研究生課程混合式教學(xué)模式研究
——以橋梁結(jié)構(gòu)體系課程為例

譚紅梅,曾 勇,王小松,馮亮波

(重慶交通大學(xué)a.山區(qū)橋梁及隧道工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;b.高等教育研究所;c.土木工程學(xué)院,重慶 400074)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和我國高等院校信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的逐漸完善,教育教學(xué)模式正面臨新的挑戰(zhàn)。針對教育信息化發(fā)展趨勢,“十三五”發(fā)展規(guī)劃明確提出了建設(shè)智慧校園要求,注重在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景下深化對高等教育領(lǐng)域的綜合改革,加上2020年新冠肺炎疫情暴發(fā),線上教學(xué)活動進(jìn)一步推動了高校教育信息化變革的步伐。在研究生課程建設(shè)中,如何有效地結(jié)合線上教育資源和線下教學(xué)優(yōu)勢,探索混合式教學(xué)模式,對推動信息化在高等教育中有效實(shí)施,具有重要意義和應(yīng)用前景。

混合式教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)線下教學(xué)時(shí)間和空間的限制,能及時(shí)得到學(xué)生反饋和提高教學(xué)效率。同時(shí),能最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的主動性、積極性與創(chuàng)造性。本文以重慶交通大學(xué)橋梁與隧道工程專業(yè)研究生橋梁結(jié)構(gòu)體系課程為例,分析了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下的混合式教學(xué)模式及其實(shí)踐探索。

一、研究生橋梁結(jié)構(gòu)體系課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,橋梁結(jié)構(gòu)形式、施工技術(shù)和理論分析手段日新月異。橋梁建筑發(fā)展至今,其形式已呈千姿百態(tài)。然而,工程中常因橋梁結(jié)構(gòu)體系選擇不當(dāng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)缺陷,造成投資浪費(fèi)或橋梁壽命縮短,甚至倒塌等災(zāi)難性后果;常因缺乏橋梁結(jié)構(gòu)體系理論指導(dǎo),無法通過參數(shù)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)更好結(jié)構(gòu)性能;常因創(chuàng)新不足,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)形式單一,或者為了標(biāo)新立異,作出畫蛇添足之舉……我校橋梁與隧道工程專業(yè)開設(shè)的研究生橋梁結(jié)構(gòu)體系課程,以增強(qiáng)學(xué)生理論知識,激發(fā)其更深層次思考為目的,使學(xué)生在了解什么是優(yōu)秀橋梁結(jié)構(gòu)體系的同時(shí),能夠掌握如何實(shí)現(xiàn)工程操作和創(chuàng)新。

橋梁結(jié)構(gòu)體系課程是橋梁與隧道專業(yè)研究生的專業(yè)必修課,過去該課程教學(xué)主要采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式。橋梁與隧道專業(yè)作為我校優(yōu)勢學(xué)科,雖然該專業(yè)研究生生源大部分來自橋梁與隧道專業(yè)的學(xué)生,但仍存在部分學(xué)生來自非土木相關(guān)專業(yè),且在本科階段從未接觸過橋梁工程相關(guān)知識。在生源能力參差不齊情況下,如何利用現(xiàn)有的線上線下教學(xué)資源,及時(shí)調(diào)整橋梁結(jié)構(gòu)體系授課內(nèi)容和方式,做到以學(xué)生為中心,因材施教,提高教學(xué)質(zhì)量,把“知識傳授”轉(zhuǎn)變?yōu)椤澳芰ε囵B(yǎng)”,是橋梁結(jié)構(gòu)體系課程亟需解決的重要問題。

二、基于“PIP”的線上線下混合式教學(xué)模式

(一)混合式教學(xué)模式特點(diǎn)

與MOOC海量教學(xué)資源相比,線上線下混合教學(xué)模式更具有針對性,加大了師生參與度。課堂上,通過教師引導(dǎo),激發(fā)了學(xué)生間相互討論的激情,進(jìn)一步提高了學(xué)習(xí)效果。目前普遍認(rèn)為,混合式教學(xué)是一種最有效的教學(xué)模式,也被認(rèn)為是以翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法為支撐的小規(guī)模限制性在線課程(Small Private Online Courses,簡稱SPOC)的升級模式。

混合式教學(xué)模式,包括線上活動、線下教學(xué)以及兩者的相互融合。一方面,教師在網(wǎng)絡(luò)平臺上傳各類教學(xué)資源和發(fā)起相關(guān)教學(xué)活動,學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行相關(guān)課程內(nèi)容學(xué)習(xí);另一方面,線下課堂,教師有針對性地引導(dǎo)學(xué)生提問和開展討論等教學(xué)活動。

(二)基于“PIP”的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

充分利用線上課程(在線公開課或教學(xué)視頻等)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢,結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)體系課程,本文探索了課前預(yù)習(xí)(Pre-class)、課堂重點(diǎn)難點(diǎn)解析加討論(In-class)、課后拓展(Post-class)的“PIP”教學(xué)模式,如圖1所示。

圖1 基于“PIP”的混合式教學(xué)模式

課堂教學(xué)前,教師需提前錄制橋梁結(jié)構(gòu)體系課程視頻,并將視頻、課件PPT、相關(guān)學(xué)習(xí)文檔上傳到超星學(xué)習(xí)通或在線學(xué)習(xí)中心,學(xué)生可自主觀看學(xué)習(xí),并帶著學(xué)習(xí)任務(wù)預(yù)習(xí)和針對性查閱文獻(xiàn)、資料。

課堂講授中,任課教師需著重講解知識的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教學(xué)方式可采用任課教師講授、課堂小測驗(yàn)、學(xué)生講解—教師點(diǎn)評、學(xué)生間互相討論等形式進(jìn)行。對于學(xué)生仍未理解的知識點(diǎn),可通過線下課堂提問、線上社區(qū)提問等方式向教師反饋,接到反饋信息后,教師需及時(shí)對課堂內(nèi)容及相關(guān)進(jìn)度進(jìn)行安排調(diào)整。

對于觀點(diǎn)不統(tǒng)一或存在分歧明顯的案例,教師可組織學(xué)生展開討論。討論形式除了線下課堂小組式討論外,還可以線上學(xué)習(xí)通社區(qū)的討論形式。對那些內(nèi)向、不善于或不喜歡在線下課堂講話發(fā)言的學(xué)生,或是不能直接口頭表述問答,線上社區(qū)討論無疑是一種較為合適的討論形式。采用線上線下相結(jié)合的互動討論方式,能夠激發(fā)線下課堂學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課堂參與度。課上學(xué)生不再是被動地接受知識傳授,而是主動地學(xué)習(xí)、思考乃至解決問題。在混合式教學(xué)討論過程中,教師主要起引導(dǎo)作用:肯定正確的觀點(diǎn)和見解,修正錯誤的觀點(diǎn)以及補(bǔ)充片面的觀點(diǎn)。在討論偏離原有軌道時(shí),教師可適當(dāng)引導(dǎo)歸正,并就本次討論主題內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)。

Danny Shapiro先生：今天的主題發(fā)言中，我們向大家介紹了部分的自動駕駛系統(tǒng)。其中，Xavier是硬件的部分，我們還有DRIVE自動駕駛的操作系統(tǒng)。除此以外，我們還有做自動駕駛系統(tǒng)智慧體驗(yàn)的DRIVE IX部分，以及全套的自動駕駛軟件堆棧。

課后,任課教師通過在學(xué)習(xí)通或在線學(xué)習(xí)中心平臺補(bǔ)充上傳相關(guān)知識,如最新科技報(bào)道或科研文獻(xiàn)等,能夠使研究生及時(shí)了解國內(nèi)外橋梁行業(yè)前沿發(fā)展,把握相關(guān)科技知識發(fā)展動態(tài),以實(shí)現(xiàn)開闊專業(yè)視野的目的。比如,在講到“懸索橋結(jié)構(gòu)體系”這一章節(jié)時(shí),就可以將“懸索橋發(fā)展現(xiàn)狀綜述”“懸索橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工創(chuàng)新”等文獻(xiàn)或在線教學(xué)直播資料轉(zhuǎn)發(fā)至學(xué)生端,引導(dǎo)學(xué)生緊密關(guān)注橋梁體系前沿創(chuàng)新知識,激發(fā)學(xué)生求知欲和提升分析解決專業(yè)問題的能力。

(三)教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)突出“問題視點(diǎn)”

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中,教師一般通過向?qū)W生灌輸專業(yè)知識,缺少對學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容思考的啟發(fā)和問題分析的引導(dǎo),不注重拓寬學(xué)生的問題視野,使培養(yǎng)出來的研究生難以具備解決重大或復(fù)雜工程問題的能力。21世紀(jì),工程技術(shù)發(fā)展面臨眾多挑戰(zhàn),新能源、新材料、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、智能機(jī)器人、大數(shù)據(jù)等快速發(fā)展,正逐漸滲透并影響橋梁工程建設(shè)領(lǐng)域。

教師“教”和學(xué)生“學(xué)”都是基于問題導(dǎo)向來開展的,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)能夠使學(xué)習(xí)者在尋找解決問題方法的過程中,獲取知識,開闊視野,提高解決問題的能力。因此,在專業(yè)課教學(xué)中,土木工程專業(yè)教師應(yīng)注重把新理論、新技術(shù)融入相關(guān)課程教學(xué)中,突出對實(shí)際問題的引入,拓寬學(xué)生專業(yè)認(rèn)識視野,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

對于橋梁與隧道工程專業(yè)的學(xué)生來說,在拓寬問題視野之前,應(yīng)養(yǎng)成關(guān)注問題的意識。因此,在平時(shí)課堂講授中,任課教師可有意地引入工程界相關(guān)問題案例。如2020年5月5日,廣東省虎門大橋懸索橋加勁梁發(fā)生明顯振動,振幅過大影響行車舒適度和交通安全。針對該問題,教師在學(xué)習(xí)通設(shè)置了相應(yīng)的討論題,引導(dǎo)學(xué)生分析該橋振動的原因以及提出可能的抑振措施。討論題以網(wǎng)絡(luò)社區(qū)論壇發(fā)帖的形式發(fā)布,學(xué)生跟帖將自己的答案發(fā)布,學(xué)生之間可相互評閱、點(diǎn)贊他人的答案,互相學(xué)習(xí)。討論前,教師稍加點(diǎn)撥,啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識、理論,分析實(shí)際碰到的問題;討論后,對所有學(xué)生答案進(jìn)行點(diǎn)評,并總結(jié)歸納答案中的亮點(diǎn)。

此外,還可將“問題視點(diǎn)”貫穿到整個課程教學(xué)中。課前預(yù)習(xí)時(shí),拋出問題,引導(dǎo)學(xué)生通過自主翻閱教材、網(wǎng)絡(luò)搜索、檢索文獻(xiàn)等,查找可能答案。閱讀文獻(xiàn)后,學(xué)生可以在網(wǎng)上發(fā)布讀后感或?qū)ζ渌麑W(xué)生的留言進(jìn)行評論,任課教師和助教看到發(fā)帖后可進(jìn)行回復(fù)點(diǎn)評或答疑,也可采用線下課堂討論的形式,學(xué)生們各抒己見、分組討論,任課教師則進(jìn)行答疑解惑和點(diǎn)評引導(dǎo)。在問題討論過程中,新問題往往也會不經(jīng)意間出現(xiàn),結(jié)合專業(yè)問題實(shí)踐,任課教師即可有意地引導(dǎo)學(xué)生展開想象,鼓勵學(xué)生課后繼續(xù)搜索資料,進(jìn)而延伸探討和深入分析問題。學(xué)生通過自主觀察、查找、分析、驗(yàn)證、總結(jié)后,獲取的理論知識才能活學(xué)活用,進(jìn)而提升自身學(xué)習(xí)及解決問題的能力。

(四)文獻(xiàn)研讀能力培養(yǎng)

教學(xué)過程中,一方面,著重培養(yǎng)研究生搜集文獻(xiàn)、查閱文獻(xiàn)和研讀文獻(xiàn)的能力,要求研究生充分利用校圖書館紙質(zhì)書刊文獻(xiàn)、校園網(wǎng)電子版資料等線上線下閱讀資源;另一方面,圍繞課程中的具體問題,教師應(yīng)精挑國內(nèi)外與本專業(yè)相關(guān)且具有權(quán)威性的學(xué)術(shù)經(jīng)典書籍或權(quán)威期刊,建立專業(yè)文獻(xiàn)庫。例如,與橋梁結(jié)構(gòu)體系課程相關(guān)的經(jīng)典文獻(xiàn)有《結(jié)構(gòu)概念和體系》《Cable Supported Bridges》《結(jié)構(gòu)體系與建筑造型》《建筑結(jié)構(gòu)的奧秘:力的傳遞與形式》等,引導(dǎo)研究生進(jìn)行批判性閱讀。

通過研讀文獻(xiàn),研究生能夠基本掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識,提煉和總結(jié)專業(yè)觀點(diǎn),分析和解決專業(yè)基礎(chǔ)問題。在課堂討論環(huán)節(jié)中,研究生也可分享自己觀點(diǎn),并就遇到的新問題或難點(diǎn)問題進(jìn)行探討。通過文獻(xiàn)研讀,研究生可以更好地把握本學(xué)科發(fā)展歷程、研究前沿,構(gòu)建自身科學(xué)的專業(yè)知識體系。

三、混合式教學(xué)課程考核體系

(一)多元量化指標(biāo)考核

橋梁結(jié)構(gòu)體系課程教學(xué)既要強(qiáng)調(diào)理論知識,也要注重應(yīng)用背景講授。傳統(tǒng)高校課程考核方式普遍以理論標(biāo)準(zhǔn)化考試為主,忽略對學(xué)生創(chuàng)新意識、素質(zhì)拓展以及實(shí)踐能力的考查,導(dǎo)致考核結(jié)果容易出現(xiàn)偏差,進(jìn)而影響學(xué)生后期學(xué)習(xí)態(tài)度和習(xí)慣的培養(yǎng)。

橋梁結(jié)構(gòu)體系課程培養(yǎng)目標(biāo):即要求橋梁工程專業(yè)研究生具備完備的結(jié)構(gòu)體系理論知識和較高專業(yè)分析能力與專業(yè)創(chuàng)新能力,能夠?qū)⒗碚撝R與實(shí)踐能力緊密結(jié)合。而傳統(tǒng)教育模式中以期末考試這種“一錘定音”考核方式,來評判學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)能力,顯然不能滿足培養(yǎng)新時(shí)代理工科復(fù)合型人才需求。

課程考核評價(jià)機(jī)制,不僅需要具有檢測、鑒定和選拔的功能,還要能體現(xiàn)教育教學(xué)導(dǎo)向、反饋和激勵的功能。因此,需構(gòu)建科學(xué)合理的考核機(jī)制來評價(jià)學(xué)生的知識掌握情況、創(chuàng)新能力,以及教師教學(xué)水平、方法創(chuàng)新、教學(xué)積極性等。

在橋梁結(jié)構(gòu)體系課程考核方式實(shí)踐中,對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的價(jià)值建構(gòu)和專業(yè)考核的過程性評價(jià),需從學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識三個方面,以到課表現(xiàn)、課程音視頻、章節(jié)測驗(yàn)、討論、作業(yè)和期末學(xué)習(xí)報(bào)告為量化指標(biāo),為學(xué)生建立多元考核模式,如圖2所示。以上考核選項(xiàng)及其在總成績或平時(shí)成績里所占的比例,均可以在超星在線學(xué)習(xí)中心(或?qū)W習(xí)通)的“成績管理-權(quán)重設(shè)置”模塊里設(shè)置(表1)。課前發(fā)布課程相關(guān)資料,根據(jù)學(xué)生閱讀資料時(shí)長、音頻播放時(shí)長,給予“課前預(yù)習(xí)”分?jǐn)?shù);課中根據(jù)學(xué)生是否觀看學(xué)習(xí)視頻,觀看時(shí)間占總時(shí)長的比例關(guān)系,并考慮簽到、投票、搶答、問卷、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)等課堂活動參與程度,給予“到課表現(xiàn)”成績;課中也可設(shè)置隨堂測驗(yàn)、討論、分組任務(wù)等對“課程討論”進(jìn)行考核,考查學(xué)生“課外查閱文獻(xiàn)”的情況。比如,發(fā)表或回復(fù)一個討論得2分,獲得一個贊再得1分,最高分為100分。討論題需要學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)才能回答。課后布置作業(yè),期末要求學(xué)生提交學(xué)習(xí)報(bào)告,這兩項(xiàng)均需要任課教師進(jìn)行在線批改。

圖2 基于六個量化指標(biāo)的多元化考核方式

表1 橋梁結(jié)構(gòu)體系考核項(xiàng)目及所占權(quán)重

(二)作業(yè)互評模式探索

作業(yè)互評是教學(xué)活動中一種常用考核形式,通俗來講,就是學(xué)生根據(jù)任課教師事先提供的評閱標(biāo)準(zhǔn),批改除自己外其他學(xué)生的作業(yè)。在相互評價(jià)過程中,學(xué)生不僅可以加深對這一知識點(diǎn)的理解和認(rèn)知,促進(jìn)自我反思,還可以借鑒他人的成果,豐富自己的觀點(diǎn)和見解。在超星學(xué)習(xí)通或在線學(xué)習(xí)中心里,通過“學(xué)生互評”來設(shè)置。

橋梁結(jié)構(gòu)體系課程中,教師設(shè)置了“從構(gòu)造、原理等角度,談?wù)剬蛄赫辰拥恼J(rèn)識”這一互評作業(yè)題目,要求完成后的作業(yè)以PDF或Word文檔等形式,上傳至學(xué)習(xí)通課程平臺。發(fā)布作業(yè)的同時(shí),也將評分標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)發(fā)給學(xué)生。

互評標(biāo)準(zhǔn)要求:①粘接定義、構(gòu)造、原理內(nèi)容齊全;②圖文并茂,能借助于圖表等工具補(bǔ)充說明;③思路清晰,重點(diǎn)突出,邏輯性強(qiáng);④有準(zhǔn)確和獨(dú)特專業(yè)見解。滿足標(biāo)準(zhǔn)①,分?jǐn)?shù)為60～70分,滿足標(biāo)準(zhǔn)①、②、③,分?jǐn)?shù)為70～90分;滿足標(biāo)準(zhǔn)①、③、④,分?jǐn)?shù)為90分以上;都不滿足為不合格。同時(shí),要求學(xué)生在打分的同時(shí),并撰寫評語。

為了能夠保證學(xué)生互評的有效性與可信度,在學(xué)生互評前,對互評的意義、評價(jià)流程、評價(jià)要求與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解讀。為防止學(xué)生為同伴打分均一情況(都打優(yōu),或各份作業(yè)分?jǐn)?shù)一樣),使得評分滿足正態(tài)分布,要求每位學(xué)生評閱9份作業(yè),同時(shí)規(guī)定90分以上的打分不得超過3份,80～89分區(qū)段的打分不得超過5份。

互評結(jié)束后,通過對結(jié)果整理分析,以數(shù)據(jù)形式展示整體學(xué)習(xí)情況。課堂上抽選部分學(xué)生的互評結(jié)果,對互評分?jǐn)?shù)與評語、作品質(zhì)量進(jìn)行講解,并邀請部分學(xué)生分享互評的依據(jù)、收獲以及不足,督促學(xué)生重視互評工作。根據(jù)互評結(jié)果,實(shí)現(xiàn)改進(jìn)或提高學(xué)生作業(yè)質(zhì)量,教師也根據(jù)學(xué)生意見進(jìn)一步完善了互評方案。

四、結(jié)語

基于超星學(xué)習(xí)通和在線學(xué)習(xí)中心平臺,以研究生橋梁結(jié)構(gòu)體系課程為例,本文探索了以問題為導(dǎo)向,著重培養(yǎng)研究生文獻(xiàn)研讀能力和基于教學(xué)過程的多元量化指標(biāo)考核的混合教學(xué)模式,并得出以下結(jié)論。

(1)結(jié)合線上教育資源及線下課堂教學(xué)優(yōu)勢,采用課前預(yù)習(xí)、課堂重點(diǎn)難點(diǎn)解析加討論、課后拓展的“PIP”混合式教學(xué)模式,充分發(fā)掘研究生自主學(xué)習(xí)能力,提高了教學(xué)效果。

(2)將“問題視點(diǎn)”貫穿于混合式教學(xué)過程,引導(dǎo)學(xué)生自主搜集文獻(xiàn)、查閱文獻(xiàn)、研讀文獻(xiàn),提高了研究生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

(3)通過建立基于研究生課前預(yù)習(xí)、課外查閱文獻(xiàn)、到課表現(xiàn)、課程討論、作業(yè)練習(xí)、期末學(xué)習(xí)報(bào)告六個量化指標(biāo)的多元化考核方式,綜合考察了研究生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)能力。

(4)學(xué)生互評模式擴(kuò)大了研究生的課程認(rèn)知范圍,深化了其對知識點(diǎn)的理解,提高了學(xué)生評價(jià)、創(chuàng)新等高階思維能力。