土木工程專業課程混合式教學模式設計與實踐

曾雪琴 王利文 李鵬波 李雄威 丁川

摘要：創新教與學是提高人才培養質量的重要途徑。文章立足“教育信息化2.0”時代人才培養需求，分析土木工程專業課程混合式教學改革的必要性，參考“互聯網+”課程建設模式，以逆向教學設計理論為支撐，構建基于“SPOC+慕課”的混合式教學模式，包括教學目標設定、教學對象分析、教學資源建設、互動式教學活動設計和多元化考核評價體系等環節，并以土木工程施工組織課程為例開展教學實踐。實踐表明，混合式教學模式一定程度上提高了學生自主學習的內驅力和解決問題的能力，增加了學生學習的獲得感，較好地促進學生工程實踐能力的培養。

關鍵詞：混合式教學;教學模式;SPOC;土木工程施工組織課程

中圖分類號：G642.0?? 文獻標志碼：A?? 文章編號：1005-2909（2021）02-0090-07

在中國教育信息化發展應用的新階段，教育信息化2.0強調應用驅動下的信息技術與教育的深度融合創新，其內涵主要包括教學模式的變革、學習內生動力的變革以及數據化、網絡化支撐下的智能化變革三個方面 [1]。新時代不僅對教育改革發展提出了新的要求，也對創新人才培養提出了更高的標準。未來的教育必然是基于網絡環境的更加開放的教育，是更加重視學生個性化和多樣性的教育[2]。

創新教與學，是新時期教育教學改革的出發點和落腳點[3]。近年來，隨著教育信息化進程的不斷推進，能夠統籌線上線下優勢的混合式教學受到越來越多的關注，逐漸成為高等教育教學的發展趨勢，成為高校教學改革的常態化手段 [4-6]。混合式教學強調以學生為中心，是網絡課堂教學與實體課堂教學相結合的一種教學模式。目前，中國大學MOOC（慕課）已成為網絡課堂教學的主要形式之一，具有開放包容、資源豐富、受眾廣、教學時間和地方不受限制等特點，相較于MOOC教學的“大眾化”屬性，規模限制性在線課程SPOC則具備“小規模”和“專有”的特征，可實現不同層次學生的差異化、特色化教學，充分調動教師教學和學生學習的積極性和主動性，實現形成啟發式教學理念和自主學習的真正落地[7]。本文在參考謝幼如教授提出的“互聯網+”課程模式基礎上[8]，以逆向教學設計理論為支撐，結合土木工程施工組織課程特點，構建基于“SPOC+慕課”的混合式教學模式，探索如何深度融合線上線下優勢創新教學實踐，以滿足教育信息化2.0時代學生多樣性和個性化的學習需求。

一、土木工程施工組織課程教學改革的必要性

土木工程施工組織是一門與技術發展緊密聯系、多學科交叉的核心專業課程，教學內容涵蓋流水施工組織、網絡計劃技術、施工準備、施工組織總設計、單位工程施工組織設計、施工方案、施工管理計劃和綠色施工管理等八章內容，具有內容繁多、專業性強、實踐要求高的特點。土木工程施工組織課程學習過程中需要學生具備較強的邏輯推理能力和動手能力，對學生的組織協調、管理決策等綜合能力要求高，既要掌握理論公式推導，又要靈活運用專業軟件模擬施工組織過程，是一門難度較大的專業課程。

目前專業課教學沿用的傳統課堂教學模式，偏重教師的“教”，教師掌控傳輸知識的主動權，學生則是知識的被動接受者，雖然也會引入提問、討論等互動式環節激發學生積極思考，但囿于時間、空間的限制，尤其在專業課教學學時大幅縮減的現狀下，教學過程中師生之間缺乏深入的互動，不利于學生探究能力和創新能力的培養與形成，難以達到深度學習的目標[9-10]。此外，傳統課堂教學中學生的認知活動主要圍繞教材來開展，而土木工程施工組織課程是一門內容繁多、實踐性很強的課程，教材內容的更新速度無法跟上時代的步伐，眾多教材內容與現實施工工藝差距較大，學生從課程教材中難以接觸到最新、最前沿的施工工藝和施工技術[11]。

為貫徹“以學生為中心”的教學理念，推動課堂教學從“知識傳授”向“能力培養”轉變，切實提高人才培養質量，近年來，借助江蘇省精品在線開放課程建設契機，常州工學院立項建設了多門在線開放課程，其中，土木工程施工組織在線開放課程已于2018年立項建設，并于2019年10月在MOOC平臺對社會學員開放。為提高學生自主學習的內驅力和解決問題的能力，增強學生學習的獲得感，土木工程施工組織課程建設團隊對課程教學模式進行重構，實行線上線下混合式教學。線上教學基于中國MOOC、超星爾雅和學習通平臺構建，課程在實施信息化教學的同時，也保留了交互性較強的線下課程教學環節。線下主要采用翻轉課堂形式，將典型建設項目案例引入課堂，如中國尊、港珠澳大橋、京新高速、上海中心、上海佘山深坑酒店等項目，引導學生分組進行專題辯論、演講，以培養學生利用所學知識創新工程實踐。

二、基于“SPOC+慕課”的混合式教學模式構建

何克抗教授認為，混合式教學模式融合了傳統課堂教學和E-Learning的優勢，教師監督、引導教學，學生積極參與學習[12]。基于“SPOC+慕課”的混合式教學模式，教學活動通過全時空的拓展形成了線上和線下兩個部分，其設計流程遵循一般教學活動設計的思路，主要包括前端分析、教學過程設計和考核評價設計三個環節（如圖1所示）。其中，前端分析是混合式教學的前提，教學活動設計是整個混合式教學的支架，科學合理的教學評價是混合式教學質量的保障。通過串聯上述三個環節，將在線課程與課堂教學兩大模式構成一個整體。

（一）前端分析

前端分析是教學設計的前期準備階段，包括教學目標設定、教學對象分析、教學內容分析以及教學資源的設計與開發，是整個教學活動的基礎。

1.教學目標設定

教學目標是指通過課程學習，學習者可以達到的知識學習、技能掌握等目標。土木工程施工組織課程為順應科技發展和市場需求，致力于培養土木工程專業“通專結合”的復合型人才，課程目標設置主要有：（1）能夠運用流水理論解決土木工程施工過程的流水組織安排;（2）能夠運用網絡計劃理論編制土木工程施工網絡進度計劃;（3）能夠熟練使用專業相關規范和圖集，對施工項目的全場性施工準備、施工平面布置和施工部署等內容進行科學設計，旨在使學習者具備編制施工方案的能力。

2.教學對象分析

針對不同的教學對象，以解決學生學習問題和滿足學生學習和需求為抓手，實施精準教學引導是高質量教學發生的前提[13]。在創新教育教學模式之初，應先了解教學對象的學習需求和學習行為特征，通過教與學的共同協作來分析解決學生的學習問題，進而培養學生的自主學習能力。本研究主要面向地方應用型本科高校土木工程專業的學生，與研究型、綜合型大學學生群體不同，該學生群體理論基礎相對較弱、自主學習能力不高，但實踐積極性較高，因而在教學活動設計上突出以工程知識為載體，注重理論知識與實踐問題的融合創新，以期培養學生的工程實踐能力。

3.教學內容分析

教學內容是課程的核心要素，是聯系教學目標和教學活動設計的關鍵。土木工程施工組織課程采用專題的形式，將整個教學內容凝練成8個專題（見表1）。學習者對專業拓展資料和執業資格考試銜接輔導資料的要求較高，因而教學內容具有一定的拓展性。

3.教學資源的設計與開發

完整的教學資源是實現混合式教學的基石。自2018年以來，筆者所在的課程團隊開始著手建設土木工程施工組織課程的MOOC資源，結合地方應用型本科高校人才培養的特點、教學大綱的要求及行業發展前沿的拓展問題，課程團隊對相關知識點進行解構、重組并經審核，重新制作了多媒體PPT課件，錄制了43個MOOC視頻，每個視頻時長約為10～15分鐘。其中，除了介紹建筑施工組織設計規范的13個視頻是利用錄屏軟件錄制外，其余視頻課件都是在南京超星公司演播室錄制，并經專業人員后期制作完成。此外，配套的課程資源還包括文本教材、相關設計規范、典型施工工藝流程介紹，以及行業前沿技術應用的視頻、圖片等拓展資料。

（二）教學活動設計

精心設計的教學活動是發揮教學資源效能的重要手段。本研究參照教學系統設計理論，以“課前—課上—課后”為主線，設計基于“SPOC+慕課”的混合式教學模式，

其中，“慕課堂”是中國大學MOOC推出的一款輕量化智慧教學工具，由微信端小程序和電腦端教學后臺構成，通過此工具，可以實現包括簽到、隨機點名、課堂測試、發放問卷和課程公告等諸多教學功能，同時支持教學過程數據的實時反饋與分析，便于教師隨時掌握學生的學習情況，實現精準教學。

1.課前環節

有針對性地將典型項目可視化施工過程視頻、圖片等資料提前推送給學生，引導學生系統地認識施工過程，提高學生對后續MOOC視頻課件的學習興趣，同時輔以隨堂測驗、在線討論、章節測試和章節作業，加深學生對相關知識點的理解。

2.課上環節

引入“慕課堂”小程序，通過課堂小測驗和問卷調查檢驗學生自學和課堂教學效果，同時遵循問題驅動和知識趣味性為一體的原則，設計具有交互特性的多層次、多樣化教學環節。一方面，采用翻轉課堂形式，引入典型建設項目案例，通過“知識問答”“主題演講”和“小組協作”等方式（見圖2），調動學生的主觀能動性，引導學生分組進行專題辯論、演講，通過學生的自我展示，激發其內在的學習動機，進而促進學生內化知識。另一方面，圍繞學生線上學習過程中所暴露出的問題，教師有針對性地組織專題講座，如時標網絡計劃的實踐應用、武漢“火神山”醫院的施工組織方式、危大工程現場安全管理要點等，以此加深學生對重點知識的理解，培養學生利用所學知識創新工程實踐能力。

3.課后環節

根據SPOC平臺和“慕課堂”智慧教學工具提供的實時教學數據，隨時掌握學生的學習情況，可以有針對性地調整、完善教學活動設計，更好地助力于教學效果的提升。同時，推送與章節知識點相對應的工程案例，并適當引入近年來建造師執業資格考試中有關實踐部分的考題，延展課堂的寬度和廣度，培養學生舉一反三的能力，達到對知識的靈活應用。

（三）考核評價體系

科學合理的課程考核評價體系可以更好地激發和維持學生的學習積極性，是混合式教學質量的保障。傳統課程考核主要由期末考試成績加上平時成績（包括出勤率、作業完成情況和實踐報告等），按一定比例折算成總評成績，以致考前突擊復習現象盛行，有些“期末突擊黨”甚至能獲得一個不錯的成績，這樣的成績并不能真實反映學生對知識掌握情況。混合式教學模式下，采用過程性評價和總結性評價相結合的考評方式，增加了對SPOC平臺學習效果的考核，形成更科學、更立體的課程考核評價體系，如表2所示。

這一考核評價體系貫穿于整個教學過程的始終，教學評價和教學管理轉向“用數據說話”，包括SPOC學習平臺的單元測試、單元作業、線上討論參與度、翻轉課堂表現以及期末考試成績，綜合考慮了學生線上線下的學習效果，有助于學生之間協作互助式氛圍的培養，一定程度上對學生的自主學習起到了督促作用。

三、教學效果調研與評價

2018—2019學年，土木工程施工組織課程在校內已完成一輪混合式教學實踐，目前正在進行第二輪校內教學實踐。為及時掌握混合式教學模式的實踐效果，選取實驗班（小班授課，35人）實施了基于“SPOC+慕課”的混合式教學模式，對照班（小班授課，33人）采用傳統授課模式，在教學實踐前后，均對被試學生進行了問卷調查。

（一）混合式教學提高了學業成績

課程教學結束后，采用統計分析軟件SPSS23.0對實驗班和對照班的綜合成績進行正態分布檢驗，結果如表3所示。由于樣本數較小，以K-S結果為準，Sig.=0.2>0.05，說明實驗班和對照班的綜合成績都服從正態分布（圖3），可以進行下一步的獨立樣本t檢驗。

獨立樣本t檢驗結果顯示（表4），實驗班的平均分是78.04，對照班的平均分是74.18，經獨立樣本t檢驗，可知t=2.231，p=0.029<0.05，說明兩個班的綜合成績存在顯著差異，且實驗班的成績要高于對照班的成績，可見混合式教學模式下學生的課程學習效果較好。

同時，對比實驗班和對照班課程設計實踐成績，實驗班優、良、中各層次的學生比例分別為5.71%、11.43%和28.57%，對照班優、良、中各層次的學生比例分別為3.03%、9.09%和24.24%。由此可見，混合式教學模式下學生的課程設計實踐能力有所提高。

（二）混合式教學提升了學生滿意度

教學實踐后，采用慕課堂智慧教學工具的問卷調查功能，對實驗班全體學生進行了問卷調查，調查內容主要涉及學習興趣、自主學習、學習效果三個方面。17.3%學生表示混合式教學在線學習環節網絡誘惑大，難以集中精力學習，希望能回歸傳統教學模式;65.4%的學生表示混合式教學模式更能激發自己的學習積極性和主動性，尤其喜歡翻轉課堂環節，通過階梯式的任務單設計，提高了分析問題和解決問題的能力;58.9%的學生表示混合式教學模式下，通過QQ學習群、在線答疑的方式，和教師的交流次數明顯增多，拉近了自己與教師的關系。

四、結語

教育信息化2.0時代，土木工程專業課程開展混合式教學是應對新時代教育變革的必然選擇。本研究以逆向教學設計理論為指導，融合傳統課堂教學和E-Learning的優勢，從課程前端分析、教學過程設計和考核評價設計三個方面，構建基于“SPOC+慕課”的混合式教學模式，在實施信息化教學的同時，遵循問題驅動和知識趣味性為一體的原則，設計了具有交互特性的多層次、多樣化教學環節，在增強學生學習獲得感的同時，為實現提高學生自主學習的內驅力和工程實踐能力提供了一種具體可行的方式。參考文獻：

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Design and practice of blended teaching mode for civil engineering specialty：

Taking civil engineering construction organization course as an example

ZENG Xueqin， WANG Liwen， LI Pengbo， LI Xiongwei， DING Chuan

（School of Civil Engineering， Changzhou Institute of Technology， Changzhou 213032， P. R. China）

Abstract：

Innovative teaching and learning is an important way to improve the quality of talent cultivation. Based on the needs of talent training in the era of “Education Informatiozation 2.0”， this study analyzed the necessity of blended teaching reform of civil engineering courses. Then based on the internet plus curriculum construction mode and the reverse instructional design theory， this study constructed a blended teaching mode based on SPOC+ MOOCs classroom from the aspects of teaching goal setting， teaching object analysis， teaching resource construction， interactive teaching activity design and diversified assessment system. Taking the course of civil engineering construction organization as an example， the results indicate that the blended teaching mode improves the students driving force and problem-solving ability in autonomous learning to some extent， increases the students sense of acquisition， and promotes the cultivation of students engineering practice ability.

Key words：

blended teaching; teaching mode; SPOC; civil engineering construction organization course

（責任編輯 崔守奎）