MOOC環境下混合式教學模式在基礎力學教學中的應用初探

顧娟　陳力

摘要：利用多媒體平臺，開展了基礎力學課程線上、線下混合式教學模式的研究與實踐，總結了MOOC的優勢與不足，結合MOOC環境下混合教學模式的試點情況，詳細分析了該模式的建設內容與具體的時間流程，思考和總結了新的教學模式在力學課堂實踐過程中出現的問題，并給出具體的意見與建議，以促進學生轉變觀念，提高自主學習效率。

關鍵詞：MOOC 混合式；基礎力學；課程教學

中圖分類號：G642.0；TU-4 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2016）05-0169-04

MOOC即“Massive Open Online Course”的簡稱，可直譯為“大規模在線開放課程”，國內通常簡稱“慕課”。斯坦福大學校長則將MOOC的發展比喻為教育史上的“一場數字海嘯”。與傳統的課堂教學比較，MOOC具有免費開放、大規模、較強的互動性和社會性等優點[1]。而力學屬于自然科學范疇，數學趣味很濃，需要較強的悟性和接受能力，因此不能簡單照搬MOOC教學模式。越來越多的教育者認為將面對面教學和在線學習兩種模式有機融合，是降低成本，提高學習效果的一種有效方式[2]。筆者擬將混合式教學模式界定為在MOOC環境中，以網絡學習和面對面教學相結合的一種學習方式，該模式將有效發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，充分體現學生作為學習主體的主動性、積極性與創造性。

一、MOOC的優勢與不足

傳統的網絡視頻公開課大多以獨立形式存在，是預先錄制的、靜態的。近些年新興的微課本質上屬于視頻公開的一種特殊形式，作為教學資源使用。而作為一門完整的課程，除了含有教學資源還必須包含教師、學生以及動態的學習和測試過程。MOOC結合了網絡用戶的特點，精心制作，不僅提供免費的資源，而且實現教學的全程參與。在這個平臺上學習者進行學習、分享觀點、做作業、參加考試、得到考試成績、拿到證書，是一個學習的全過程，即“慕課”包括活動和資源兩部分[3]。它堅持以學生為中心的價值取向，采取模塊化微視頻的課程呈現方式，通過加強互動與倡導在線學習社區，使學習者在參與過程中產生一種沉浸感和全程參與感[4]。

在MOOC本土化的過程中，由于缺乏合理、統一的管理與運作機制，如果單純的利用MOOC教學效果將有所打折：（1）系統知識碎片化。MOOC短小精悍的課程形式雖然滿足了網絡移動化學習的需要，但同時也帶來了知識碎片化、信息割裂化等問題。基礎力學的學習非常系統，用碎片化的學習方式來學習該課程會造成知識系統化的丟失，割斷了與相關知識點的聯系。（2）無法做到因材施教。MOOC短小精悍的視頻資源雖然能清晰呈現教學內容，但無法真實記錄課堂中的師生行為。此外，MOOC學習人數眾多，除了固定的學習者也有許多臨時的學習者，教師無法了解每個學生的學習進度和學習動態，無法做到因材施教。（3）完成率不高。MOOC平臺的免費性與開放性特點吸引了學習者的加入，可是由于MOOC學習過程的監督手段有限，往往學習只停留在訪問時間的層面上，因此容易造成“賬號在學習，學生在游戲”的情況，課程的平均完成率低下。（4）平臺功能不穩定。現有技術還不能完全保證在線討論，在MOOC實踐中，許多用戶會遇到平臺功能失常，造成作業無法提交，甚至電腦無法顯示學習記錄的情況。選擇能夠支持大規模互動穩定社交性工具平臺非常關鍵，技術隱患會使MOOC在進階式課堂、在線作業與測試、在線論壇工具等其他方面的努力成為空談[5]。

二、MOOC背景下混合式教學模式在基礎力學課程中的實踐

當傳統教學改革成果與MOOC相遇時，我們既可以感受到新的教學手段對于教學效果的促進和提升，同時也在傳播載體選擇上遇到了新的問題和新挑戰。MOOC這種新模式給基礎力學教學帶來了深遠而直接的影響，反過來，力學教學改革的經驗和教訓也對MOOC的發展產生了不可忽視的作用。在高校MOOC熱潮中，基礎力學教育如何在網絡開放的背景下，更好地順應信息時代的潮流與趨勢，讓這一古老的自然科學煥發出新的活力，是值得力學教育者思考的問題。

對于大多數高校而言，由于規模和資源的限制，MOOC在相當長時間內難以實現，但作為教育工作者應放眼未來，在教學實踐中，對比MOOC的教育理念、教學內容、教學方法和長遠目標，制定切實可行的教學方案。MOOC的建設不可能一蹴而就，依照MOOC的開放理念逐漸放開網絡教學范圍。現階段學校可以依托校園網絡建設，按照MOOC的思想建立基礎力學課程網站，完善基礎力學試題庫、習題庫，設置學生評學、教師評教的數據采集系統和bbs力學交流區，并將基礎力學團隊中的力學教學視頻發布到力學教學平臺。混合式學習是當今教育界研究的熱點問題之一，是當前國際教育技術發展的新動向，他將傳統面授教學和基于計算機的教學結合起來，促進傳統課堂與網絡學堂的深度融合，發揮兩者的各自優勢。MOOC課程中運用信息技術改變教學方法集中在“翻轉課堂”這種新方法的實施，它將傳統課堂中知識的傳授轉移至課前在MOOC環境下完成，知識的內化則由原先的課后做作業轉移至課堂中的學習活動。

（一） 查閱資料，深入調研，為教學改革奠定理論基礎

盡管MOOC的浪潮在國內愈發澎湃，但是MOOC真正的內涵式發展還處于起步階段。每一位MOOC的實踐者需要撥開MOOC起步時的“浮躁之氣”，深入調研，用發展的眼光看待“沉淀后的MOOC”。對于國內高校而言，發展MOOC教育是大勢所趨，各大高校在MOOC課程建設中積累了豐富的學習行為大數據，這些數據將成為高等教育研究學習行為分析和教學改革的重要依據。

（二）資源整合，為教學改革創造有利條件

利用MOOC視頻資源改進力學教學方法，拓寬教學內容將是一個從無到有，從有到精的過程。南京航空航天大學的鄧宗白教授共享的“材料力學漫談”已經在Cousera平臺上線，美國佐治亞理工學院Wayne.Whiteman教授主講的“工程力學應用”也即將在該平臺上線。此外“愛課程”網站也有多個力學課程視頻，這些都為MOOC環境下力學教學改革提供了非常好的條件。

中國名校紛紛加盟MOOC，如清華大學、北京大學加盟edx，復旦大學、上海交通大學加盟Cousera，同時還積極推出中國本土MOOC，如學堂在線、慕課網、智慧樹、MOOC學院等[6]。國防科技大學在2013年自主開發了服務于部隊系統的中文MOOC平臺“夢想學習平臺”，筆者所在學校于2014年加入該平臺，為開展MOOC支持下的教學改革創造了便利條件。

MOOC平臺中，基礎力學資源并不豐富，學校的教學團隊投入大量的精力和時間錄制微視頻，編寫相關習題測試，搜索與基礎力學相關的典型案例。此外，還對已有的良莠不齊的力學視頻進行了篩選，選擇出了既適用于學校教學需求，又能提高學習效率的視頻資源。

（三）“MOOC-面對面”混合教學模式的課堂實踐

經過長期的論證，學校基礎力學團隊將工程力學作為混合式教學模式的試水科目，并選擇在拔優班進行改革試點，學時和普通教學班一樣。拔優班有20名學生，學習積極性高，落實老師布置的教學任務態度端正。

1.學習方式：小組討論，主動式學習

學生分為四個組，每組分配不同的學習任務，分小組學習。各小組成員之間有共同的學習資源、作業、討論以及學習成績。授課教師把從日常生活、生產實踐中挖掘出來與課程內容相關的創新項目發布到力學網站平臺，把任務布置給不同的小組。學生需要通過團隊協作完成的任務初步分為四類：一是角色扮演。即學生扮演老師的角色，利用所學知識和已有的力學資源設計教學方案，收集教學資源，團隊指派一名學生在課堂上展示團隊成果。教改實踐過程中，學生在物體系統的平衡、扭轉切應力、彎曲正應力、第三強度理論等主題中完成了角色扮演，且效果良好。二是資源收集。學生通過各種途徑收集與課程教學有關的網站、視頻等教學資源，制作成PPT并配上簡短的文字，上傳至力學平臺，供其他學生學習。比如：在講壓桿穩定的細長壓桿臨界力公式時，第一組的任務是搜集穩定性有關的工程案例；第二組結合課程內容分析相關案例的力學原理；第三組比較穩定性與強度問題的區別；第四組思考歐拉公式的適用條件。三是互學互助，突破小組的局限，在交流區發起與課程相關的討論，或者對其他同學提出的問題進行解答。在實踐過程中授課教師引入競爭和加分機制，激勵小組間開展“比學趕超”的學習競賽，提高學生在線提問或者解答問題的積極性。四是競賽活動。該項為選修任務。學校為了提高學生的實際操作能力，建立了大學生科技創新平臺，并每年組織師生參加“卓越杯創新大賽”。課程組依托創新平臺和校內創新大賽，鼓勵學生利用力學知識，建立力學模型，解決實際問題，在競賽中獲獎的學生會給于適當的加分。

2.教學方式：在線與課堂混合

開課前授課教師制定詳實的教學計劃，發布至力學網站，方便學生按照計劃在線學習知識點。教學模式借鑒Robert Talbert教授的翻轉課堂模型。課前學生在線上觀看教學視頻或根據分配任務搜集教學資源，有針對性地完成平臺上的課程練習，讓學生在課前對所學知識有了解，形成知識節點。課堂中師生面對面交流，授課教師根據課前線上反映的問題，對重點難點答疑解惑，組織小組討論、分享討論結果。課后教師在線回答學生的問題，溝通和分享課程中的疑問和收獲。通過這種師生之間、生生之間的協作探究對知識進行內化。MOOC環境下教師的角色發生變化，在課堂中有由“主演”變成了“導演”，教師根據預期培養目標，給學生布置高質量的教學任務和問題，引導學生主動學習。在教學過程中，授課教師對各小組和小組成員的表現要及時記錄，方便教學管理。這種管理包括學習計劃管理、學習任務管理、學習資源管理、學習進度跟蹤、學習效果評估和學習能力評測等。混合式教學模式雖然減少了教師的重復性勞動[7]，但對教師提出了更高的要求，需要教師投入更多的精力和時間參與全程教學活動。

3.教學評價：注重過程評估

教學評價是檢查教學效果、評價教學質量、衡量是否達到教學目標的重要途徑之一。教師對教學效果的評估是教學過程中非常重要的環節。傳統的一卷定終生的考核方式忽視了過程性評估。在混合式教學過程中，學生的在線學習時間、在線學習進度、在線階段性測試、線上分享問題、線上解答問題及正確率等情況有完整的綜合性記錄，教師能夠

實時了解學生的學習進展。面對面教學時，出勤情況、課堂表現、小論文、小組匯報等也歸入總評成績。考核成績按照多因子加權綜合評測法，注重平時學習效果，避免考前突擊。最終成績由線上學習30%，互動、討論、小論文20%，期末卷面50%組成。曾公開發表與力學課程相關的學術論文者、在力學競賽獲獎者、在綜合試驗或者力學發明中有創新者適當加分，估計學生自主學習積極性。

4.教學效果分析

課程考核結束，學生從學習效果和教學效果兩方面進行評價。大多數學生認為通過線上預習能夠有效地將知識內化，但線上答疑效果不如面對面授課效果好。線上線下混合式教學起到了取長補短的作用。總體來說混合式教學模式在提高學生學習的主動性與參與度上效果較好，考前臨時抱佛腳的現象顯著減少，學生更注重平時知識的積累，但在基礎知識考核方面沒有明顯優勢。

三、混合式教學實踐的思考

（一） 加強師資隊伍建設

混合式教學模式中教師是否有能力應對新的挑戰是教學改革成功與否的關鍵，學校的基礎力學教學團隊有著“傳幫帶”的優良傳統，注重年輕教師的培養，借助學校、力學學會促進青年教師的成長。團隊每位青年教師均在江蘇省或者全國青年教師基礎力學講課競賽中取得優異成績，具備主講力學課程的資格，高水平的教學團隊有助于教學改革在實踐過程中的落實。

（二）多并措舉，激勵學生自主學習

大多數中國學生習慣傳統的“老師講，學生聽，課后練”的學習模式。新的自主學習自我掌控學習進度，對已有的認知習慣沖擊巨大。在混合式教學模式實踐中，許多學生表示不適應，在初期學生互動討論積極性不高，需要教師不斷推動。授課教師在備課時要走近學生的心理，及時調整教學方案，采用多種方式激勵學生自主學習。比如利用積分形式量化獎勵學生聽課、討論、測試、在線答疑表現情況，學生通過數值的變化獲得成就感；借助科技創新平臺、第二課堂等開展優秀學生、優秀作品評選和獎勵，調動學生的積極性；鼓勵學生參加競賽，爭取獲獎，以賽促學。通過課題組全體教師的不懈努力，新型的教學模式逐漸得到學生的認可，學生普遍認為自己比以前更自律，與人溝通、交流的能力得到了大的提升。

（三）加強平臺建設

在混合教學實踐過程中，平臺功能不穩定的情況時有發生，技術隱患將會使MOOC在其他方面的努力——線上課堂、在線作業與測試、在線論壇工具成為空談，甚至會消磨學生的熱情。后期問卷顯示：學生對課程視頻滿意度不高。這不僅僅是技術問題，由于初次嘗試，受時間、精力、經驗的限制，團隊還沒有制作出優質的教學視頻，有的視頻顯得呆板無趣，有的甚至是原先PPT的簡單堆砌。在后期的視頻制作我們將總結前期的經驗與教訓，通過建設與教學內容相關的案例庫，增強平臺的趣味性。

四、結語

力學素質是土木專業學生應該具有的基本素養，利用MOOC實現基礎力學大規模、開放和共享這一終極目標很有必要。對于大多數傳統高校，想實現這一目標并非一朝一夕。作為力學教育工作者，應該立足根本，吸收MOOC的精華，強化教學設計，優化教學內容，逐漸推進教學模式改革。

MOOC教學不是傳統教育的替代品，而應該是傳統教育的優質合作者[8]。課程組采用的混合式教學模式是符合基礎力學教學特征的，是MOOC環境下基礎力學教學的一次有益嘗試和探索，課程組也試圖在在教學實踐過程中不斷改進試點中存在的問題，為MOOC的真正本土化提供有價值的信息。

參考文獻：

[1]陳積常.MOOC：一種課程學習新的互動模式[J].重慶第二師范學院學報，2015（1）：143-145.

[2]杜芳.教育技術學[M].廣州：華南師范大學出版社，2007.

[3]李曼麗，張羽，黃振中.慕課正醞釀一場新教育革命[N].中國青年報，20130-05-23（3）.

[4]蘭國帥，王嵐，李慧娟，等.“MOOCs”的六點質疑及回應[J].高教探索.2015（2）：20-25.

[5]坡連生.學與教的心理學[M].上海：華東大學出版社，199.

[6]金朝貴.MOOC支撐下的混合式教學模式研究[J].中國教育技術裝備，2015（2）：8-10.