基于新教學(xué)模式的工程力學(xué)課程實踐與討論

項新梅，何世珠，張紹林

摘? 要：隨著網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的飛速發(fā)展，線上教學(xué)逐漸進入大眾的視野?！澳秸n”這一大規(guī)模開放在線課程的出現(xiàn)為線上教學(xué)提供了更多可能，再結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂這一新興的教學(xué)模式，為新型冠狀病毒感染疫情期間的學(xué)科教學(xué)提供更好的方式。該文分析工程力學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，對傳統(tǒng)的教學(xué)模式進行重構(gòu)改進，并探討如何使用“慕課＋翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型的教學(xué)模式將線上和線下教授大學(xué)課程工程力學(xué)巧妙結(jié)合。調(diào)查學(xué)生對新型教學(xué)模式的接受度并分析此種學(xué)習(xí)模式的效果，認(rèn)為新型教學(xué)模式能夠有效提高課堂效率，提升課堂質(zhì)量，也能使學(xué)生更全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；慕課；翻轉(zhuǎn)課堂；線上教學(xué)；教學(xué)實踐

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）18-0122-04

Abstract： With the rapid development of network and information technology， online teaching has gradually entered the public's vision. The emergence of "MOOCs"， a massive open online course， has provided more possibilities for online teaching. Combined with the emerging teaching mode of flipped classroom， it has provided a better way to teach subjects during the epidemic. This paper analyzes the current teaching situation of engineering mechanics， reconstructs and improves the traditional teaching mode， and discusses how to skillfully combine online and offline teaching of Engineering Mechanics with the new teaching mode of"MOOCs + flipped classroom". This paper investigates the acceptability of students to the new teaching mode and analyzes the effect of this learning mode， and holds that the new teaching mode can effectively improve the efficiency of class， improve the quality of class， and enable students to develop more comprehensively.

Keywords： Engineering Mechanics; MOOC; flipped classroom; online teaching; teaching practice

2020年初，新冠感染疫情的爆發(fā)不得不普及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。近年來，市面上興起了許多網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的平臺，例如：雨課堂、超星學(xué)習(xí)通、智慧樹及慕課等，同時這些也是大部分教師更傾向于選擇的平臺。這類線上教學(xué)平臺的使用也為更好地實施線下教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

慕課是如今對大眾的教育要求以及互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展之下的產(chǎn)物。與傳統(tǒng)課程不同，慕課中的一門課程甚至可以有十幾萬的學(xué)生參加。慕課的課程涵蓋范圍以及受用對象都非常廣泛，并不只有高校學(xué)生能夠使用。然而，我國使用慕課的學(xué)習(xí)者多數(shù)還是分布在教育發(fā)達城市或是一線城市，大部分的受用群體是學(xué)生。對于高校的課程學(xué)習(xí)，慕課平臺的使用更是錦上添花。學(xué)生可以在慕課上進行預(yù)習(xí)并學(xué)習(xí)某一課程，再根據(jù)任課教師的要求進行習(xí)題或是考試等其他方式檢驗學(xué)習(xí)成果。這一平臺為廣大民眾提供了大量的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，學(xué)生可以通過觀看視頻或者查看課件進行課程自學(xué)，這一學(xué)習(xí)方式為更好地實施翻轉(zhuǎn)課堂奠定了基礎(chǔ)。

翻轉(zhuǎn)課堂是當(dāng)下教育界鼓勵嘗試實施的一種新興的教學(xué)模式。該模式是指讓學(xué)生在課前先觀看教師的相關(guān)課程視頻講解，進行自主學(xué)習(xí)，在課堂上教師不再進行課程知識的講授，而是更傾向于教師與學(xué)生之間的互動。這種教學(xué)方法使學(xué)生有更自由的學(xué)習(xí)時間及學(xué)習(xí)計劃的安排，進而選取更適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)節(jié)奏。對于不理解的知識點也能自行尋求多種途徑解決，這樣就不用浪費課堂上的教學(xué)時間，從而可以將更多的課堂時間用于師生之間的互動和交流，使課堂效率大大提高的同時，也更好地鍛煉了學(xué)生的實踐能力。此種教學(xué)方法也順應(yīng)了“以人為本”的學(xué)習(xí)理論，即教師應(yīng)當(dāng)是學(xué)生學(xué)習(xí)的促進者，課堂的學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為中心，學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體。

現(xiàn)代教學(xué)方式已經(jīng)逐步向“交流互動”轉(zhuǎn)變，但實際教學(xué)中仍存在不少傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式。在傳統(tǒng)的課程教學(xué)中，教師往往將自己認(rèn)為的重要內(nèi)容、中心內(nèi)容和教學(xué)大綱的內(nèi)容一遍又一遍地復(fù)述傳遞給學(xué)生，整個課堂缺少交流互動，教師不能真正掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，也不能很好地對知識薄弱點、重難點等進行更有針對性地教學(xué)。同時，這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法也容易造成學(xué)生的聽課疲勞，降低課堂效率。因此提出“慕課+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生在慕課平臺上充分學(xué)習(xí)課堂內(nèi)容，記錄下自己認(rèn)為的重點難點或是仍不理解的知識點，再在課堂上與教師進行充分的討論交流，盡量使每名同學(xué)的困惑都得到解決，利用好課堂時間，使課堂效益最大化。

一基于“慕課+翻轉(zhuǎn)課堂”的工程力學(xué)教學(xué)實踐

（一）工程力學(xué)課程

工程力學(xué)（Engineering Mechanics）研究自然界以及各種工程中機械運動中最普遍、最基本的規(guī)律，以指導(dǎo)人們正確地認(rèn)識自然界、科學(xué)地從事工程技術(shù)工作[1]。其是土木工程專業(yè)中很重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，廣泛應(yīng)用于各大工程領(lǐng)域。這門學(xué)科包含了材料力學(xué)的基本部分和理論力學(xué)中的靜力學(xué)部分，覆蓋了這兩門課程的核心知識點，主要內(nèi)容框架如圖1所示。該課程的目的是使學(xué)生能夠了解力學(xué)基礎(chǔ)知識，掌握工程科學(xué)的理論和分析方法，學(xué)習(xí)到解決工程實際問題的計算能力，并且有能力在各大工程領(lǐng)域中從事力學(xué)相關(guān)的設(shè)計和管理工作。工程力學(xué)的學(xué)習(xí)，是工科學(xué)生從基礎(chǔ)到深入了解該領(lǐng)域的關(guān)鍵一步，是學(xué)生將來參與到社會生產(chǎn)實踐中的重要基石。

（二）高校課堂教學(xué)現(xiàn)狀

盡管大家都能認(rèn)識到工程力學(xué)的重要性，但是這門學(xué)科抽象的理論知識和繁雜的計算都很容易讓學(xué)生對其失去學(xué)習(xí)的熱情和興趣。因此面對學(xué)生上課積極性低、打瞌睡及玩手機等現(xiàn)象，倡導(dǎo)針對工程力學(xué)這門課程實施“慕課+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式，并持續(xù)觀察研究這一教學(xué)模式是否能改變學(xué)生懶散的上課現(xiàn)狀，帶來有益的課堂效果。

近年來，教育部對高校教育的要求也在不斷更新改進。大家逐漸意識到在當(dāng)今本科階段的教育中，缺乏實踐創(chuàng)新教學(xué)，許多生產(chǎn)實習(xí)、創(chuàng)新實習(xí)都流于形式，僅僅是帶學(xué)生參觀工作場地并進行簡單地了解，并沒有做到真正的動手實踐，以至于大部分學(xué)生只學(xué)習(xí)到了理論知識，層次較淺。因此多數(shù)學(xué)生都面臨無法順利融入或適應(yīng)社會工作甚至是難以就業(yè)的問題。

教育部提出“兩性一度”的“金課”建設(shè)，即要求大學(xué)課程要具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度[2]，目前高校課程的實施距離達到上述要求還有一定的差距。高階性要求課程的講授要結(jié)合對學(xué)生綜合素質(zhì)和實踐能力的培養(yǎng)，而學(xué)生畢業(yè)后難以順利就業(yè)正是因為缺乏實踐動手能力。創(chuàng)新性要求課程內(nèi)容時代化和生活化，同時要具備前沿性，避免因循守舊、脫離實際的教學(xué)，并且要求增加課堂互動，這恰好符合翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念。挑戰(zhàn)度要求大學(xué)課程內(nèi)容不能過于簡單，具有一定的難度的課程知識更有利于學(xué)生思考和學(xué)習(xí)。維果斯基提出“教學(xué)應(yīng)當(dāng)走在發(fā)展的前面”，因此教師應(yīng)該準(zhǔn)確把握“最近發(fā)展區(qū)”，抓住學(xué)生的最佳學(xué)習(xí)期限，使學(xué)生能夠“跳一跳，摘到桃子”，以此達到最佳教學(xué)效果。

目前的教學(xué)目標(biāo)已經(jīng)逐步從“重結(jié)論輕過程”向“重結(jié)論更重過程”轉(zhuǎn)變，新課程改革的教學(xué)觀也要求教學(xué)應(yīng)從“以教育者為中心”向“以學(xué)習(xí)者為中心”轉(zhuǎn)變。因此我們要利用好教師的引導(dǎo)作用，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，恰當(dāng)施行“慕課+翻轉(zhuǎn)課堂”的新教學(xué)模式，從而改正課程教學(xué)現(xiàn)有的缺陷，發(fā)揚更有效率的教學(xué)方式。

（三）慕課與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學(xué)實踐

基于上述對工程力學(xué)這門課程的分析，廣州大學(xué)工程力學(xué)課程教研組共同探討并提出了利用慕課平臺開展翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。課題組擬出一系列課程實行步驟（如圖2所示），并抽取一個班級進行實踐。具體實施步驟如下[3-4]。

1）教研課程組完成課前準(zhǔn)備工作：制作課程內(nèi)容相關(guān)的慕課視頻，在慕課平臺上傳相關(guān)的課程課件、課程核心內(nèi)容，以及隨堂小測、課后作業(yè)等。

2）教師發(fā)布課前學(xué)生線上自學(xué)任務(wù)：要求學(xué)生在慕課平臺上觀看指定章節(jié)的視頻，盡量能夠理解并吸收課程知識，接著自主完成隨堂小測。完成這一階段的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生將自己遇到的仍無法解決的問題發(fā)布在慕課平臺討論區(qū)，教師選取討論區(qū)較簡單的問題與學(xué)生展開討論并作出解答，較困難或有爭議的問題留到線下課堂進行解決。

3）線下授課并研討：教師通過學(xué)生的線上學(xué)習(xí)與自測，對學(xué)生的知識掌握情況有了一定地了解。線下授課時不再浪費時間重復(fù)講授課程知識點，而是將重心放在解決學(xué)生遺留的問題上。授課過程以師生之間的討論交流為主，在教師的講解過程中，學(xué)生可以隨時提出問題并與其他學(xué)生共同討論。在課堂的最后，教師對學(xué)習(xí)內(nèi)容進行總結(jié)歸納，并布置課后作業(yè)。

4）批改作業(yè)并作出評價：教師對學(xué)生提交的課后作業(yè)進行批改，作出評價并提出改進建議。完成本次課的教學(xué)。

（四）“慕課+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式下的工程力學(xué)教學(xué)過程和內(nèi)容體系重構(gòu)

目前了解到，各大高校的工程力學(xué)課程授課方式仍然比較單一，教學(xué)手段也比較機械化。這樣的教學(xué)方式或許會使學(xué)生對理論知識較抽象、內(nèi)容較枯燥的工程力學(xué)這門課的學(xué)習(xí)更加困難。因此嘗試采用上述“慕課+翻轉(zhuǎn)課堂”的新型教學(xué)模式對工程力學(xué)課堂的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程進行重新設(shè)計與重構(gòu)[3]。

重構(gòu)的大部分內(nèi)容可以參照本文第一章第（三）節(jié)中的課程實施步驟，但由于每部分的教學(xué)內(nèi)容重難點不同，因此課程設(shè)計時也要靈活應(yīng)變，要有針對性。且每名學(xué)生的知識水平、學(xué)習(xí)能力和可接受性都不同，在教學(xué)設(shè)計時也要充分考慮學(xué)生的個體獨立性。具體來說，就是在每節(jié)課之前，都要對本節(jié)課的授課內(nèi)容進行詳細(xì)分析，根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)生學(xué)習(xí)的規(guī)律細(xì)致分解。在授課之前先對學(xué)生的學(xué)習(xí)程度以及效率進行預(yù)估，對于“慕課+翻轉(zhuǎn)課堂”這一新的教學(xué)模式，還要預(yù)測課堂上可能會出現(xiàn)的各種狀況，做好解決備案，確保課堂能夠順利進行。

對于教師而言，這一新型教學(xué)模式和課程內(nèi)容的重構(gòu)都是全新的工作與挑戰(zhàn)，教師應(yīng)該不斷充實自身的專業(yè)知識與能力，同時積極實踐，勇于開拓創(chuàng)新，在教學(xué)方式改進的路上不斷前行，為教學(xué)工作作出貢獻。

二? 教學(xué)反思與討論

（一）問卷調(diào)查設(shè)計

為了解學(xué)生對這種新型教學(xué)模式的看法和接受程度，以及這種教學(xué)模式實際帶來的成效，我們對授課年級進行了問卷調(diào)查。問卷調(diào)查主要為了驗證以下幾個方面的問題：①學(xué)生是否適應(yīng)線上自學(xué)，是否能主動且有效地完成自學(xué)；②新型教學(xué)模式是否更能提起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性；③新型教學(xué)模式對于工程力學(xué)這一實踐性較強的工科課程是否有明顯成效；④新型教學(xué)模式是否能夠提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。

問卷主要圍繞以上幾個方面進行設(shè)計，首先，問題的設(shè)計盡量做到方向明確、通俗易懂且簡潔明了，還要注重客觀的設(shè)問，答案的設(shè)計要盡可能考慮到所有可能的結(jié)果。其次，避免模棱兩可的問題和答案設(shè)計，保證問卷的完整性和客觀性。最后，確保實踐班級的每名學(xué)生能夠有效填寫問卷，以保證問卷調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（二）新型教學(xué)模式的接受度和實踐成效

對調(diào)查結(jié)果進行統(tǒng)計整理后可知，絕大多數(shù)學(xué)生對這種教學(xué)模式都是肯定支持的態(tài)度。學(xué)生認(rèn)為這樣的課堂教學(xué)更能提起對課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性，也能根據(jù)自身的知識掌握情況調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的節(jié)奏，這樣更有利于不同層次的學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。線下課堂的大部分時間都是用于師生之間的研討互動，這樣可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題更好地得到解決。但同時也有學(xué)生反映，自制力不強的學(xué)生可能不會主動觀看慕課平臺上的視頻進行自學(xué)。很多學(xué)生也感覺到自己在線上觀看視頻自學(xué)時注意力容易分散，難以做到長時間集中注意力[4]。

還對學(xué)生的期末考核成績進行了收集統(tǒng)計，具體考核情況見表1和表2。對比往年傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生的期末成績，學(xué)生在這種新型教學(xué)模式下的考核成績總體呈上升趨勢。不僅及格率有所上升，85分以上的高分層次學(xué)生的數(shù)量也明顯增多。對于工科學(xué)生來說，新教學(xué)模式下考核形式的多樣化也使得學(xué)生的實踐能力得到提升，比以往傳統(tǒng)教學(xué)模式下偏向于理論知識的學(xué)習(xí)更有意義[5]。

（三）? 新型教學(xué)模式的授課過程回顧與效果總結(jié)

經(jīng)過一學(xué)期的新教學(xué)模式的實踐，課程教研組回顧授課過程，并結(jié)合收集到的問卷調(diào)查，對“慕課+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的授課效果作出總結(jié)。

每個學(xué)生對于將要學(xué)習(xí)的知識會有不同程度的了解，而翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式恰好適合于這樣的情況。學(xué)生各自根據(jù)自己對知識點的理解、掌握程度，在慕課平臺上進行不同程度地自學(xué)，待整個班級的學(xué)生對知識掌握情況達到相對一致的程度時，開展線下課堂，師生之間進行充分地討論和探究，進一步加深對知識的理解和掌握。

回顧課前自主學(xué)習(xí)階段，發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生都能做到認(rèn)真觀看教學(xué)視頻，一些學(xué)生也會對某個知識點進行多次回放學(xué)習(xí)。但是能同時利用好課件及其他教學(xué)資源學(xué)習(xí)的學(xué)生只有少部分。由此可見，慕課平臺的線上學(xué)習(xí)方式還沒有達到最好的預(yù)期效果。

在作業(yè)提交方面，出現(xiàn)有幾名學(xué)生提交的答案一模一樣的情況。說明線上教學(xué)模式也存在抄作業(yè)或是代答題的弊端，新的教學(xué)模式仍然不能帶動一些學(xué)習(xí)自主性較差的學(xué)生。教學(xué)方法還需針對這一方面進行改進。

在線下課堂交流環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)，一些學(xué)生難以跟上大部分學(xué)生的討論思路，其幾乎不發(fā)表自己的想法，也不提出疑義，更依賴于老師對知識點的詳細(xì)講解。我們認(rèn)為，這部分學(xué)生的基礎(chǔ)較薄弱、線上自學(xué)效果較差，以至于其難以跟上大部分同學(xué)的學(xué)習(xí)進度[6]。

綜上所述，新提出的教學(xué)模式目前還存在著不少弊端，尤其是對于學(xué)習(xí)自主性較差的學(xué)生，這種教學(xué)模式無法達到預(yù)期的效果，因此需要有針對性地進行改善加強，以達到更好的教學(xué)效果。但總體來說，“慕課+翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式還是在實際教學(xué)中取得了不少的成效。其提升了學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣和在課堂上的積極性，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，遵循了學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，而教師在學(xué)習(xí)過程中是主導(dǎo)的教學(xué)理念。由此可見，這種新型教學(xué)模式總體上還是優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)模式的，值得我們推行。

三? 結(jié)束語

“慕課+翻轉(zhuǎn)課堂”新型教學(xué)模式，巧妙地結(jié)合了線上和線下教學(xué)，充分利用了兩種教學(xué)模式的優(yōu)點，適用于疫情影響下的教學(xué)。慕課平臺和翻轉(zhuǎn)課堂都是當(dāng)下被推崇的教學(xué)平臺和教學(xué)模式，其充分順應(yīng)“學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是學(xué)習(xí)的主導(dǎo)”的教學(xué)理念。教師在線下教學(xué)時無需再花過多的時間講授理論知識，從而有充足的時間深入探究更深層次的知識，這樣能夠有效提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。相較傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這一新型教學(xué)模式增加了師生之間的互動，有利于教師融入學(xué)生群體，使學(xué)生更加積極地參與課堂，使課堂更具趣味性。

本文研究的工程力學(xué)是工科學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該學(xué)科邏輯性較強、計算能力要求較高，因此學(xué)生學(xué)習(xí)的難度比較大。我們提出的“慕課+翻轉(zhuǎn)課堂”新型教學(xué)模式恰好適用于這類型的科目。因此，要正確認(rèn)識并使用這一教學(xué)模式，對以往的教學(xué)模式進行重構(gòu)新建，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況要有更細(xì)致地了解以及更有針對性地指導(dǎo)，這樣才能更加充分發(fā)揮慕課平臺和翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

線上教學(xué)平臺以及一些新興的教學(xué)模式是我國高等教育未來發(fā)展的主要趨勢之一，但許多高校對于這套教學(xué)體系的應(yīng)用還不夠成熟，因此還需我們不斷探究，并在實踐中不斷改善提升[7]。

參考文獻：

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