“雙一流”建設(shè)背景下基于MOOC的力學課程混合式教學創(chuàng)新與實踐

劉雯雯　王利霞　劉艷萍　李曉玉

［摘 要］針對當前工科各專業(yè)力學類課程的傳統(tǒng)培養(yǎng)模式與“雙一流”建設(shè)背景下亟須培養(yǎng)高水平力學人才和具有扎實力學基礎(chǔ)的高級工程技術(shù)人才之間的矛盾和問題，課程組以推進本科力學教育實施“線上自主學習+線下目標培養(yǎng)”教學模式為根本任務(wù)，合理運用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，開展基于MOOC的線上線下混合式教學，開辟智能教育新途徑，使學生在知識、能力、素質(zhì)方面都能獲得較大提升。

［關(guān)鍵詞］MOOC；力學課程；混合式教學；智能教育

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）23-0055-04

為應(yīng)對新經(jīng)濟的挑戰(zhàn)、服務(wù)國家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求，教育部于2017年2月提出新工科建設(shè)， 把改革創(chuàng)新作為教育發(fā)展的強大動力，把提高質(zhì)量作為教育改革發(fā)展的核心任務(wù)。2018年6月，時任教育部部長陳寶生提出，要把“水課”變成有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的“金課”[1-2]。 2020年6月，《教育部關(guān)于印發(fā)〈高等學校課程思政建設(shè)指導綱要〉的通知》對“高校課程思政建設(shè)干什么、怎么干、誰來干”進行了全面部署[3]?！?022年教育部工作要點》強調(diào)，要實施教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動[4]。這表明，以高質(zhì)量課程為基礎(chǔ)的創(chuàng)新教育教學受到國家與教育主管部門的高度重視并大力推和。

課程是人才培養(yǎng)的核心要素，切實提高人才培養(yǎng)質(zhì)量離不開課程改革這一教學核心環(huán)節(jié)。全國教育專家委員會會長馮恩洪認為，要通過有效的教研，幫助教師養(yǎng)成二次備課的習慣[5]，而學生在課前的線上學習數(shù)據(jù)可以幫助教師針對學生的薄弱環(huán)節(jié)精準進行二次備課。許多研究表明，從整體到個體，從模糊到清晰，基于MOOC的混合式教學的探索與應(yīng)用已邁入快速發(fā)展期。葛福鴻等構(gòu)建了基于智能教學平臺的高校混合式教學模式[6]；常赟杰等設(shè)計了大數(shù)據(jù)背景下的動態(tài)可反饋混合式教學模式[7]；商娟葉開展了計算機類課程混合式學習有效性的研究[8]；楊樹泉探究了基于信息技術(shù)的混合式教學模式在高等數(shù)學中的應(yīng)用[9]；邢麗麗證明了精準教學的混合式教學在促進學生自主學習、獨立思考、協(xié)作探究等方面起著積極的作用[10]。

一、力學課程痛點問題

力學理論及方法涉及土木、水利、機械、材料、航空航天等領(lǐng)域，是大工科類學科的基礎(chǔ)和支撐?；A(chǔ)力學課程是工科各專業(yè)的必修課程，且學分較多、內(nèi)容難以理解，其學習效果對學生之后的專業(yè)課學習影響深遠，因此亟須通過教學改革創(chuàng)新來提高課程教學質(zhì)量，培養(yǎng)具有較強實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的復合型人才。同時，要在基礎(chǔ)力學課堂上發(fā)揮主渠道育人作用，全方位沉浸式培養(yǎng)學生的家國情懷、工匠精神等。

當前，鄭州大學力學與安全工程學院（以下簡稱我院）承擔的工科基礎(chǔ)力學教學任務(wù)涉及鄭州大學機械、土木、水利、材料、化工、力學、安全等16個專業(yè)，面向?qū)ο髲V泛，生源呈現(xiàn)多元性，學生的學習能力參差不齊，部分學生缺乏自主學習能力、團隊協(xié)作意識、力學建模能力、分析和解決實際問題能力、實踐能力等（見圖1）。

二、力學課程教學改革的目標

鄭州大學的材料力學、工程力學課程已被認定為河南省線上一流課程，材料力學課程已在中國大學慕課網(wǎng)上線運行7學期，榮獲河南省線上教學優(yōu)秀課程一等獎、信息化教學成果一等獎。教學團隊在推動鄭州大學“雙一流”建設(shè)背景下，以傳統(tǒng)教學模式為中心，與MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂的創(chuàng)新教學模式有機結(jié)合，開辟智能教育新途徑，通過實施有效的混合式教學改革，更好地改變教師的教學方式和學生的學習方式，提高課堂教學質(zhì)量，鼓勵學生深度學習、勇于創(chuàng)新，使學生的“學”與教師的“教”呈現(xiàn)螺旋式上升，讓學生樂學、會學，教師能教、善教，實現(xiàn)師生共同發(fā)展，達到如下教學改革目標：知識探究方面，要讓學生掌握基本概念及任務(wù)，掌握分析和解決問題的基本方法；能力建設(shè)方面，要培養(yǎng)學生根據(jù)實際工程建立力學模型的能力、綜合分析解決問題的能力和創(chuàng)新能力；人格養(yǎng)成方面，鼓勵學生主動學習、獨立思考、勇于挑戰(zhàn)、成就自我，培養(yǎng)學生的家國情懷、文化自信、工匠精神、職業(yè)操守。

三、力學課程教學改革的思路

教學團隊堅持質(zhì)量為本，構(gòu)建基于MOOC的混合式教學模式，注重從知識到能力的遷移再到綜合素質(zhì)的提升，培養(yǎng)學生全面解決實際工程力學問題的能力；強化內(nèi)涵建設(shè)，采用基于MOOC的混合式教學手段，反映學科前沿，聚焦社會熱點，在教學中加入討論與互動；結(jié)合綜合性課題及挑戰(zhàn)性任務(wù)，激發(fā)教學活力，設(shè)置高質(zhì)量“綜合性課題”，設(shè)立“挑戰(zhàn)性任務(wù)”，利用小組討論、主動式學習加大課程難度。

混合式教學總體上要遵循“三促成”和“三結(jié)合”的原則，基于信息化和五星教學法，發(fā)揮“線上+線下”的教學優(yōu)勢，由淺入深地把學生引向深度學習。通過挑戰(zhàn)性問題激發(fā)學生的好奇心和想象力，引導學生積極主動探索、討論、獲取和運用新知識，培養(yǎng)學生互相合作、協(xié)同創(chuàng)新的能力，促進學生主動學習、挑戰(zhàn)自我，獲得成就感。

目前，基于MOOC的混合式教學關(guān)鍵問題（見圖2）有以下幾點：一是線上資源的有效利用。教師課前統(tǒng)計學生的線上學習情況，總結(jié)共性問題，規(guī)劃授課重點，做到線上線下緊密結(jié)合，做好線上資源的維護和答疑。二是混合式教學的大膽探索。通過創(chuàng)新的知識傳輸、創(chuàng)新的反饋、創(chuàng)新的質(zhì)量監(jiān)控及持續(xù)改進，解決學生學習主動性不高及認知參與度不足、不同學生的學習結(jié)果差異大等問題。三是挑戰(zhàn)式學習方式的逐步形成。要重視培養(yǎng)目標的深入理解、課程內(nèi)容的深入挖掘、課程設(shè)計的合理組織、跨學科問題凝練，開展導向式教學、體驗式探索教學活動，深入激發(fā)學生的學習動力，培養(yǎng)學生的量化分析能力和批判性思維。四是課程思政的深入開展。要深入挖掘基礎(chǔ)力學系列課程中的思政元素，有機結(jié)合中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化開展課程教學。

四、力學課程教學改革實施方案

力學課程混合式教學改革方案（見圖3）具體如下：

（一）資源建設(shè)與應(yīng)用

資源建設(shè)與應(yīng)用是基于MOOC的混合式教學改革的關(guān)鍵。通過進一步完善教學課件、重點難點講解視頻、應(yīng)用案例、重點例題或習題講解視頻、試題庫、拓展閱讀材料、教學動畫、力學虛擬實驗8個方面的數(shù)字課程資源，實現(xiàn)課程資源的重構(gòu)和精品化、資源的共享。

（二）課堂組織與創(chuàng)新

課堂組織與創(chuàng)新是建設(shè)基于MOOC的混合式教學的重要手段，要著重做好MOOC線上資源的維護和答疑，做好將傳統(tǒng)課堂與在線課堂、雨課堂、翻轉(zhuǎn)課堂相融合的混合式教學[11]。通過課前、課中、課后“線上自主學習+線下項目培養(yǎng)”的教學模式，結(jié)合在線研討、隨堂研討、小組討論等環(huán)節(jié)，形成混合式教學的閉環(huán)流程，依托學習通、雨課堂等信息化教學平臺，激發(fā)學生在課堂教學中參與互動的積極性，培養(yǎng)學生獨立思考的綜合能力。充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開展教（創(chuàng)新方法）、學（聚焦互動）、賽（競賽實踐）、評（多元評價）四環(huán)節(jié)的改革。

（三）教學評價與激勵

教學評價與激勵是建設(shè)基于MOOC的混合式教學的質(zhì)量保障。為了構(gòu)建有效的反饋機制及科學的評測體系，教學團隊設(shè)計了合理的調(diào)查反饋表，并分別對教師、學生開展階段性成果總結(jié)匯報研討會，從而提升學生學習的積極性，真正促進師生“學習共同體”的共同進步、共同發(fā)展。試行教師評定與學生自評相結(jié)合、線下與線上相結(jié)合的多元化考核方法，及以人才培養(yǎng)對象和社會用人單位滿意度為主的多維評價方式。

（四）課程思政與育人

課程思政與育人是建設(shè)基于MOOC的混合式教學的重要環(huán)節(jié)。深入挖掘思政元素融入課堂，做到定期研討、多項并舉、不斷優(yōu)化。例如引入經(jīng)典工程實例、高精尖技術(shù)中的力學問題培養(yǎng)學生關(guān)心祖國相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展、報效祖國的情懷；從多個變量的情況入手，培養(yǎng)學生化繁為簡、各個擊破的科學研究思維；介紹我國勞動人民在工程領(lǐng)域的偉大成就，增強學生的民族自豪感和文化自信。

五、特色與創(chuàng)新

（一）教學設(shè)計創(chuàng)新：激發(fā)學生內(nèi)在潛力，培養(yǎng)科學研究思維

通過工程實例引出科學問題，激發(fā)學生的學習動力。通過重組課程板塊、主線教學法、細化科學推導、科研融入教學、綜合性課題、挑戰(zhàn)性任務(wù)等提升學生能力，強調(diào)學生的自主學習和個性化學習，培養(yǎng)學生的高級思維，建立課程的高階性、挑戰(zhàn)度。

（二）教學模式創(chuàng)新：MOOC+學習通+翻轉(zhuǎn)課堂，與信息化深度融合

積極探索課堂教學與信息化深度融合路徑，通過MOOC的課前預(yù)習、在線測試，學習通的選人、搶答和投票等功能與學生積極互動，結(jié)合問題式、啟發(fā)式等多種教學方法，實現(xiàn)快速高效的知識傳輸與反饋。

（三）課程思政創(chuàng)新：培養(yǎng)學生的家國情懷、社會責任、科學精神、職業(yè)操守

深入挖掘基礎(chǔ)力學課程的思政元素，從東漢鄭玄、北宋李誡到中國速度、超級工程，從舊社會守舊落后、受制于人到中華人民共和國自立自強、飛速發(fā)展，通過勞動人民的偉大成就，增強學生的民族自豪感和自信心，激發(fā)學生投身祖國建設(shè)的信心和決心。引導學生從課內(nèi)搭橋、團結(jié)協(xié)作，到校外考察、切身體驗，做到課程思政潤物無聲。

六、成果與總結(jié)

教學團隊以力學系列課程為載體，合理運用MOOC這一平臺，依托課程教學新模式實現(xiàn)線上線下混合式教學的智能教育，有效提高了本科力學課程的教學質(zhì)量，推動教師教學水平與學生綜合素養(yǎng)的同步提升。教學團隊積極投身教學改革、參加教學競賽，近兩年獲省部級以上獎項17項，包括全國高校教師教學創(chuàng)新大賽三等獎2項、河南省教學創(chuàng)新大賽特等獎2項、河南省教育信息化優(yōu)秀成果一等獎1項；鼓勵學生踴躍參賽，參賽學生獲全國周培源大學生力學競賽獎40余項。教學改革成果被廣泛運用于省內(nèi)外40余所高校，受益人數(shù)2萬人。

后續(xù)，教學團隊將致力于以下兩個方面的研究：一是進一步拓展每門力學課程MOOC的應(yīng)用領(lǐng)域，在工科專業(yè)內(nèi)進行跨課程MOOC的聯(lián)合應(yīng)用，有利于學生學習興趣的提高、知識體系的梳理和專業(yè)志向的樹立；二是進一步完善混合式智能教育新模式，拓展知識運用領(lǐng)域，提升學生的動手實踐能力，在學生生活、品德教育等方面挖掘其應(yīng)用潛能，使學生在知識、能力、素質(zhì)方面都能獲得較大提升。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 陳怡帆，杜志強.教師教育“金課”建設(shè)問題研究[J].決策探索（下），2020（8）：63-64.

[2] 陸恩.“金課”視角下高職國際商務(wù)禮儀課程教學改革實踐[J].高教學刊，2019（25）：183-185.

[3] 教育部.教育部關(guān)于印發(fā)《高等學校課程思政建設(shè)指導綱要》的通知[EB/OL].（2020-05-28）[2023-05-14].https：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[4] 教育部.教育部2022年工作要點[EB/OL].（2022-02-08）[2023-05-14].http：//www.moe.gov.cn/jyb_sjzl/moe_164/202202/t20220208_597666.html.

[5] 馮恩洪.兩個途徑幫助教師走進好課堂[J].教學管理與教育研究，2017，2（20）：128.

[6] 葛福鴻，王云.基于智能教學平臺的高?；旌鲜浇虒W模式構(gòu)建與應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代遠距離教育，2020（3）：24-31.

[7] 常赟杰，高為民，李可欣.大數(shù)據(jù)背景下的動態(tài)可反饋混合式教學模式設(shè)計[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（33）：123-125.

[8] 商娟葉.雙一流建設(shè)背景下計算機類課程混合式學習有效性研究[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（33）：170-172.

[9] 楊樹泉.基于信息技術(shù)的混合式教學模式在高等數(shù)學中的應(yīng)用研究[J].才智，2019（24）：133.

[10] 邢麗麗.基于精準教學的混合式教學模式構(gòu)建與實證研究[J].中國電化教育，2020（9）：135-141.

[11] 張娟，王艷，余龍.理論力學“四堂融合”混合式教學和考核模式改革的實踐[J].力學與實踐，2019，41（2）：210-215.

［責任編輯：劉鳳華］