理論力學(xué)在線教學(xué)模式探究

譚燕 馬強(qiáng) 黃艷雁 周金枝 姜久紅

[摘 要]在疫情防控背景下，教育部提出了“停課不停學(xué)”的號召，各個高校以最快的速度開啟了在線教學(xué)行動。理論力學(xué)課程是一門理論性極強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，知識點繁多瑣碎，概念抽象，應(yīng)用靈活，特別是運動學(xué)和動力學(xué)內(nèi)容。課程組借助超星學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺和 QQ即時交流工具，更新教學(xué)設(shè)計，創(chuàng)新直播教學(xué)新方法，實行課堂互動全覆蓋，情“浸”課程的每一個環(huán)節(jié)，經(jīng)過一學(xué)期的教學(xué)實踐，形成了“探究式的課前、現(xiàn)場感式的課中、不下線的課后”的線上教學(xué)模式。實踐證明，該模式不僅可以提高教學(xué)效果，而且在調(diào)動學(xué)生線上學(xué)習(xí)積極性、主動性和學(xué)生的個性化培養(yǎng)方面也有很大的幫助。

[關(guān)鍵詞]探究式;現(xiàn)場感式;互動;考核;在線教學(xué)

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）12-0055-03

2019年底，突如其來的新型冠狀病毒疫情，打破了教學(xué)工作的常態(tài)，教育部提出了“停課不停學(xué)”的號召[1]。隨后，各地教育行政部門紛紛響應(yīng)，迅速推出線上學(xué)習(xí)指導(dǎo)意見及方案，各級學(xué)校紛紛積極投入在線教學(xué)工作的開展中，在線教學(xué)一夜之間成為主流[2]。事實上，在線開展遠(yuǎn)程教學(xué)，是不得已而為之的應(yīng)急舉措，然而在線上與線下相結(jié)合的混合式教學(xué)已是現(xiàn)代教學(xué)發(fā)展的趨勢的背景下[3]，接受這一挑戰(zhàn)和機(jī)會，通過線上教學(xué)這種新的教學(xué)模式有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，提升教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，推動學(xué)校教育信息化健康發(fā)展，深化課堂教學(xué)改革，已然迫在眉睫。

一、理論力學(xué)“探究式”的課前設(shè)計

理論力學(xué)課程是一門理論性極強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課[4]，其內(nèi)容飽滿，難度較大，學(xué)分重，學(xué)時緊湊，是土木類、機(jī)械類等學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)。鑒于這門課程的邏輯極其嚴(yán)謹(jǐn)，概念多、公式多、計算多的特點，在網(wǎng)絡(luò)授課前，建議準(zhǔn)備兩大“法寶”：一是電子版教材，一是網(wǎng)絡(luò)直播手寫板，力學(xué)課的美只有通過板書這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式才能完全展現(xiàn)出來。

經(jīng)過調(diào)研，最終確定主要采取“QQ群直播+學(xué)習(xí)通”相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計需要，在學(xué)生課前分享題目或文獻(xiàn)閱讀時，采用騰訊會議。雖然QQ群中的共享屏幕有些簡單，但是不卡頓，符合學(xué)生隨時使用QQ的習(xí)慣，能即時進(jìn)入課堂，非常方便，效果良好。

最后，利用超星平臺創(chuàng)建理論力學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程，發(fā)放課程資料包，資料色主要包含電子版教材、教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度表、教學(xué)課件及教案、與教材配套的哈爾濱工業(yè)大學(xué)-中國慕課-理論力學(xué)優(yōu)質(zhì)視頻教學(xué)資源等，按教學(xué)進(jìn)度發(fā)放“章節(jié)課前導(dǎo)學(xué)單”，以實時目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生;結(jié)合超星平臺互動手段，如問卷、搶答、測驗、討論、選人等，充分調(diào)動學(xué)生自主性完成“探究式”的課前預(yù)習(xí)[5]，見圖1。通過后臺數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)提問，了解學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)情信息，由此定位學(xué)生的問題，決定直播階段的教學(xué)重難點，高效率打造屬于“你我”的“量身定制”的在線課堂。

二、理論力學(xué)“現(xiàn)場感式”課堂的建立

（一）更新教學(xué)設(shè)計，做好課堂互動

在線上教學(xué)中，如何讓學(xué)生有如進(jìn)入實體課堂的“現(xiàn)場感”？如何讓教師有如站上講臺的“觀眾感”？面對冰冷的屏幕，如何將屏幕背后的“師”與“生”友愛地聯(lián)系在一起，讓屏幕變成“最溫暖的墻”？筆者認(rèn)為，這些是讓線上課堂綻放的情感目標(biāo)[6]。圍繞這個目標(biāo)，能否做好教學(xué)設(shè)計和課堂互動是決定線上教學(xué)成敗的兩大要點。

學(xué)生學(xué)習(xí)主要依靠教師設(shè)計的內(nèi)容。沒有優(yōu)質(zhì)的、符合自己學(xué)生特點的，滿足學(xué)生需求的，能激發(fā)學(xué)生興趣的課程內(nèi)容，就難以發(fā)揮在線教學(xué)的功能。因此，教師需要花費很多時間和精力去重新思考每一次課內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計，包括重新調(diào)整PPT。以理論力學(xué)中“點的合成運動”章節(jié)教學(xué)設(shè)計為例，見圖2。

該章節(jié)的主要內(nèi)容有四部分：三種運動及合成運動的概念、牽連點、動點和動系的選擇;點的速度合成定理;動系平動時點的加速度合成定理;動系轉(zhuǎn)動時點的加速度合成定理。首先，教師通過設(shè)置場景帶入絕對運動、相對運動和牽連運動概念的理解，吸引學(xué)生對概念進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后通過動畫演示分解動作，更立體地幫助學(xué)生深入理解重難點，如牽連點的概念，真正做到系統(tǒng)掌握理論知識。有了基本概念理解作為基礎(chǔ)支撐，接下來教師分析點的速度合成定理和加速度合成定理等核心內(nèi)容就水到渠成了，學(xué)生也更能自我肯定，對課程產(chǎn)生興趣[7]，提高學(xué)習(xí)效率。當(dāng)然，由于課前已充分調(diào)動學(xué)生積極性讓學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)，因此，教師設(shè)計線上教學(xué)的原則，就是把“教”減到最少，把學(xué)生的“學(xué)”放到最大。

線下課堂里，教師應(yīng)跟學(xué)生輪番互動，做到人人參與，人人互動，使學(xué)生的課堂幸福感滿滿，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性可想而知。首先，在電腦屏幕的背后，一定要有師生的信任。參照線下課堂，教師手持“平時成績登記表”，或借助學(xué)習(xí)通平臺的“選人”功能，根據(jù)課程內(nèi)容知識點的需要，一個班一個班，一個人一個人地輪著“連麥”，做好答題情況記錄與信號連接記錄等。絕大多數(shù)學(xué)生愿意回答問題，一部分優(yōu)秀的學(xué)生還能主動“連麥”提出比較新穎的問題。教學(xué)中未能同時“連線”的學(xué)生可在聊天區(qū)通過文字或是上傳解答照片，實時交流討論，進(jìn)行教學(xué)資源共享，使線上線下課堂實質(zhì)等效，甚至學(xué)生線上課程參與度比傳統(tǒng)線下實體課堂還要高，更利于個性化培養(yǎng)。

這樣的課堂很有“現(xiàn)場感”，課堂教學(xué)非常融洽、默契，疫情下的屏幕也不再冰冷，而變成了師生間“最溫暖的墻”。具體課堂實施見圖3。

（二）動態(tài)調(diào)整直播教學(xué)方法，翻轉(zhuǎn)課堂促學(xué)習(xí)

線上教學(xué)避開了時間和空間的限制，借助學(xué)習(xí)通平臺、QQ輔助交流群，發(fā)布問卷，即時獲取分析結(jié)果，進(jìn)行高效動態(tài)調(diào)整，可以綜合各種教學(xué)方法促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。在“點的合成運動”章節(jié)教學(xué)中，教師從案例出發(fā)，通過動畫演示機(jī)構(gòu)的運動，首先讓A、B、C、D等學(xué)生接龍分析運動的過程：“一點、兩系、三運動”，即分別指出動點，靜坐標(biāo)系、動坐標(biāo)系，絕對運動、相對運動和牽連運動。然后討論求解方法：如何進(jìn)行速度分析和加速度分析？在這一節(jié)中，知識點串聯(lián)非常緊密，分析環(huán)環(huán)相扣，逐步深入，能構(gòu)成非常好的討論環(huán)境。學(xué)生與學(xué)生之間也可相互點評，或語音，或聊天區(qū)辯論，而教師處在學(xué)生討論區(qū)之內(nèi)與之外的環(huán)境進(jìn)行主持、引導(dǎo)，推進(jìn)課堂良性發(fā)展，并做“疑點”記錄，通過“疑點”啟發(fā)學(xué)生一步步揭示內(nèi)容的實質(zhì)，然后歸納總結(jié)，自然開展翻轉(zhuǎn)教學(xué)，具體見圖4。在該教學(xué)活動中，綜合運用啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)、互動教學(xué)和同伴教學(xué)法，建立立體化教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的參與感，讓學(xué)生不僅感受到運動學(xué)理論不再抽象，而且真正做到系統(tǒng)掌握理論知識;討論環(huán)節(jié)極大地拓展了學(xué)生間知識的分享與思維的借鑒，而且還能培養(yǎng)學(xué)生主動思考和創(chuàng)新的能力。

三、理論力學(xué)“不下線的課后”

（一）“不下線”的督學(xué)

“到底有沒有在學(xué)，到底學(xué)得好不好？”在線教學(xué)最讓人引發(fā)質(zhì)疑的是如何監(jiān)控學(xué)情。而在線教學(xué)中，教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)監(jiān)管雖然是虛擬的，但也是全勤的，是“課后不下線”狀態(tài)。線上學(xué)情檢測貫穿教學(xué)各個環(huán)節(jié)，將“探究式的課前、現(xiàn)場感式的課中、不下線的課后”三個階段連接為一個整體，教師根據(jù)每一階段學(xué)生的實時檢測情況，有針對性地動態(tài)調(diào)整教學(xué)，三個階段呈階梯式搭建，幫助學(xué)生完成全部知識點內(nèi)化。因此，QQ群、學(xué)習(xí)通平臺，隨時有學(xué)生留言提問，教師須及時進(jìn)行語音跟蹤或屏幕分享輔導(dǎo)，優(yōu)秀學(xué)生可以思考辯論，實現(xiàn)學(xué)生差異化輔導(dǎo);每次課有群內(nèi)分享題，教師對分享學(xué)生的作業(yè)情況及時反饋，真正做到一對一，這對學(xué)生來說是鼓舞，也是促進(jìn)師生情感交流的有效途徑;課堂表現(xiàn)較差的學(xué)生，可采用QQ私信督學(xué)，沒人會不喜歡被關(guān)注，學(xué)生能感受到教師的付出;優(yōu)秀作業(yè)可在群內(nèi)進(jìn)行展示，供學(xué)生們相互借鑒，這樣更可激發(fā)學(xué)生勇于競爭、敢于挑戰(zhàn)的精神。

（二）有“跡”可“尋”的形成性考核評價

有“跡”可“尋”的理論力學(xué)課程學(xué)習(xí)成績評價體系見表1，主要由平時考核和期末考核兩方面組成。大部分的課堂教學(xué)活動，都利用學(xué)習(xí)通里的“活動”模塊開展，如簽到、任務(wù)點完成率、進(jìn)門測、出門測、上傳作業(yè)和學(xué)習(xí)通平臺“選人”得積分等，一方面有跡可“尋”，另一方面這些活動更像是一種有趣的“游戲型”過關(guān)考核，學(xué)生并不反感，同時可以被超星平臺記錄并自動評分，按照一定的比例將分值計入學(xué)生的平時成績，給學(xué)生一定的學(xué)習(xí)壓力，保證遠(yuǎn)程教學(xué)的學(xué)習(xí)效果。在此基礎(chǔ)上，教師可以要求學(xué)習(xí)委員或班長配合，參考師生互動頻率，根據(jù)主題討論質(zhì)量、學(xué)習(xí)筆記質(zhì)量、直播問答質(zhì)量等公開公平記錄相應(yīng)加分，盡量多維度評價學(xué)生的“平時”。

到了期末，學(xué)生在手機(jī)端“超星學(xué)習(xí)通平臺”參加考試，教師使用“騰訊會議”開啟攝像頭監(jiān)考。綜合力學(xué)系教師團(tuán)隊線上討論的結(jié)果，線上理論力學(xué)教學(xué)嚴(yán)格按線下學(xué)時授課，考試內(nèi)容不減，保證課程目標(biāo)達(dá)成。根據(jù)實際情況成立2人試卷命題小組、2人試卷審核小組，合理安排出題、答題形式。課題組設(shè)置兩類模擬考試試卷發(fā)放給學(xué)生：一種全部是選擇題，另一種沿用傳統(tǒng)出卷方式，按學(xué)校規(guī)定試卷模板出題，主要為選擇題和計算題，判斷題也以選擇的方式呈現(xiàn)。課題組對兩類考試試卷的使用進(jìn)行了調(diào)研，調(diào)研結(jié)果顯示，學(xué)生普遍反映愿意接受后者，傳統(tǒng)試卷答題方式更有挑戰(zhàn)性，更有難度，更能模擬“考試現(xiàn)場”。對于選擇題，建議分值為30分，全面考查學(xué)生線上“無書”的學(xué)習(xí)過程對知識點的理解與掌握，學(xué)生在限定時間內(nèi)通過學(xué)習(xí)完成在線答題，系統(tǒng)自動給分。對于計算題和作圖題，建議分值為70分，共5道大題，學(xué)生按發(fā)布的“答題要求”在白紙上寫好答題內(nèi)容，拍照后將電子照片粘貼到指定答題處，考試結(jié)束時系統(tǒng)自動提交考卷，并生成每個人標(biāo)準(zhǔn)的答題試卷，這樣也非常便于試卷保存與分析。教師公開公平公正對學(xué)生進(jìn)行試卷批閱管理，學(xué)生在設(shè)定時間內(nèi)也能在平臺上對照標(biāo)準(zhǔn)答案和教師改卷進(jìn)行自我評價，實現(xiàn)課程完美“閉環(huán)”，更是為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打開完美的知識之窗。筆者將本學(xué)期線上教授的3個班的卷面考試情況與上學(xué)期線下班級進(jìn)行過對比分析，結(jié)果令人滿意，證明“探究式的課前、現(xiàn)場感式的課中、不下線的課后”的線上教學(xué)模式教學(xué)效果良好。

四、教學(xué)反思

在線教學(xué)具有一定的適應(yīng)性和優(yōu)勢，也是未來現(xiàn)代教學(xué)發(fā)展的一個方向，但在線教學(xué)需要循序漸進(jìn)，不能操之過急，應(yīng)該意以下問題：

1.教師應(yīng)適時關(guān)注所使用教學(xué)平臺的動態(tài)，及時更新教學(xué)技術(shù)手段，不時發(fā)放問卷，了解學(xué)生上課的需求與感受，適時調(diào)整后續(xù)教學(xué)的方式。

2.線上與線下結(jié)合的混合式教學(xué)是現(xiàn)代教學(xué)發(fā)展的趨勢，有較好的適應(yīng)性。在日常教學(xué)中應(yīng)加大對教師應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)能力的培訓(xùn)，同時在教學(xué)實踐中采用激勵措施，鼓勵教師運用現(xiàn)代教育技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化教學(xué)，以適應(yīng)信息化教學(xué)的大趨勢。

3.不管采用什么教學(xué)技術(shù)和策略，只要是在線教學(xué)都對教學(xué)平臺、教學(xué)網(wǎng)絡(luò)有一定的依賴性，因此完善教學(xué)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

4.如何在全方位掌控課堂的同時兼顧學(xué)生自主學(xué)習(xí)，如何有效保證課堂教學(xué)質(zhì)量，不想學(xué)的學(xué)生自由度太大，教師又如何監(jiān)管，預(yù)想與實體課堂表現(xiàn)還是有一定的差距，等等，這些問題都值得我們深入思考。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 教育部.教育部：利用網(wǎng)絡(luò)平臺，“停課不停學(xué)”[EB/OL].（202-01-29）[2020-05-17].http：/www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987202001/t20200129_416993.html.

[2] 焦建利，周曉青，陳澤璇.疫情防控背景下“停課不停學(xué)”在線教學(xué)案例研究[J].中國電化教育，2020（3）：106-113.

[3] 解紅，劉建.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下混合式教學(xué)模式研究與實踐：以大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程為例[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（5）：50-52.

[4] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2013.

[5] 沈楊，吳佳偉，芮笑曦.基于“金課”建設(shè)的河海大學(xué)土力學(xué)在線開放課程建設(shè)實踐與思考[J].高等建筑教育，2020（1）：24-30.

[6] 王博，李紅，吳濤.激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法探討：以混凝土結(jié)構(gòu)基本理論課程教學(xué)為例[J].高等建筑教育，2020（1）：126-132.

[7] 張桂民，王貞碩，董紀(jì)偉，等.土木工程專業(yè)材料力學(xué)課程教學(xué)改革典型案例分析[J].高等建筑教育，2020（1）：181-188.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]

[收稿時間]2020-06-18

[基金項目]湖北省教學(xué)研究項目（2017314，2016299，2015288）。

[作者簡介]譚燕（1981-），女，湖南婁底人，博士，講師，主要從事與土木工程相關(guān)的教研工作。