后才能使用；其二，以多個視頻的方式呈現(xiàn)教學內(nèi)容，期間沒有停頓，也缺乏互動，教學效果很難保障。因此，教師需要控制每次播放的視頻長度，保證學生能夠集中精力聆聽，同時也需要激勵學生提前預(yù)習，跟上視頻節(jié)湊；其三，每個視頻側(cè)重單個知識點，各個視頻的邏輯性講解的不多，需要教師將各個知識點串起來；其四，無法掌控學生的學習情況，進而及時調(diào)整上課進度。這就要求教師要增加與學生的互動環(huán)節(jié)，宏觀上把控學生在學習過程中存在的問題，并及時解決。

綜合考慮上面的因素，最后采用線上優(yōu)秀教學資源（包含大學慕課和超星平臺自帶的示范教學包）和個人直播相結(jié)合、超星平臺和QQ相結(jié)合、電腦端與手機App相結(jié)合的混合式教學模型，以期充分調(diào)動和激發(fā)學生的學習熱情，提高學生學習的主觀能動性，加深對知識點的理解，提高學習效率。

2 工程力學教學要點與混合式教學實踐

工程力學是一門理論性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課，包括理論力學和材料力學。工程力學是其它后續(xù)力學課程比如結(jié)構(gòu)力學、彈性力學、塑性力學等的基礎(chǔ)，在工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，是一門典型的理論與實踐相結(jié)合的課程。工程力學的教學目標是培養(yǎng)學生用力學知識分析和解決實際工程中力學問題的能力，同時為其它專業(yè)課程學習打下基礎(chǔ)。

2.1 教學要求

在理論知識方面：能正確地選取分離體并畫出受力圖，比較完整地理解力、力矩和力偶的基本概念和性質(zhì)，能熟練計算力的投影和力矩；掌握運用各類平面力系的平衡方程求解單個物體及簡單物系的平衡問題的知識；掌握分析桿件內(nèi)力并做相應(yīng)內(nèi)力圖的基本知識；掌握分析桿件的應(yīng)力、應(yīng)變，進行強度和剛度計算的基本知識；對應(yīng)力狀態(tài)和強度理論有一定認識，并能進行組合變形下桿件強度計算；初步學會分析簡單壓桿的臨界載荷，并進行壓桿穩(wěn)定性的校核；在能力、技能方面具有從簡單的實際問題中提出理論力學問題并進行分析的初步能力；初步具備計算強度、剛度、穩(wěn)定性的計算及構(gòu)件設(shè)計的能力；初步具備合理選材及對常用材料基本力學性能進行測試的能力。

2.2 教學重點

重點包括靜力平衡概念；平面力系的平衡條件及其應(yīng)用；重心概念及理論應(yīng)用；應(yīng)力分布概念；彎曲概念；彎曲正應(yīng)力強度條件及其應(yīng)用；截面慣性矩的概念；梁變形與截面慣性矩的關(guān)系；梁正應(yīng)力與截面慣性矩的關(guān)系等理論及其應(yīng)用；剪切、扭轉(zhuǎn)概念；彎曲剪應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的理論和應(yīng)用等11個方面。

2.3 混合式教學實踐

（1）課前準備。結(jié)合教學大綱和內(nèi)容，準備教案，勾選出每節(jié)課的重點和難點。根據(jù)教學大綱，以某個平臺為基礎(chǔ)，在各類網(wǎng)上教學資源中，挑選優(yōu)秀的且與本課程教綱高度鍥合的多個優(yōu)秀資源有效融合。最終選定的是超星平臺，該平臺自帶示范教學包，部分資源可以直接使用，其它平臺的資源也可以整合后使用，即將適合使用的資源整合在一個平臺上，便于學生使用。

若網(wǎng)上沒有合適的資源，則開展直播教學。這部分內(nèi)容主要涉及各知識點的歸納總結(jié)，以及各知識點之間的邏輯關(guān)系構(gòu)建。工程力學是一門邏輯性很強的課程，涉及的知識點比較多。在講解具體知識點前，先把整本書的知識進行歸納總結(jié)，理清各章節(jié)間的邏輯性，盡量把復雜問題簡單化。采用直播方式，先給學生系統(tǒng)的講一下這門課的主要研究目的，研究對象，解決的問題，讓學生對這門課有個初步的概念。對每一章的內(nèi)容也進行歸納總結(jié)。把主要的邏輯脈絡(luò)弄清楚后，再去學習各個知識點就比較好理解。例如第一部分靜力學，主要目的是根據(jù)已知力求解未知力，求解過程可以簡化成兩步：畫受力圖，解除約束，找到未知量；根據(jù)平衡條件建立平衡方程。這樣把力學問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題，變成了求解一次函數(shù)的方程組。那么在第一步中，約束性質(zhì)非常重要，學生一定要弄清楚，不同的約束性質(zhì)有不同的約束力。第二部分材料力學中求內(nèi)力的部分，跟第一部分一樣也是根據(jù)已知力求解未知力，只是第一部分的未知力是約束，第二部分的未知力是內(nèi)力。解題步驟跟前面一樣，畫受力圖，采用截面法，把要求的截面截斷相當于接觸約束。這種總結(jié)既可以讓學生對課程有個宏觀的了解，也可以進一步強化學生對相關(guān)知識點的理解。

（2）課中跟蹤。①課程學習的過程管理。首先強調(diào)預(yù)習的必要性；其次在課件中設(shè)置任務(wù)點，學生可以反復觀看課件視頻，理解階段教學知識點；最后采用學習進程跟蹤機制。利用超星平臺進行簽到；學習的情況后臺實時保存；關(guān)閉平臺的快進、拖曳或界面切換功能。這樣，能夠確保每段視屏學生最少學習一次，反復學習則不受限制。②加強教學互動。課程的互動主要是在QQ群上，針對學生提出的問題及時解答，對于共性問題，采用直播的方式統(tǒng)一解答。同時，在超星平臺的評論區(qū)設(shè)置問題，鼓勵學生各抒起見，加深對課程知識點的認識。

（3）課后監(jiān)督。課后監(jiān)督主要是監(jiān)督作業(yè)完成情況。作業(yè)，特別是計算題，對工程力學課程學習十分重要。做作業(yè)過程中不僅可以把前面的知識點復習一遍，而且可以把學過的零散知識點系統(tǒng)地串連起來，達到用學到的知識解決實際問題的課程目標。

作業(yè)全部提交后，把提前制定的詳細標準答案和評分標準提供學生。作業(yè)評閱可以利用超星平臺設(shè)置生生互評完成。匿名隨機選取兩位學生評閱一份作業(yè)，兩者的平均分作為該學生的作業(yè)成績。對這個環(huán)節(jié)的設(shè)置主要是考慮到改別人的作業(yè)時，首先得自己弄清楚，相當于進一步強化了學生對作業(yè)的理解，這種方式也就起到了作業(yè)的目的。

最后會找?guī)讉€經(jīng)典的習題進行詳細的講解，在分析解題思路過程中，中間會穿插一些具體的知識點復習，例如二力桿的判斷，約束力的假設(shè)等。結(jié)合習題來講知識點，這樣學生更好理解，更好掌握。

（4）復習強化。采用直播的方式再一次把各章的知識點和學習難點梳理一遍，查漏補缺。對一些重要的概念再強化一下，不清楚的知識點再重點講一遍。同時，每章選擇涵蓋知識點的例題，提前發(fā)給學生，要求學生課前做好。直播上課的時候要求學生把作業(yè)全部拍照發(fā)到QQ群，所有的學生一起學習，同時課上隨機抽學生線上講解題思路以及步驟。最后對學生的錯誤答案進行點評，已供學生參考，避免犯類似的問題。設(shè)置綜合練習題，將各章節(jié)的知識點串聯(lián)起來。

3 討論

如上的“互聯(lián)網(wǎng)+”混合式教學模式已應(yīng)用于實際教學中，實踐表明：①多渠道、多方式優(yōu)質(zhì)資源的整合，提高了教學質(zhì)量；②靈活、適應(yīng)性強（特殊時期、靈活安排時間、隨時隨地學習、照顧特殊需求（比如活動不方便的人、有特殊需求的人））；③適用于理論性較強的學科。需要注意的問題是：①互動環(huán)節(jié)的保障，充分溝通；②教學節(jié)奏控制；③操作性強的課程知識用于輔助教學。