基于MOOC理念的理論力學課程 “翻轉課堂”教學模式討論與分析

燕樂緯 梁穎晶 孫作玉

摘要：MOOC和“翻轉課堂”教學理念，是目前教育教學改革的重點之一。但是，從現有的實踐來看，在MOOC和“翻轉課堂”等教學模式的實施過程中，仍然存在一些理論和實踐方面的焦點問題需要重視和解決。文章對MOOC和“翻轉課堂”教學理念進行深入分析和討論，結合理論力學課程“翻轉課堂”教學研究，建立一套理工科專業基礎課程“翻轉課堂”教學理論，并將其應用于理工科專業基礎課程的教學實踐，以進一步深化教育教學改革，提高人才培養質量。

關鍵詞：MOOC;翻轉課堂;理論力學;教學理念;教學模式

中圖分類號：G642.3;TU-4?? 文獻標志碼：A?? 文章編號：1005-2909（2021）01-0105-06

隨著網絡技術的進步，MOOC為全世界的在線用戶提供了大量優質的教學資源，特別是大量的高質量的教學視頻和教學課件，為“翻轉課堂”理念的實施提供了可能[1]。2015年4月國務院出臺《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》明確指出：“鼓勵學校通過與互聯網企業合作等方式，對接線上線下教育資源，探索基礎教育、職業教育等教育公共服務新方式。推動開展學歷教育在線課程資源共享，推廣大規模在線開放課程等網絡學習模式，探索建立網絡學習學分認定與學分轉換等制度，加快推動高等教育服務模式變革。” MOOC和“翻轉課堂”教學理念，是我國目前教育教學改革的重點之一[2]。

但是，從現有的實踐來看，在MOOC和“翻轉課堂”等教學理念和模式的實施過程中，仍然存在一些理論和實踐方面的焦點問題需要重視和解決[3]。本文擬對MOOC和“翻轉課堂”教學理念進行深入討論

和分析，結合理論力學課程“翻轉課堂”教學研究，建立一套理工科專業基礎課程“翻轉課堂”教學理論，并將其應用于理工科專業基礎課程的教學實踐，為實現我國高等教育“深化教育教學改革、提高人才培養質量”的目標作出積極的貢獻。

一、 MOOC和“翻轉課堂”教學模式

MOOC（Massive open online course）即“大規模開放在線課程”，指面向公眾開放，具有一定規模，以現代網絡技術為媒介的新型教育方式。自2012年以來，美國斯坦福大學創辦的Coursera、麻省理工學院和哈佛大學聯合創辦的edX、斯坦福大學Sebastian Thrun教授創辦的Udacity等慕課平臺相繼開放運營，將MOOC概念推廣到全世界。我國的教研工作者敏銳地捕捉到這一新型教育模式對未來教育產業的影響和意義。2013年10月，清華大學推出了十分具有清華特色的“學堂在線”，面向全球提供在線課程。截至2016年10月，學堂在線運行的課程超過1 000門，注冊用戶達到500萬，選課人次690萬，成為全球“擁有最多精品好課”的三甲平臺之一。除此之外，北京慕課科技中心的“慕課網”、新東方旗下的“酷學習”等慕課網站也先后開放運營。MOOC作為現代網絡技術和新型教育理念結合的全新教育模式，對現代和未來教育的影響毋庸置疑。

“翻轉課堂”（Flipped Classroom）概念的提出早于MOOC，其基本含義是翻轉教師和學生在學習過程中的地位，由學生在課前自主完成大部分內容的學習，教師在課堂上僅進行問題輔導和有針對性的講解，即由傳統的“課堂教師教、學生學，課外學生鞏固”模式轉變為“課前學生自主學習，課堂師生互動解答疑惑、匯報討論”模式。后者最大的特點就是進一步明確了學生在教學過程中的主體地位，學生可根據自己的知識基礎和日程安排，自主決定學習內容、學習時間、學習方法，學習中的疑惑和難點，通過課堂與教師討論的方式得到解答[4]。對于因學生參與度不高而被長期詬病的傳統“填鴨式”教學來說，“翻轉課堂”由學生掌握學習的主動權，自主安排學習的全部環節，其先進意義不言而喻[5]。

二、 需要解決的焦點問題

（一）課程教學的組織和實施以及教學雙方的定位

高校理工科課程采用“MOOC+翻轉課堂”模式教學，教學過程的組織和實施需要根據高校教學的特點進行調整，教學雙方的地位也需要重新定位。“翻轉課堂”教學模式從2000年提出至今，已有大量學者進行了研究和教學實踐，雖然大部分師生都認可其在提高學生自主學習方面的積極意義，但至今該教學模式仍然未能在高校教學中得到大規模的推廣應用。究其原因，一是教學組織過程中有一些重要的環節還需要進一步落實和明確;二是教學雙方的地位也需要根據高校教學的現狀和特點重新定位。例如，經典的“MOOC+翻轉課堂”理論認為學生是教學過程的主體，學生可以自主完成絕大部分的學習任務;教師作為教學資源的一部分，只需要在課堂上參與學生之間的討論，對學生在學習過程中遇到的疑難問題進行解答即可。這一定位實際上是值得商榷的。一方面，各MOOC平臺高注冊率低完成率（普遍低于10%）的事實已經證明了這種組織方式存在很大問題[6];另一方面，對教師在教學過程中的作用進行弱化并不是“MOOC+翻轉課堂”教學模式的目標。學生是教學活動的主體，但教師在整個教學過程的主導地位仍然不可動搖，這才是實事求是的符合高校教學特點和教學規律的正確定位，也是良好教學效果的根本保證。

（二） 教學內容體系的重構

實施MOOC和“翻轉課堂”教學模式，教師需對整個教學內容體系進行重構。“翻轉課堂”不是簡單地將課堂授課內容移到課堂之外，而是需要對傳統課堂進行全新的設計和重構。具體而言，在課程開始之前，教師要對整個課程的教學內容進行深入細致的分析，根據課程本身的邏輯和學生學習的一般規律，將其分解到每一堂課。針對每一堂課的內容，要錄制MOOC視頻，設計課前學習任務書，以供學生課前學習;準確估計學生課前學習的效果，確定學習難點和重點，初步設計課堂講授內容和討論重點;建立習題庫，提供相關理論知識及工程案例，供學生課后鞏固學習和自主延伸學習。

對教師而言，課堂重構都是全新的工作，都需要根據學科專業的特點和知識體系的內在邏輯進行詳細分析和設計，具有較大的挑戰性[7]。

（三） 理論力學課程的“翻轉課堂”教學

理論力學等專業基礎課程理論性強、數學基礎要求高、學習難度大，采用“翻轉課堂”教學模式需要更加精心的設計。有一種觀點認為，“翻轉課堂”教學模式只適用于一些知識性大于邏輯性、學習難度較小的課程或章節;類似理論力學這樣的專業基礎課，由于理論性強、數學基礎要求較高、學習難度較大，采用由學生作為主體的“翻轉課堂”模式難以保證教學質量和效果。這是一種典型的誤解。“翻轉課堂”作為一種通用的教學模式，其適用性并不受限于教學內容的難易程度。相反，正因為理論力學課程內容具有一定的難度，才更需要學生發揮主觀能動性，作為教學活動的主體積極主動地開展學習，這與“翻轉課堂”的教學理念不謀而合[8]。由于課程本身的特點，需要教師對課前學習、課堂講述研討、課后復習鞏固等整個學習過程進行更加精心的設計和引導。

三、 “MOOC+翻轉課堂”教學理論研究及其實踐

（一）高校理工科專業基礎課程“MOOC+翻轉課堂”教學理論研究

MOOC有三大特點，即“大規模”（massive）、“開放”（open）和“在線”（online）。“翻轉課堂”教學模式強調“學生課前自主學習，教師課堂答疑解惑”。這些特點看起來與

當前高校教師組織整個教學過程、以教師課堂講述為主的教學模式相矛盾。部分研究者還據此提出所謂“MOOC革命”，要“徹底翻轉”高校現有的教學模式。這種理解顯然混淆了教學目標和方法，走入了誤區。高校教學的終極目標是提高教學效率，改善教學效果。作為教學模式，MOOC和“翻轉課堂”都只是實現這一目標的方法和手段[9]。教學模式應當為教學目標服務，而不是相反。

事實上，高校現有的教學模式有其自身的優點，若能與MOOC和“翻轉課堂”有機結合，必將更好地發揮二者的優勢，達到最佳的教學效果。

一是高校理工科專業基礎課的整個教學過程由學校組織，有利于學生按照學校的教學進程按時完成整個課程的學習。

MOOC和“翻轉課堂”教學理念建立在一個理想的假設之上，即學生有充分的自主學習的動力。但是，實踐表明，這一點恰恰是MOOC和“翻轉課堂”教學模式的短板所在。高注冊率低完成率是MOOC的常態，絕大多數MOOC平臺注冊課程的完成率都低于10%。究其原因，無功利目標和壓力的學習固然是最理想的狀態，但在實踐中卻往往會因為課程的難度或學生興趣的轉移而半途而廢。學校組織的教學給學生施加了學分、結業等適度的壓力，對于學生持之以恒地完成整個課程的學習具有決定性的意義。

二是高校理工科專業基礎課程由教師主導，能夠充分發揮教師在教學過程中的指導作用。

“翻轉課堂”最先進的地方是明確了學生在教學過程中的主體地位，但教師在教學過程中的主導地位仍然需要堅持，這二者并不矛盾。MOOC課程完成率低的原因，除了學習者自主性缺失之外，一個很重要的原因就是學生自主學習的能力尚不能達到脫離教師指導獨立完成整個課程學習的要求。例如，在“翻轉課堂”教學模式下，大部分教學內容要求學生在課前自學完成。但是如果教師不加指導，學生很容易就會迷失在網絡海量而玉石雜糅、蕪菁并存的教學資源里。制作或指定教學資源，擬定課前學習目標，下達課前學習任務書，是教師在“翻轉課堂”教學模式下最重要的任務之一。同樣，教師在課堂組織和課后鞏固學習中的指導作用也不可或缺，在整個教學過程中的主導地位依然不可動搖。

作為與網絡社會和信息化時代相適應的先進教學理念，MOOC和“翻轉課堂”進入高校理工科基礎課程教學是大勢所趨。但是，在現有的高校教學管理模式下實施MOOC和“翻轉課堂”教學，在教學理念、教學設計、教師和學生雙方的定位等方面，都還有一些理論和實踐問題，需要進行深入的研究和討論，并在教學實踐過程中逐一解決。

（二） “翻轉課堂”教學模式下教學過程和教學內容體系的重構

如前所述，教師在理工科基礎課程“翻轉課堂”教學過程中仍然處于主導地位，而且，由于采用了新型教學模式，還需要教師對整個教學過程和內容體系進行重構。具體包括：

（1）梳理教學內容，將教學要點根據課程內容本身的邏輯進行分解，制作MOOC視頻，供學生課前學習使用。

（2）下達課前學習任務書，指定包括MOOC視頻在內的學習資料，明確學習任務，發布作業要求。

（3）根據課前自主學習的反饋和作業情況，設計課堂教學內容，對課前自主學習中暴露出來的難點和重點問題進行詳細講解，并引導學生就這些問題展開深入討論。

（4）下達課后學習任務書，鞏固學習內容;推薦與本次課程相關的理論知識和工程實踐案例，供學生自主延伸學習。

教學過程和內容的重構需要投入大量的時間和人力，但其中大部分的內容可以在后續教學過程中重復使用，例如MOOC視頻、課前學習任務書、課后學習任務書等。課堂教學內容的設計要緊扣課前學習效果和反饋，是“翻轉課堂”教學模式中比較靈活的部分。在不同輪次的教學中，這部分內容視學生的知識基礎、學習積極性的差異

而有所不同。

總體而言，“翻轉課堂”教學模式中教學過程和內容的設計，既有形成慣例的教學內容和方式，也有根據具體教學情況靈活掌握的部分，這二者的有機結合，是“翻轉課堂”教學模式取得良好教學效果的根本保證。

（三） MOOC背景下理論力學課程“翻轉課堂”教學實踐

理論力學課程是土木工程專業一門重要的專業基礎課，是后續材料力學、結構力學等力學和結構相關課程學習的基礎。該課程理論性強，強調理性邏輯，對高等數學、線性代數等數學基礎要求較高，因而被學生視為最“難”的課程之一。在某門戶網站發起的“大學最難課程”調查中，該課程排名第一。

基于以上分析，廣州大學土木工程學院理論力學課程教研組建立了該課程“翻轉課堂”教學的一般流程（如圖1所示），并利用“好大學在線”MOOC平臺，選擇土木工程專業2019級一個班進行了全課程“翻轉課堂”教學實踐。

為了解學生對“翻轉課堂”教學模式的看法，課程團隊采用“問卷星”軟件對授課班級進行了在線問卷調查（問卷ID：66769955）。調查結果顯示，92.86%的學生對理論力學課程“翻轉課堂”教學模式持肯定態度，其中67.86%的學生認為該模式“充分利用了MOOC資源，教師在討論區和直播課上能夠針對性地解決我的問題，是有效的授課模式”。關于課前學習任務，100%的學生表示會看完全部視頻課內容，其中78.57%表示“會對重點內容反復回放，直至聽懂”。85.71%的學生表示會“獨立完成老師布置的作業，并盡量做到最好”。對課程授課效果的開放性問題（填空題），大部分學生表示這一教學模式對促進學習自主性和掌握教學內容都有明顯的積極作用。圖2給出了課程開設過程中“好大學在線”平臺的作業情況截圖（作業未提交比例較高的原因，是MOOC班級中有部分學生選擇“非學分學習”參與旁聽），從圖中可以看出，已評閱的作業成績平均分都在80分以上。而往年未采用“翻轉課堂”教學模式授課時，廣州大學土木工程專業本科生在“結構受力分析”和“平面力系”部分的平時作業成績平均值一般在68～73分之間。

四、 結語

采用MOOC和“翻轉課堂”教學模式，并不是簡單地引入一種新的教學模式，而是要與高校現有的教學資源優勢相結合，深化教學改革，提高教學質量。因此，高校MOOC建設必須充分考慮理工科專業基礎課程的組織形式和學科特點，在明確教學過程中學生主體地位的同時，強化教師的主導地位。并以此為理論基礎，構建高校理工科專業基礎課程“MOOC+翻轉課堂”體系，對整個教學過程和教學內容體系進行重構，建立一套完善的“MOOC+翻轉課堂”教學模式實施方案。

理論力學課程因其理論性強、理性邏輯要求高、學生學習難度大等特點，被一些研究者認為不適合（至少是較難的部分內容不適合）采用“MOOC+翻轉課堂”教學模式。實際上，如能充分發揮高校教學組織和MOOC網絡教學的優勢，恰當使用MOOC資源和“翻轉課堂”的組織形式，對于提高學生的參與度，提升教學質量是有明顯促進作用的。參考文獻：

[1]吳安杰. 基于“雨課堂”混合式教學模式的實踐與思考[J]. 高等建筑教育，2019，28（5）：154-159.

[2]王霏，劉曉穎，劉斌.基于翻轉課堂的高校理論力學課程教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2017（26）：137-138.

[3]陳志雄，盧黎，盧諒.土力學基于慕課的翻轉課堂教學模式探析[J].高等建筑教育，2018，27（2）：64-67.

[4]唐群國，朱龍威，譚瓊.“部分翻轉課堂”在“流體力學”教學中的應用[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2017（12）：4-6.

[5]邱文教，趙光，雷威.基于層次分析法的高校探究式課堂教學評價指標體系構建[J].高等工程教育研究，2016（6）：138-143.

[6]李桂賢. 翻轉課堂在土力學和地基基礎課程的應用研究[J]. 高等教育，2016（4）：82.

[7]許英姿，沈玉鳳. 基于翻轉課堂的理論力學的教學改革與實踐[J]. 力學與實踐，2015，37（6）：737-740.

[8] 張娟，王艷，余龍.理論力學“四堂融合”混合式教學和考核模式改革的實踐[J].力學與實踐，2019，41（2）：210-215.

[9]劉強，周林，郭珂. 基于翻轉課堂的教學評價體系研究綜述[J]. 高等建筑教育，2016，25（5）：48-48.

Discussion and analysis of the “flipped classroom” teaching

mode of theoretical mechanics based on the concept of MOOC

YAN Lewei， LIANG Yingjing， SUN Zuoyu

（School of Civil Engineering， Guangzhou University， Guangzhou 510006， P. R. China）

Abstract：

The concept of MOOC and “flipped classroom” are one of the emphases of current education and teaching reformation in China. However， according to the existing practical experience， there are some theoretical and practical issues remained to be paid attention to and solved urgently in the implementation of MOOC and “flipped classroom”. The teaching concept of MOOC and “flip classroom” are discussed in depth. Combined with the “flipped classroom” teaching practice and research of theoretical mechanics. A set of “flipped classroom” teaching theories of basic courses for science and engineering majors are established and applied to the teaching practice， which is beneficial to make a positive contribution to deepening education and teaching reform as well as improving the quality of personnel training in higher education of China.

Key words：

MOOC; flipped classroom; theoretical mechanics; teaching concept; teaching mode

（責任編輯 王 宣）