工程流體力學課程“微課視頻+線上直播”教學模式設計

李 彬 霍元平 王貞濤

（江蘇大學能源與動力工程學院 江蘇·鎮(zhèn)江 212013）

0 引言

“工程流體力學”是動力類專業(yè)的核心技術基礎課程，同時也是其他工科專業(yè)的重要技術基礎課程之一。流體力學的發(fā)展，對動力類工程技術領域的發(fā)展起到了重要的推動作用，因此其教學與學習效果直接對流體力學知識的掌握與應用的影響深遠。[1]流體力學課程的教學目的主要是培養(yǎng)學生邏輯思維能力，要求教學內容明晰，知識點突出。[2]現(xiàn)代社會已經進入信息化和數(shù)字化時代，目前國內外眾多高校均在積極開展“線上教學”課程的建設。信息環(huán)境下的在線資源是高等教育與現(xiàn)代信息技術融合的產物，是高等教育發(fā)展的重要措施。相對于傳統(tǒng)“線下教學”模式，如何設計高效“線上教學”模式是提高流體力學課程教學效果的關鍵。

1 流體力學課程在線學習現(xiàn)狀

慕課（Massive Open Online Course，簡稱MOOC）的提出與推廣，對傳統(tǒng)“線下教學”模式產生了巨大的挑戰(zhàn)。[3]MOOC以視頻為主，其有交互功能，通過互聯(lián)網平臺提供學習機會，旨在擴大知識傳播范圍。MOOC具有開放、免費、移動的優(yōu)點，催生了新的“學習革命”，但在引入高等學校教學過程中存在很多不足和待完善之處。MOOC在教學過程中，主要存在以下5個問題：教學質量無法保證；不利于人才綜合素質的培養(yǎng)；影響教師積極性；影響學生自控和自主學習能力；社會認可度不足。MOOC線上資源信息量巨大，學生學習針對性差，容易造成學習的盲目性，影響學習效果。由于不同地區(qū)、不同專業(yè)類型高校培養(yǎng)學生的模式和理念不同，流體力學授課側重點也會有差異，因此采用同樣的MOOC資源并不能達到教學過程的最佳效果。另外，由于不同學校和專業(yè)采用的流體力學教材也存在差異，例如筆者所在的江蘇大學采用的是本校流體力學教研室編著的教材，在現(xiàn)有的MOOC資源中并沒有一一對應的教學材料。因此，針對不同專業(yè)、采用不同教材的學生，教師自制相應的教學“微課視頻”上傳超星泛雅等網絡學習平臺供學生觀看，并通過企業(yè)微信等社交平臺“線上直播”解讀視頻及課程側重點及難點可以解決上述問題，提升教學效果。

2 流體力學課程“微課視頻+線上直播”教學模式的探索與實踐

2.1 理論課程

（1）課前——設計并創(chuàng)建教學微課視頻。根據(jù)不同專業(yè)類型院校流體力學課程教學大綱，分析哪些教學內容可以通過學生觀看“微課視頻”完成，哪些教學內容需要通過“線上直播”講解和討論完成。根據(jù)授課專業(yè)的側重點，找到相應的課程核心內容，錄制教學微課視頻。將課程分解為若干個連續(xù)的微課視頻，每個視頻的長度盡量控制在10-15分鐘，并添加相應的動畫或者實物視頻，力爭為每一個知識點都找到最容易接受和理解的表現(xiàn)形式，以方便集中學生的注意力，激發(fā)學生的好奇心和求知欲，提升教學效果。合理設計、靜心錄制教學視頻是“線上教學”的關鍵環(huán)節(jié)，知識點需要盡量細化，并發(fā)揮案例教學的作用，有助于學生高效消化課程重難點。在微課視頻的基礎上，設計一些課前思考題及隨堂測驗題目，有助于加深學生對微課視頻中知識點的印象，并對學生的學習過程起到的督促與檢查的作用。教學視頻在課前上傳超星泛雅平臺，并發(fā)布授課PPT、課前思考題，供學生預習。

（2）課中——直播教學及課堂討論。課程開始前5分鐘，在超星泛雅平臺發(fā)布“簽到”活動，獲取學生出勤率數(shù)據(jù)信息，并獲取課前思考題完成情況信息，將相應量化數(shù)據(jù)計入最終考核成績。課程教學中，首先總體介紹本節(jié)課的教學內容和教學目標，通過聯(lián)系生活中的實例尋找切入點，引入相關知識點，并播放教學微課視頻。視頻播放過程中，為了確保學生集中注意力，根據(jù)教學內容隨機設計思考題并提問，增加視頻播放過程中與學生的交流次數(shù)。視頻播放結束后，通過企業(yè)微信直播功能將視頻中的重點內容進行梳理、小結，對于較難理解的公式推導過程，在直播過程進行詳細講解。其次，根據(jù)課程內容的重難點設置測驗環(huán)節(jié)，并根據(jù)學生回答情況調整“線上直播”過程中的側重點，著重對觀看完微課視頻后仍未掌握的知識點展開講解，提高授課效率。再次，“線上直播”過程中，充分開展課堂討論，查缺補漏，并準備一些有深度的學習內容和問題進行知識擴展。在此環(huán)節(jié)中，鼓勵教師將科研實例融入到課堂教學中，培養(yǎng)學生從流體力學相關知識點的角度去思考和解決實際問題的能力，實現(xiàn)教育心理學中的“正向遷移”。筆者發(fā)現(xiàn)，近幾年，江蘇大學能源與動力工程學院學生申請并獲授權專利項數(shù)和發(fā)表論文篇數(shù)逐年遞增，學生的學習積極性和創(chuàng)新思維能力得到了明顯提高。這種“以學生為中心”的教學模式有助于提高學生對流體力學知識的應用能力，達到學以致用的效果。[4]

（3）課后——檢測學習情況。通過設計課后作業(yè)，方便教師了解學生對“微課視頻”教學內容的掌握情況以及“線上直播”課堂討論后知識的內化程度。學生將課后作業(yè)提交至超星泛雅學習平臺，教師在平臺完成作業(yè)批改，并將相應量化數(shù)據(jù)計入最終考核成績。另外，教師通過超星泛雅平臺或者企業(yè)微信群進行課后答疑，使學生在課前、課中、課后都可以隨時隨地獲得問題的及時反饋，使教學過程真正做到“來源于學生而又服務于學生”。

2.2 實驗課程

傳統(tǒng)實驗教學方式中學生并沒有充足的時間深入思考相關流體力學知識，導致學生不能很好的將理論與實踐聯(lián)系起來。因此，針對實驗教學，“微課視頻+線上直播”教學模式同樣適用。首先，實驗教師將實驗原理部分制作成“微課視頻”上傳超星泛雅平臺，學生可以反復觀看，確保學生掌握涉及的理論知識點。指導教師根據(jù)實驗課的教學目標設計思考題，并通過超星平臺發(fā)布，學生的答題信息通過量化后計入實驗成績。其次，實驗教師通過“線上直播”演示整個實驗操作過程，但實驗數(shù)據(jù)由學生記錄，據(jù)此撰寫實驗報告并通過超星平臺提交。最終，指導教師根據(jù)實驗報告情況及思考題答案準確程度給出實驗成績。

2.3 課程考核

期末考核采用“線上考試”的形式，具體形式如下：考前15分鐘由教師創(chuàng)建ZOOM會議室，學生實名更改備注并打開攝像頭，確保雙手及面部都能進入畫面。打開攝像頭的同時需要共享桌面，以防個別學生通過上網查詢答案。考前5分鐘，網絡學堂作業(yè)區(qū)發(fā)布考試試卷，學生在共享屏幕的狀態(tài)下下載試題并開始答題，學生需要全程在攝像頭注視下完成考試。考試結束，學生停止答題，并在10分鐘內完成答卷拍照、按試題順序整合為一個Word文件等工作，上傳至網絡學堂作業(yè)提交窗口。整個交卷過程仍然要求學生在攝像頭注視下完成。

流體力學課程最終成績由平時成績（30%）、實驗成績（10%）、隨堂測驗（10%）及期末考試成績（50%）組成。其中，平時成績由出勤率（15%）、課后作業(yè)（50%）和在線學習情況（35%）組成。出勤率滿分100分，每缺席一次扣10分；缺席超過三分之一者取消考核成績，不得補考。在線學習情況根據(jù)超星泛雅平臺提供的學生課前、課中和課后學習完成度排序，前10%：100分、30%：90分、50%：80分、80%：70分、100%：60分。

3 結語

“流體力學”是動力類專業(yè)的核心技術基礎課程，同時也是其他工科專業(yè)的重要技術基礎課程之一。MOOC具有開放、免費、移動的優(yōu)點，但在引入高等學校教學過程中存在很多不足和待完善之處。另外，由于不同學校和專業(yè)采用的流體力學教材也存在差異，在現(xiàn)有的MOOC資源中并沒有一一對應的教學材料。因此，針對不同專業(yè)、采用不同教材的學生，提出了教師自制教學“微課視頻”，并通過“線上直播”解讀視頻及課程側重點及難點，從而提升教學效果的模式。理論課程和實驗課程均通過上述模式開展，并給出了“線上考試”的實施方案。“微課視頻+線上直播”的教學模式有望在流體力學教學、教改、教材等方面取得良好的效果。