基于慕課資源的混合教學模式在工程力學課程中的應用

楊曉宇

(桂林航天工業學院機械工程學院，廣西桂林，541004)

一、引言

高等教育以培養人才、服務社會及科學研究為主要職能。蔡元培說過，欲預知明日之社會，先看今日之校園。可以看到，學校文化具有先導性。在傳統教學模式下，教師和學生面對面進行教學，教師講授核心知識點和技能點，然后讓學生根據講解進行練習。在這樣的教學模式下，教師主導課堂，信息顯示形式比較單調、呆板，教學效率低下，不利于學生創新思維和創新能力的培養，而且，學生被動接受學習，學習接受程度具有很大的局限性。因此，傳統教學模式已經不能適應新形勢的變化。在互聯網技術高速發展的背景下，學生把更多的目光聚焦在網絡資源上，各大高校教師也相繼推出網絡教學，并對外開放教學資源，這極大地推動了教學模式的改革。2012年，慕課應運而生。慕課(簡稱MOOC)是大規模開放在線式課程，很多高校教師將授課內容、對課程重難點的講解及對知識點的理解等錄制成視頻，將其公開發表在網絡上。[1]學生不再只是通過教師的面對面講解來學習新知識，而是可以按照自己喜歡的授課風格去互聯網上尋找相應的慕課資源，這極大地提高了學生學習的興趣。慕課的發展也給一些高校教師帶來了危機感。

開放性是慕課的主要特點之一，即便是普通高校的學生也可以獲得名師教學資源。另外，慕課以視頻的形式存在于網絡中，這樣的傳播形式決定了學生可以充分利用碎片化的時間學習，既可以激發學生學習的興趣、發揮學生學習的主觀能動性，又可以提升教學效率。可以看到，慕課與傳統課程相比有較大的優勢。在慕課中，學生可以自主決定學習的時間，選擇喜歡的教師。而且，慕課呈現形式多樣化，使學生更容易理解知識點，個性得到了極大的發展。[2]然而，慕課也存在缺點，它最大的缺點在于不能像傳統教學那樣進行交流互動，學生碰到不懂的知識時無法及時向教師請教，這極大地打擊了學生學習的積極性。而且，慕課學習對學生的自律性提出了更嚴格的要求。因此，傳統教學和慕課學習需同步開展。學生可先通過慕課進行線上學習，針對無法解決的問題，則可在線下與教師交流。這樣的混合式教學一方面可以讓學生掌握學習的自主權，另一方面也可以及時解決學生在學習過程中遇到的問題。本文主要對基于慕課資源的混合教學模式在工程力學課程中的應用進行了研究。

二、混合教學模式的構建

(一)工程力學課程的特點

工程力學作為一門工科專業的基礎課程，致力于在較少的課時內使學生掌握力學的基本概念、原理，讓學生在遇到實際工程結構問題時具備力學思維，為學生進一步自學力學課程打下良好的基礎。[3]本課程的教學目標如下：

第一，增強學生工程意識，讓學生具備力學基礎理論及應用能力，為學生今后學習各門專業課奠基。通過本課程的學習，學生要能對物體進行受力分析、對物體平衡進行判斷等。

第二，使學生掌握構件強度、剛度及穩定性評估方法，初步具備產品設計、事故分析等能力，使學生具有解決復雜機械工程問題所需的力學基礎知識及進行相關試驗的能力。

第三，將思政教育融入力學課程的教學中，把育人和育才結合起來，傳遞正確的價值觀，弘揚愛國精神、奉獻精神和創新精神，為培養社會主義高素質技術人才打下堅實的基礎。

工程力學是一門基礎課程。高等教育中的課程都是圍繞服務社會和科學研究進行教學的，工程力學這門課程的開設目的之一便是讓學生學會解決實際工程問題。因此，在實際教學過程中，除了講解理論知識，還要注意培養學生的力學思維。

(二)設計學習任務單，錄制視頻或尋找優質慕課資源

1.任務分解

將工程力學課程根據總體教學目標進行分解，確定教學大綱，闡明課程的性質與目的，闡明本課程的教學目標、與其他課程的關系、教學內容、基本要求、重點和難點、擬安排的學時等，將教學任務分解成多個教學子任務，并為每個子任務編制學習工單。

2.知識點講解設計

工程力學里有許多概念。這些概念很多都是晦澀難懂的，如果只是對照著書本闡述一遍，那么部分學生可能無法理解。教師應提前設計好對概念進行深入解釋的案例，幫助學生理解。比如，在講解靜力學的基本原理時，教師需要先讓學生了解什么是原理。“原理指的是人們在生活和生產實踐過程中總結出來的經驗，它被反復檢驗并確認符合客觀實際。”比如，力的可傳性原理指的是作用于剛體上某點的力，可以沿著它的作用線移到剛體內任意一點，并不改變該力對剛體的作用。在講解這個原理的時候，我們可以舉一個生活中常見的例子來幫助學生加深對這個原理的理解。如用同樣的力在后面推桌子和在前面拉桌子，產生的效果是一樣的，即桌子會以同樣的狀態往前移動，通過對這個例子的講解，學生對力的可傳性原理會有個更直觀的認識和理解。

3.錄制視頻或尋找優質慕課資源

慕課最大的特色就是規模大，很多高校的教師都會參與慕課視頻的錄制，且投放慕課資源的平臺也很多。這也意味著慕課資源的質量參差不齊。不同院校的辦學理念和側重點不一樣，有的培養的是應用型人才，有的培養的是技能型人才。高校在開發慕課的時候會參考培養理念。另外，當下很多慕課其實也只是將課堂教學過程錄制下來，再將其投放到網絡上，并不符合慕課的特點。真正的慕課是對知識點的引導，追求短小精辟、有趣有料，是對以往教育形式的突破。[4]因此，教師需提前對這些慕課資源進行篩查，選出優質的慕課資源。在優質慕課資源的基礎上，教師需結合本校的教學特點及之前設計的知識點進行講解，增加或刪減相關內容，以更貼近本校實際教學要求。慕課視頻的內容通常比較精簡，學生可以利用一些碎片化的時間，根據自己的狀態主動選擇學習。慕課主要對重點的概念和公式進行講解，引導學生進行預習。同時，為了檢驗學生對知識的掌握程度，需要添加相應的練習題目，讓學生練習。

(三)線上慕課

慕課學習使學生在學習的選擇上有充分的時間和空間自由，同時，過分強調開放性對學生的自律性提出了更高的要求。因此，需要有引導及監督機制來督促學生完成慕課的學習。采用QQ及超星“學習通”兩個平臺完成慕課學習的引導和監督被證明具有良好的效果。[5]QQ可用于發布通知，布置任務，引導學生學習。學生的學習時間一般不指定某一特定時間，而是給予一定的期限，讓學生在這段期限內結合自己的狀態自主決定完成學習的具體時間。慕課資源、教學視頻、課件等則存放在超星“學習通”上。該軟件有較好的記錄和統計功能，教師可以隨時查看學生的學習進度。學生慕課學習完成情況直接與平時成績掛鉤。

學生在慕課平臺上學完一節課后需完成對應的作業，作業的完成效果直接反映學生對知識點的掌握情況。教師在進行課堂教學之前，可結合作業了解學生的學習情況，有的放矢，重點講解學生認為的難點，即教師不重點講解自己認為的難點，而是以學生為導向，轉被動為主動。同時，教師要鼓勵學生對慕課教學效果進行點評，找到最受學生歡迎的教學風格，為后續教學水平的提升提供依據。

(四)課堂教學實施

慕課主要對重點的概念和公式進行講解，練習題以選擇題和填空題為主，而工程力學這門課除了要掌握概念外，更重要的是學會解決問題，如會進行受力分析、對材料強度進行校核等。因此，課堂教學主要側重以下幾個方面：

第一，對課前練習的參與率與正確率進行統計，對正確率低的知識點進行重點講解。同時，設置學生提問環節，鼓勵學生主動提出學習中碰到的問題，進行公開答疑。

第二，強化學生力學思維，提升學生解決問題的能力。工程力學中計算題大多給出了力學模型，學生針對該力學模型進行受力分析。然而，針對實際問題，學生需要自己確定實際問題的范疇、次要因素及主要矛盾，簡化問題，創建代替實物的力學模型，明確該模型所使用或隱含的基本假設。如果沒有進行相應的思維訓練，那么很多學生難以完成這些工作。因此，為了提升學生解決實際力學問題的能力，需有針對性地進行練習。

第三，計算題的講解和練習。工程力學的任務主要為研究結構受力狀態和工程構件失效等問題。這些研究任務側重解題思路和步驟，而解題思路和步驟難以在線上進行演示和考核。因此，教師的線下教學應重點講解解題思路和步驟，同時給學生布置課堂練習作業，鼓勵學生上臺演示解題過程，借此了解學生對知識點的掌握情況及教學過程中容易疏忽的知識點。

三、混合教學模式效果分析

混合教學模式極大地提高了學生的自主學習能力，通過對學生進行的階段性測試可知，學生的整體學習效率得到了提高。此外，經過慕課的先導學習，在課堂教學過程中，學生參與度更高，課堂氣氛更加活躍。

需要注意的是，雖然學生的整體學習效率得到了提高，但仍有部分學生學習興趣沒有增強。這部分學生在線上學習時走馬觀花，應付了事，導致在線下課堂學習過程中難以跟上教師的節奏，無法理解和掌握要學的知識。而在查看這部分學生的慕課學習進度及作業正確率的時候，他們的表現卻十分“喜人”。學習進度體現出來的“完成”可以通過掛機實現，即只是把視頻打開即可。而慕課的課后作業，學生可以通過各種途徑獲得答案，上面顯示的正確率在一定程度上會與實際情況有所偏差。也就是說，“學習通”軟件上記錄和統計的作業正確率與實際情況可能會有很大的偏差，而教師的課堂教學卻又參考了作業正確率，這樣的結果會加劇兩極分化，即學習能力強、自律性高的學生，通過這樣的混合教學模式，學習效率會得到提高，而那些自律性較差的學生因在慕課上的學習只是走馬觀花，所以很難跟上課堂教學進度。單純地通過打卡進行監督并不能很好地解決這個問題。如何構建更加嚴格的監督機制將是今后要重點解決的難題。

四、結語

當前，“互聯網+”時代已經到來。慕課作為“互聯網+”在教育領域的產物，對我們的學習和生活產生了巨大影響。通過對工程力學的課程教學實踐研究發現，基于慕課的混合教學模式既激發了學生學習的主觀能動性，又提高了教師的教學效率。但從實踐結果看，基于慕課的混合教學模式仍然存在一些問題，需要進一步解決。此外，互聯網的發展還衍生出很多新興技術，如虛擬現實技術(簡稱VR)。VR利用電腦模擬一個虛擬世界，該虛擬世界不是平面的，而是三維空間，使用者在視覺、聽覺等方面都會有與在真實世界相同的感受，所以如身臨其境一般。隨著VR技術的不斷成熟，后續可考慮將其引入慕課建設中。