基于移動平臺的《土木工程材料》翻轉課堂教學模式改革*

張海龍，鐘升明，江海丹，劉培玲

（重慶文理學院 建筑工程學院，重慶402160）

基于移動平臺的《土木工程材料》翻轉課堂教學模式改革*

張海龍，鐘升明，江海丹，劉培玲

（重慶文理學院 建筑工程學院，重慶402160）

針對《土木工程材料》課程實踐性強、應用性廣的特征，把翻轉課堂與項目式教學結合起來，以手機等移動平臺為載體，通過手機APP終端平臺學習和課堂組織研討互動為主要教學模式，并提出初步實施路徑。構建基于項目為導向的翻轉課堂模式，充分利用手機APP快捷、方便等特征，實現以學生為主體、教師為主導的翻轉課堂教學改革，引導學生主動學習，培養其解決工程問題的能力。

移動平臺；翻轉課堂；土木工程材料；APP終端；項目式教學

《土木工程材料》課程是土木類專業的一門專業基礎課，其實踐性強、應用廣，是進一步學習有關專業課程的基礎。然而，依賴于紙質教材的傳統課堂仍然是大班和傳授式的講課，學生學習積極性和效果不佳[1-2]。

翻轉課堂作為一種全新的教學模式，近幾年在國內外得到了廣泛關注，該模式需要移動APP終端和網絡教學平臺的支持。截至2016年12月，我國網民規模達到7.31億，手機網民規模達6.95億，手機上網比例已達到95.1%。手機APP終端使翻轉課堂越來越可行。鑒于此，筆者提出以手機APP終端移動教學平臺和云網絡教材為載體，開展《土木工程材料》翻轉課堂教學改革[3]。

一、翻轉課堂特征

1.翻轉課堂定義

翻轉課堂將傳統課上教學過程與課下學習活動進行交換，教師通過網絡等多種形式提供教學視頻資源，學生在課外通過各種形式來自主學習，在課堂上，學生展示交流，教師則答疑，師生共同探究和互動交流等[4]。翻轉課堂是將傳統的課堂教學方式徹底顛覆，傳統課堂是先教后練，而翻轉課堂是先學后練，把傳遞知識安排在課前，把知識的強化和內化安排到課內[4-6]。

2.翻轉課堂教學結構圖

翻轉課堂特征是先學后練，在課堂外，學生自主搜集相關資料，也可通過手機APP終端平臺（教師把設計的教學資源上傳此平臺），自主學習和自定進度，整理收獲、提出困惑，把存在的問題羅列出來，帶著問題進入課堂。課堂內學生以小組形式，通過項目制內容展示交流，協作探究，完成作業，教師主導課堂討論，把相關知識點滲透到項目里面，回答學生提出的各種問題，歸類總結，布置下節課內容，改變了課堂教學結構（見圖1）[7]，從培養目標、教學質量、國家課程標準等角度來看，翻轉課堂實現了從低效率、高成本的低級思維學習轉向了高效率、低成本的高智慧學習，其核心是培養創新型人才[8]。

圖1 教學結構變化比較圖

二、移動APP網絡教學平臺設計開發

1.移動網絡平臺的選擇

大學生用智能手機、平板電腦等便攜式移動設備上網已經成為主流，其特點是方便、快捷、實時，信息瀏覽量大，不受地域限制?！锻聊竟こ滩牧稀氛n程實踐性較強，比如水泥基本性質測定、水泥的生產工藝和易性調整，以及混凝土配合比設計等都需要較多課時的實驗操作來培養能力的提升。但混凝土性能測定、損傷檢測、破壞修復等都需要高精密的測量儀器來實現。由于安全等問題，學校很難將學生派駐到工程現場進行專業認知，因此搜集石灰、石膏、水泥、混凝土、砂漿、砌筑材料、鋼筋和瀝青等建筑材料的生產工藝、性能測定、損傷修復、實際工程應用的真實現場視頻非常重要，將其放置于移動APP終端，學生可隨時隨地進行瀏覽和學習?！锻聊竟こ滩牧稀穼嵺`性和應用性強，為培養操作性強的現場工程師，需要實施基于網絡資源的課外學習，采用手機APP終端平臺更能有效地提高教學質量，提升學生創新能力。

2.移動APP終端開發

本文使用APICloud Stuido開發手機APP應用，開發者在云端和APICloud Studio中創建應用。在云端創建應用時，在APICloud里注冊并創建應用，在云端資源庫里創建SVN項目，并作為工作空間中的項目檢出APP應用。在APICloud Studio創建應用時，創建APICloud項目，開發者在APICLoud Studio創建的應用和云端資源庫建立連接，項目代碼改動后，可以使用APICLoud Studio的代碼提交功能提交代碼到云端資源庫。

表1 《土木工程材料》教學大綱

三、《土木工程材料》FCM設計與實施路徑

重慶文理學院《土木工程材料》課程在第3學期開課，總共48學時（理論32+實驗16），采用多媒體講授、案例分析、現場認知等教學方式，以項目制組織教學，具體見表1。該課程概念、規范和標準多，而知識點邏輯性不強，建筑材料種類較多，但章節之間銜接不夠周密，其知識點廣、雜、亂且難以記憶。最大的問題是新生沒有對土木工程材料進行現場的專業認知學習，沒有感性的建筑材料基礎，導致學生學習的積極性不強，學習效果不佳，施教難度增大。針對土木工程材料理論性強、實踐要求高、學校相關實驗設備少等現象，提出《土木工程材料》FCM設計及相對應的考核方式（見表2），推行切實行之有效的教學改革，提高教學質量，培養“懂設計、精施工、會管理、敢創新、重責任”的高素質土木建筑現場工程師[9-10]。

1.基于移動教學平臺的FCM教學模型

筆者在RobertTalbert翻轉課堂結構模型的基礎上[11-12]，結合自身多年來一線教學經驗，在手機APP終端平臺上設計和構建了適合本校學生的《土木工程材料》翻轉課堂教學模型（如圖2所示）。該模型由資源平臺建設-課前準備與學習-課堂知識強化-課后溫故知新等構成，手機APP終端平臺為該課程的翻轉課堂活動順利開展提供了有力支撐。

表2 《土木工程材料》項目制翻轉課堂課程考核成績構成表

圖2 基于移動平臺的FCM教學模型

2.FCM設計實施路徑

（1）資源平臺建設

翻轉課堂中，教師課前設計非常重要，是整個教學的主線。首先要設計好本節課的教學內容，根據學生的實際水平，提出課前學習知識要點，在手機APP終端平臺上上傳教學資源供學生準備學習，并根據整個課程的內容合理安排進度，實施翻轉教學模式，筆者主要從以下幾個方面進行了資源平臺建設：

①云教材課程體系設計。把傳統課程教學大綱、教學周歷和教案進行梳理、歸類，以工程項目為導向，編寫項目制的《土木工程材料》云網絡教材體系。

②移動APP終端開發。以手機為工具，開發APP終端系統，把工程材料圖片、視頻、云教材等放置于APP終端平臺上，學生可隨機實時的進行線上學習。

③現場施工視頻搜集。學生在第三學期開設《土木工程材料》課程，對工程材料還不熟悉，對材料的物理性質和力學性質還從未接觸過。通過視頻感性認知工程材料非常有效，教師把工程材料按照模塊進行分類，針對性的尋找施工流程、混凝土配比、現場澆筑等視頻。

④項目視頻講解。對搜集到的視頻編輯和修剪，根據課程體系的設計標準和要求，配置教師本人的錄音，針對性的給學生講解。

⑤課堂授課內容錄制。課前準備要有知識的引入、重難點提示等，所以課前教師需要錄制課程導入視頻，并結合項目視頻講解，針對性的進行FCM教學。

⑥學前任務單。課前任務單是整個FCM的主線，要羅列出重點、難點、授課具體內容、具體知識點、圖片和視頻等。以課前學習、課中討論和課后練習為主線進行知識點的串連。

（2）課前準備與學習

在翻轉課堂教學模式中，教師根據教學大綱、教學內容、教學重點和難點合理安排教學進度，創建豐富多樣的資源平臺，實施小組分工、項目導向、自主學習、現場認知和測驗評估等教學環節。

①課程要點學習。教師應根據學生目前掌握知識情況和學時安排，制定本節課程的學習要點，學生通過APP終端平臺進行點擊和整理，了解知識要點。

②項目整體梳理。以項目為導向，把各知識點滲透到項目里面，通過項目串連各知識點，并系統梳理主線。

③項目視音頻的學習。在手機APP終端平臺上，根據個人時間合理安排學習進度，觀看項目視頻，學習知識要點，最后完成習題。

④網絡在線交流討論。根據課程項目制要求，各小組組長根據內容進行分工，各組員學習、研究資料并探索問題。在手機APP終端平臺的在線交流模塊中，各組成員提出問題、提出見解，教師則在線回答問題，幫助學生進行知識的強化和內化。

（3）課堂知識強化

①項目展示交流。在課堂上開展項目制教學，教師把學生分為幾個組，每組學生分配不同的項目，課堂上學生從項目論證、項目設計、項目實施、項目完成結果和項目應用等方面分階段進行展示。每節課每個組學生匯報項目的進展，其他組學生針對其取得的進展、存在的問題等提出建設性意見，并打分考核。

②重難點講解。課堂項目展示匯總，教師應起積極主導作用，針對每組項目的可行性、存活期、研究價值和應用前景以及存在問題等提出有針對性的、建設性的意見，把相關知識滲透到項目中，把握教學重點和難點。

③課堂提問及討論。對學生在課前、課中沒有理解透徹的知識，師生一起在課堂上共同討論，學生應大膽提出自己未消化的知識，并主動參與課堂討論，教師根據學生疑問進行梳理和答疑，并對其進行有效的測評。

④回答問題。教師答復所有學生問題，進行課后作業的講解，并有選擇的對學生進行一對一的輔導和解答，布置下一節課程任務。

⑤總結評價。最后，教師對每個組學生的項目進行梳理，優化思路、綜合評價。

⑥獨立、協作學習。主要培養學生獨立的學習能力和協作的團隊精神，鍛煉學生團隊組織、協調能力，項目設計和任務執行能力。

（4）課后溫故知新

①知識要點歸納。學生在課堂結束后，把交叉組提的問題和教師總結的內容進行歸納總結，對存在的問題進行強化補充和有效完善。

②作業練習。課后進行作業練習，尤其《土木工程材料》課程中砂的級配、砂的分計篩余、累計篩余、砂細度模量的計算，混凝土配合比中初步配合比、基準配合比、實驗室配合比和施工配合比計算，建筑砂漿配合比計算，鋼筋拉伸計算等。加強作業練習，溫故知新。

四、總結與反饋

手機移動APP終端為學生課前、課中和課后的學習交流提供了便捷、豐富的網絡資源，克服了傳統教學方式的弊端，把教師主導、學生為主體的教學方式真正應用于課堂，提高了課堂教學效率和質量。筆者把翻轉課堂教學模式在本校進行了初試行，學生學習熱情高漲，信息獲取方便快捷，交流溝通暢通，效果明顯，但也存在如下問題：①手機APP終端平臺基本功能已經實現，但后續的開放平臺、課程錄入、視頻錄制、功能提升等需要后續資金投入；②學生項目不具針對性，可操作性不強，實際應用性不強，有的項目太大，課前很難完成任務；③翻轉課堂教學，教師教學任務更重，對教師知識儲備、實際項目設計、現場解決問題等能力需繼續加強。

隨著“互聯網+”、大數據時代的到來，以信息化技術作支撐，基于手機APP終端平臺的翻轉課堂在未來將不斷得深入和完善，必將在本科教學實踐中產生深遠的影響，實現從低級思維學習到高智慧學習的重大轉變，有助于培養復合型的創新型人才[13-14]。

[1]諶登峰.利用移動英語學習平臺構建大學英語混合教學模式[J].中國教育信息化,2013(10):81.

[2]余萍.翻轉課堂在高職行業英語教學中的實踐[J].職業技術教育,2014(14):30.

[3]CNNIC發布第39次 《中國互聯網絡發展狀況統計報告》[EB/OL].http://www.cnnic.cn/gywm/xwzx/rdxw/20172017/201701/t20170122_66448.htm.

[4]鐘曉流,宋述強,焦麗珍.信息化環境中基于翻轉課堂理念的教學設計研究[J].開放教育研究,2013(1):60.

[5]黃磊,劉智.“翻轉課堂”教學模式在高職數學教學中的應用思考[J].信息系統工程,2014(8):155.

[6]張新明,何文濤,李振云.基于QQ 群+Tablet PC的翻轉課堂[J].電化教育研究,2013(8):68-71.

[7]張金磊,王穎,張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志,2012(4):48.

[8]莫雪芬,代毅.小學信息技術中翻轉課堂教學模式的構建和實施應用[J].教育信息技術,2014(Z1):56.

[9]徐妲,鐘紹春,馬相春.基于翻轉課堂的化學實驗教學模式及支撐系統研究[J].遠程教育雜志,2013,218(5)：107-112.

[10]李海龍,鄧敏杰,梁存.基于任務的翻轉課堂教學模式設計與應用[J].高等農業教育,2013,23(9):46-51.

[11]曾明星,蔡國良,覃遵躍等.基于翻轉課堂的研討式教學模式及實施路徑[J].高等農業教育,2015(1):76-81.

[12]霍曼琳.“土木工程材料”教學內容改革實踐[J].理工高教研究,2005,24(5):59-61.

[13]楊曉宏,黨建寧.翻轉課堂教學模式本土化策略研究——基于中美教育文化差異比較的視角[J].中國電化教育，20I4(11):101-111.

[14]吳香國,鄒超英,鄭文忠.土木工程專業混凝土結構課程FCM教學改革[J].高等建筑教育,2014,23(6):59-63.

（編輯：魯利瑞）

G434

A

1673-8454（2017）14-0060-04

重慶市教委科學技術項目（No.KJ1711271）；重慶市基礎與前沿研究一般項目（No.cstc2014jcyjA0994）。