建筑材料慕課建設與教學實踐

韓俊南，張婷婷，艾紅梅，王寶民, 曹明莉，趙麗妍

(大連理工大學 a.土木工程學院；b遠程與繼續教育學院，遼寧 大連 116024)

隨著全球信息技術及教育信息化高速發展，資源共享課及開放式在線教育課成為教育界的熱點話題。尤其是近幾年，大規模開放式在線課程(慕課)井噴式出現。教育部《關于加快建設高水平本科教育 全面提高人才培養能力的意見》指出，大力推進慕課和虛擬仿真實驗，發揮慕課在提高教學質量、促進教育公平方面的作用，制定慕課標準體系，規范慕課管理，規劃建設一批高質量慕課。為促進教育資源共享及教育公平，高水平高質量的在線課程將起到非常重要的作用。推動優質課程資源共享，提升公共服務水平，形成人人皆學、處處能學、時時可學的泛在化學習新環境[1]。

一、慕課及慕課平臺概述

慕課MOOC(Massive Online Open Course)最早出現在美國，具有大規模、開放性、個性化、學習自主等特點，2012年之后在全球掀起了巨大浪潮。慕課平臺設置有視頻課件、文本資源、測驗、作業、討論、考試等模塊。通過慕課學習平臺，學習者可根據自身的需要進行學習、討論、完成作業、參與考試、獲取分數、拿到證書，完成學習的全過程[2]。慕課為分布在世界各地的廣大學習者提供了完整的課程知識體系及良好的溝通、傳播渠道，有效解決了因時空差異造成的教育資源短缺問題，同時也為學習者提供了終身學習的有力工具。目前，國內從政府層面、高校層面和企業層面已經成立了上百家慕課平臺，馬克思主義原理、中國高鐵技術概論等慕課等已走出國門[3]。最具影響力的國內慕課平臺有中國教育部愛課程網和網易合作推出的中國大學MOOC平臺、清華大學推出的學堂在線、上海交通大學研發的中文慕課平臺好大學在線等[4]。

慕課是大規模公開課，面向整個社會、范圍廣，沒有先修條件，沒有規模限制，導致其注冊人數多，但完成率較低。慕課要實現可持續發展，需要遵循以學習者為核心、強調服務質量的基本原則，多主體協同參與慕課建設，構筑立體化的慕課體系[5]。為使慕課更好地應用于高校教學，越來越多的高校教師選擇小規模限制性在線課程SPOC(Small Private Online Course)，這種課程由慕課衍生而來，多用于本校授課及跨校學分互選課等。教師限定選課人員范圍，利用慕課平臺實現線上自學和練習，結合線下的面授及課堂討論等方式實現翻轉課堂，積極探索線上線下混合式教學模式，目前已取得一定的成果。

二、建筑材料課程基本情況及現存問題

中國高校土木工程專業一直為國家建筑事業的發展提供了高素質、專業型人才，也極大地推動了經濟的高速發展[6]。建筑材料課程是高校土木工程、水利工程、交通運輸類專業的一門重要專業基礎課和必修課程，建筑材料作為支撐經濟社會發展的重要物質基礎，具有多樣性、動態性、前沿性等特征[7]。在長期的教學實踐中，發現建筑材料課程存在課程內容龐雜、知識碎片化、課時少、課程標準滯后、課程教學方法落后、缺乏工程思維和能力培養等問題。針對上述問題，借助信息技術，建設高品質建筑材料課程資源、構建適宜的建筑材料慕課教學模式成為大勢所趨。借助慕課系統，補充建筑材料課上所需要的其他門類知識，不僅可以幫助學生理解課程知識點，還可以拓寬學生視野。網上授課不受時間和空間限制，可以解決課時問題，更好地將理論教學與實驗、實踐教學相結合。利用慕課播放相關工程視頻，吸引學生的注意力，使學生身臨其境，了解所學知識的應用范圍。將建筑材料慕課應用于整個社會，在推進全國各高校相關專業在線學習，建立高校之間慕課學分認定制度，優質教學資源引入中西部地區，提升高校教學水平，促進教育公平等方面具有十分重要的意義。

三、建筑材料慕課課程資源建設

慕課課程資源主要指視頻課件、試題庫、拓展資源庫等。

(一)視頻課件

視頻課件是在線課程的核心教學資源。經研究發現，學習者面對電腦觀看視頻注意力集中的時間一般為10 min左右。傳統45 min課程，教學內容多，講授持續時間長，容易使學習者倦怠，達不到預期的學習效果。因此，將整門課程的知識分解為若干個知識點，以知識點為單位錄制5～15 min的微視頻，逐漸成為優質慕課的視頻展現形式。

微視頻“短、小、精”碎片化的特點，對授課教師提出了更高的要求。良好的文獻獲取能力和分析總結能力是保證慕課質量的前提。教師在授課之前應做足準備，快速獲得所需要的文獻資料，并將知識點清晰地提煉、歸納、總結[8]，要深刻理解課程內容及知識點之間的關系，具備對重難點的高度凝練能力和表達能力。

大連理工大學建筑材料在線課程建設團隊由多年執教該課程、經驗豐富的教師團隊組成。授課內容主要包括建筑材料的基本性質、無機膠凝材料(石灰、石膏、水泥等)、水泥混凝土、建筑砂漿、墻體材料(磚、砌塊、板材等)、建筑鋼材、瀝青及瀝青混合料、防水材料等，共錄制101個微視頻。

(二)試題庫、拓展資源庫

試題庫的設立是對學習效果檢測的重要部分，在線學習之后利用試題庫對學習者的學習效果及時檢測，不僅可以幫助學習者發現其知識的薄弱環節，還可以為慕課的建設者提供有效的反饋，為課程改進提供幫助。

課程內容相關的拓展資源庫可以幫助學習者學習建筑材料課程所需的其他學科相關知識，更好地理解課程內容、加深印象。拓展資源庫中的工程實例，幫助學習者切身體會理論知識的實際應用，使所學知識不再是“空中樓閣”般的存在，在不同程度上引發學習者思考，激發其深度學習的動力。

四、建筑材料慕課教學設計及實施效果分析

(一)教學設計

慕課教學不同于傳統課堂教學，優質的教學資源是基礎，針對不同班次學習者的需求，進行合理的教學設計是實現良好教學效果的途徑[9]。為使學習者更好地學習慕課，最終通過課程考核拿到結課證書，完備的過程引導、積極的師生互動、側重過程考核的考核方式都是重要手段[10]。

大連理工大學建筑材料慕課依托中國大學MOOC平臺，目前已開設面向整個社會的公共班，課程總學習期限為12周。社會公共班無先修課程要求，學習者具有分布廣、人數多、學習自主性不足等特點。為使教學活動完整、有效、按計劃實施，更好地促進自主學習，平臺教學設計方面不僅提供了系統、完整的課程資源，還提供了比較完整的學習引導和計劃。開課之初發布教學大綱等資料，每周發布學習內容和學習要求。師生互動方面，利用平臺的討論區功能，教師按照教學計劃適時發布討論題，學生也可在討論區提問，與師生溝通交流。考核方式方面，社會班次參與考核的內容主要是每章測驗題及參與課程討論的程度。建筑材料慕課平臺內容總體設計如圖1所示。

慕課作為一種課堂形式，對不同的受眾群體，從教學設計、教學過程到學生測評，都有其不同的側重點和關注度。

1.社會公共班

在信息技術的推動下，學習已經打破時間和空間的界限，“泛在學習”在這種時代背景下產生，終身學習也成為必然[11]。慕課成為連接社會人士與教育資源的橋梁，用戶只需使用PC、iPad、移動設備等各類終端接入網絡，在任何地域、任何時間，實時從云平臺的海量教育資源中獲取所需的學習資源和服務[12]。社會公共班的設立與發展對提高全民的文化知識水平有深遠影響。

在傳統課程中，教師在課堂傳授知識，很難顧及每位學員對每個環節的理解度，只能按照課時和進度講解。而學員在課堂上，如果有某幾個環節沒有聽清楚，理解不到位，很難讓教師停下重新講解一遍。雖然可安排答疑課，但是因為答疑課實時性不強，有很多積累的知識點可能被遺忘。慕課的優勢在于可反復觀看，學生根據自己的需求，反復觀看某個細節，直到理解、領悟，再進行下一環節的學習，真正做到以學生為中心。

社會公共班的建筑材料慕課設置分為慕課課程章節板塊、測試板塊、討論板塊等，學生可隨時隨地和教師溝通，教師也更容易發現共性問題和特性問題，在翻轉課堂中，針對這些問題進行講解。測試版塊的難度需要控制好，考慮到受眾群體的知識基礎參差不齊，可在測試版塊中分幾級難度，學員根據自身的水平選擇適合自己的難度，進行自我提升。同時，將測試版塊設計成闖關模式，只有闖關成功才能進入下一章節的學習，把集中考試變為分散考核，促進學生對每個細節的把握，最終成績更能體現學員對該門課程的整體掌握程度。討論板塊，給教師和學員提供自由的交流平臺，關于某個問題，大家可展開討論，有利于拓展學生知識的深度和廣度。有針對性的版塊設置還可增強慕課平臺的用戶黏性，進而提高用戶對平臺的忠誠度[13]。

2.本校學生授課

針對本校學生，慕課主要設置線上預習、課堂強化授課、問卷反饋、線上名師交流及課程實驗5個模塊。慕課不僅是視頻課程在互聯網上的簡單播放，而是將具有教學團隊參與的整個教學過程發布在互聯網上，進而提升慕課課程信息質量，朝著多樣化、個性化方向發展[15]。

(1)線上預習

線上預習版塊展示慕課的教學大綱，主要是讓學生了解講解的內容并完成預習測試題，使教師和學生做到心中有數。實驗課程中線上預習版塊的設置可使學生在進入實驗室前，對實驗有初步的了解，并做相應的考試題目，成績合格才能進入課程實驗的環節，確保學生深入了解實驗的相關知識和安全注意事項，有利于課程實驗的安全開展[16]。學校建筑材料課程計劃課時44學時(其中實驗教學12學時)，慕課實驗班全部線上預習，其相應授課課時減少至24學時，累計實驗教學36學時。

(2)班級授課強化

教師通過平臺及時了解學生學習動態、掌握學生預習情況，進一步通過慕課的預習測試題了解學生對知識點的掌握程度。在線下上課時可以及時調整教學方法或教學進程，對一些重點和疑點進行講解。在課堂授課中體現以學生為中心的理念，以“任務型”活動為引導，設置研究課題和情景模式，讓學生真正“動”起來，以提升學生綜合運用知識的能力。

(3)問卷反饋

每一章節的最后設置問卷反饋版塊，在改進慕課學習成果評價技術的同時，將慕課學習過程同傳統的學生測評結合，彌補慕課學習評價的不足[17]。在此版塊中，學生可及時對教學內容和教學形式給予反饋，提出自己對課程的建議。這有利于教師全面了解線上、線下學生動態。針對問卷的反饋內容，取其精華、去其糟粕，相應地完善課程內容和形式。反饋表的設計采用問題導向方式，主要內容包括：本章節慕課學習的相關知識在現實生活中有哪些具體應用，在線課程的相關知識點有哪些需要改進，班級授課強化是否對慕課學習的相關知識有幫助，對于班級授課的形式有什么建議等。問卷反饋要求慕課實驗班全部參加，其中有效反饋約占60%。

（5）嚴格貫徹落實標準化作業。要充分借鑒自身以及其他單位多年來的探索與實踐，通過以評估設備運行狀態，構建標準化的設備管理方式和變電站運維模式等現場作業工作要求，從而有效提升變電站運維的安全生產水平，這能夠很大程度上實現運維安全的可持續性。

問卷反饋發現，學生對混凝土設計及耐久性的相關知識具有較大興趣，例如：三峽大壩如何保證達到設計使用年限，相關配合比在實驗室如何驗證，大連地區海工混凝土的設計需要考慮哪些因素，大連梭魚灣海底隧道沉管采用的混凝土配合比具有哪些特點等。結合反饋熱點，針對線上內容調整，以提高學生學習的自主性。

(4)線上互動

針對熱點難點問題邀請教學名師和相關專業研究人員線上解答問題。建立師生交流平臺，學生和教師之間可利用互聯網交流、討論，打破課堂時空界限，以利于教學互動，擴大師生、生生交流的廣度和深度[18]。線上互動可提高學生學習的積極性，使學生對學習的知識有更深層次的理解，提升學習的深度。尤其對于公共班學員，更能享受到學生時代的教學福利，為他們提供向教師咨詢的平臺。

(5)課程實驗

課程實驗以混凝土耐久性為設計目標，解析混凝土的基本構成，從水泥、砂、骨料、石灰石粉等基本特性入手，設計水泥標準稠度用水量、凝結時間、水泥安定性、膠砂強度、砂石吸水率、砂石堆積密度、石灰石粉密度、砂篩分析、混凝土配合設計及強度測試等相關實驗。學生通過線上慕課課程，提前對實驗操作及內容作詳細了解，在現實課堂上能更加快速地理解教材，有效提高課堂效率。

(二)實施效果分析

在一個學期內，社會公共班的建筑材料慕課選課人數共計5 343人(第三期)，其中觀看課件人數為783人，觀看次數最多的是石灰、水泥、混凝土及混凝土配合比設計等視頻。參加單元測驗人數為261人，參與討論人數為30人，最終通過考核獲得合格證書的人數為54人。

由以上數據可見：

1)公共班無條件面向整個社會開放，選課人數較多。說明社會對應用型工科課程的興趣和需求很大，建設品質高的工科慕課資源對構建學習型社會十分必要。但慕課學習需要很強的自主性，真正參與學習的人數僅為選課人數的15%，沒有學業要求驅動的學習者學習動力及持續性不足。公共班的教學過程還要加強對學習者學習興趣的培養，實用性強、內容展現形式新穎等都是吸引學習者進行下一步學習的方法。

2)學習者多數會選擇應用性較強的內容學習，對理論性內容的興趣不足。應充分利用慕課平臺公共課模塊，增大實用性強的課程資源占比。講解要化繁為簡，同時保障知識要點不遺漏。這樣對于學習者更加方便，節約學習時間、提高學習效率、增大慕課利用率。

3)公共班參加單元測驗的人占注冊人數的4.7%，占觀看教學視頻人數的33%，單元測驗可設置為必做選項，對課程知識點強制考核，讓學生熟悉自己的不足之處。對于本校學生，教師也可根據測試結果因材施教，形成良性教學互動。教學交流討論的人數極少，僅占觀看教學視頻人數的3.83%，因此，教師需要提供更實用、更有趣味性的討論題，以增加社會學習者的學習興趣和參與度。

五、結語

優質慕課資源及平臺建設是實現教育公平、資源共享、提升教育公共服務水平的重要手段，積極推進優質慕課資源建設及因材施教的教學模式值得探索。

1)教學視頻是慕課主要資源，是學習者從平臺獲取知識的主要途徑，優質慕課對授課教師提出了更高的要求，課程內容應盡量短、小、精、系統完整，課件展現形式應多樣化。

2)教學資源盡量多樣化且注重實用性，以滿足不同層次學習者的需求和興趣。

3)因材施教，采用不同的教學模式。對社會班的學習者，側重教學引導，提供實用性強的拓展資源，設置科學合理的考核模式促進學習者的學習持續性。對高校學生，敦促其課前利用平臺課件進行預習，課上積極參與討論，課下利用平臺完成知識鞏固及考核任務，實現線上線下混合教學，培養學生的自主學習習慣和獨立思考能力。

4)完全線上考核班應重視師生交流。通過平臺模塊實現充分溝通，促進學習者自主學習，為學習者解答疑惑。