疫情形勢下基于微課的翻轉課堂模式在教學改革中的應用

魏麗華，于本福，劉丹

摘? 要： 2020年初，新冠肺炎疫情爆發，為使教學不停擺，各院校各專業全面開展在線教學。文章以混凝土結構設計原理課程為例分析了傳統教學模式的不足，介紹了基于微課的翻轉課堂的優勢，對將微課應用到混凝土結構設計原理課程教學實踐、實現翻轉課堂模式進行了初步研究，分析了微課制作和翻轉課堂實現方式及注意事項，可為教學模式改革提供參考。為完善高質量的教學體系提供了新的教學秩序和方式。

關鍵詞：新冠肺炎疫情;教學模式;混凝土結構設計原理;微課;翻轉課堂

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）30-0005-04

Abstract： At the beginning of 2020， facing the sudden outbreak of COVID-19， in order to keep teaching， universities and majors carried out online teaching in full swing. The paper takes the course of Design principle of concrete structure as an example， analyzes the deficiency of the traditional teaching mode， introduces the advantages of the classroom based on micro class flip， makes a preliminary study on the application of micro-lesson to the teaching practice of Design principle of concrete structure to realize the flipped classroom model， and analyzes the way of making micro-lesson and implementing flipped classroom and matters for attention， providing reference for the reform of teaching mode and provide a new teaching order and way for improving the high quality teaching system.

Keywords： COVID-19; teaching mode; Design principle of concrete structure; micro class; flipped classroom

2020年初新冠肺炎疫情爆發，在教育部“停課不停學”精神的指導下，為使教學不停擺，各院校各專業如火如荼地開展了在線教學。原在實驗室統一上課并實踐的教學經驗在新形勢下變得蒼白無力，實驗部分一度受到影響而中斷。后續，雖然日常社會生活和學校教學秩序恢復正常，但師生仍迫切地需要新的教學模式來適應新的形勢。

傳統教學方式常為幻燈片演示和板書相結合。幻燈片演示不僅能節省公式的推導時間，還能通過插入錄像、圖片鏈接更直觀、生動地再現試驗過程，一定程度上提高了教學質量和效果[1]。但有限的學時和豐富的課程內容有明顯的矛盾，面對大量的計算設計過程，教師講授知識點的時間有限。同時，混凝土結構設計原理課程連貫性強，從材料到設計原理，從構件設計到結構設計環環相扣。不掌握前面的知識勢必會影響理解和掌握后面的內容，進而降低整體的學習成效。

異于傳統課堂，翻轉課堂在課堂外完成知識傳授過程，而在課堂內完成知識內化過程。學生在課外通過老師提供動畫、微課、微視頻等學習資料，預習并練習，課堂時間則用來討論、聯系、合作、匯報、輔導等。可見，翻轉課堂的混合式學習模式可以發揮網絡教學和課堂教學各自的優勢，特別是在新冠肺炎疫情沒有徹底結束的情況下，學習方式靈活，可隨時調整線上線下教學方式，更有助于提升學習效果、提高學習效率[2]。

隨著快手、抖音等短視頻分享平臺受到許多年輕用戶的青睞，微課在網絡教學的應用研究也迅速發展。微課是以闡釋某個知識點為目標，以短時長的在線視頻為載體，針對性設計作業、練習、討論、評價等教學過程和資源的微視頻網絡課程。國內外關于微課的理論研究較多，且由于其重難點突出、表現方式靈活多樣，學生可隨時隨地觀看，在高校教學中也正在普及。

針對混凝土結構設計原理課程，研究疫情形勢下基于微課的翻轉課堂模式在教學中的應用，分析微課的制作過程和翻轉課堂的具體實現，用微課的長處彌補常規教學的短處，從而適應新形勢下的時代發展和各種突發狀況，提高教學效果和學生自學能力[1]。

一、課程目標及設計原則

混凝土結構設計原理為土木工程專業本科生的專業核心課程，是一門理論和應用同等重要的課程。前修課程主要有“三大力學”，后續課程主要有混凝土結構設計、土力學與基礎工程及各類結構類專業課。本課程是很多院校考研的必考課程，在畢業設計和注冊類考試中也起著重要的作用。然而，本課程計算公式多而長、符號多易混淆、知識點瑣碎、構造要求繁多、理解難度較大， 理論和實踐性強。傳統的教學模式已難以滿足各類學生的需求，學生有畏難思想，導致學習效果不佳[3]。如何在較少的學時內使學生掌握該課程的精髓，僅通過課堂教學顯然無法實現。在信息時代背景下，學生的學習行為模式發生變化，討論、互動、協作成為最常見的學習模式，建設混凝土結構設計原理基于微課的翻轉課堂，開展混合式教學，將教師的教學行為由課堂擴展到課外，可有效提高學生的學習效率和學習效果。

混凝土結構設計原理的課程目標包括三個，分別是知識目標、能力目標和素質目標。

知識目標是使學生掌握混凝土材料的力學性能，了解概率可靠度極限狀態設計方法，掌握混凝土基本構件在承載能力極限狀態下的設計和配筋計算，掌握其配筋及構造，熟悉正常使用極限狀態下混凝土基本構件的驗算。

能力目標是指學生能夠利用鋼筋混凝土設計的基本原理和方法解決實際工程中混凝土構件設計、分析、校核問題，具有從事基本構件的設計能力，對于常見的工程案例，能做出合理的分析與評價。

素質目標是指培養學生綜合運用所學知識分析和解決問題的能力，培養獨立思考、鉆研探索的興趣。

本課程的設計使命：鑿開混沌得烏金;罄澄心以凝思;巧奪天工根植于土。

基于以上三個培養目標和課程使命，本課程的設計遵循以下三個原則：

1. 課程內容優化調整，重點強調對基本概念的理解;引入數值模擬加深對知識的理解。

2. 結合教師參加的科研活動及工程實踐，引入到在線課程教學中，引導學生運用所學的理論知識來分析問題、解決問題。

3. 增加學生課外在線學習時間，線上開展討論課、專題課，激發學生的興趣和思考。

本課程的關鍵詞可用三個詞語概括：博學，實踐，領悟。

二、翻轉課堂在混凝土結構設計原理課程教學中的應用

（一）翻轉課堂的優勢

首先，課前通過雨課堂等教學APP把微課推送給學生，學生提前預習，合理利用碎片時間，安排學習時間和進度，不懂的部分可多次觀看視頻并且已弄懂的部分可以跳過，從而實現最大化的自由，即“我的學習我做主”，有利于培養學生真正的自學能力，是一種真正意義上的分層次學習。

其次，翻轉課堂在時間相對寬裕環境下進行，是一種創新的教學形式。最大限度地利用課下時間，短視頻和情境素材的融入，提高了學生的求知欲。同時，使預習內容由課本上單調而枯燥的文字轉換為有聲有色的影像，從而更能激發學生的學習興趣。

最后，該教學方式使教學內容更豐富，教學信息量也更大，學有余力的學生可通過平臺獲得海量的學習資源，顯著提高學生的綜合能力。生活在信息時代，更要利用好信息資源。學生可通過網絡和多媒體隨時隨地查閱、使用學習資源。實驗視頻可以反復觀看，學生可以更深入地了解各種受力構件破壞原理，從而對結構設計和截面復核起到很大的幫助作用。

除此之外，基于微課的翻轉課堂教學模式，通過課前對微課預習，學生的學習變被動為主動，簡單的基礎知識課前消化吸收，帶著課前理解不了的知識點進課堂，既提高了學習興趣又提高了學習效率。同時教師也得以從講解中解放出來，有更多的時間和精力組織研討、答疑解惑。對于土木工程專業的學生來說，這種教學模式將會削弱或消除畏難情緒從而培養學習興趣，進而更好地學習后續課程。

（二）微課的制作

微課短小精悍，時長控制在5-15分鐘，更緊密地聯系教學內容和教學目標，在最短的時間用通俗易懂的方式傳遞最大的信息量（圖1）。微課的制作是翻轉課堂展開的前提和基礎，這對教師提出更高的要求，需要花費大量的時間搜集素材，合理設計構思微視頻的錄制。同時要針對每個微視頻和教學目標選擇合適的習題、作業和拓展資料，從而更好地發揮微課的作用并幫助學生獨立學習、理解并建構知識體系[4]。

首先，微課選題要側重于重、難點，易出錯，易混淆的概念公式等，有針對性地解決教學中的關鍵問題。還要精細化和有針對性地設計課件、作業、練習、討論和評價等活動。以課程中“單筋矩形截面受彎構件”為例，微課知識點表1所示。每點的講解時間為5-15分鐘，便于學生以高度集中的注意力理解和學習。微課雖然有時間上的“微”但是內容卻很凝練。

其次，微視頻包括屏幕式和外拍式兩種制作方式。我們在本課程利用錄屏軟件錄制，完整記錄教學過程，結合其他素材進行編輯。制作時還要保證精細化，動畫要突出重、難點逐步呈現，同時還可在觸控面板上選擇不同顏色的彩筆，隨畫隨錄，這樣的方式更直觀也易于接受。

微視頻的“微”主要體現在時間短，這就要求必須省去很多繁文縟節，簡明扼要地引入知識點，迅速引起學生注意。知識點的講解還要兼顧承上啟下，逐步啟發，循序漸進地引導學生用已學會的知識來解決出現的新問題，從而掌握新知識。例如，講解大小偏心受壓破壞的判別時，要把它的破壞原理同前期學過的雙筋受彎構件來類比，通過了解受拉鋼筋、受壓鋼筋和受壓混凝土這三種材料破壞的先后順序，來理解受壓破壞的原理，從而通過力學知識列出大小偏心相應受力平衡方程，是在理解的基礎上來學習，而不是通過死記硬背。

（三）翻轉課堂的實現

翻轉課堂的實現是通過在實踐教學中引入微課，借助互聯網的優勢和雨課堂等教學APP，把課前預習和課堂教學有機結合，最大程度地引導學生發揮學習主體的主動性，又能體現教師的主導作用，通過提前錄制發布微課，設計作業、習題、討論等教學環節，教師課堂上可更好地解決學生預習中的難點問題，引導和啟發學生發現新的問題，從而更好地培養學生的主動性和創造性，達到教與學并重的效果[5]。

基于微課的翻轉課堂教學模式主要包含課內和課外，課外的自主學習依賴于提前設計和推送的微課資源，以學生為主導，教師起引導作用;課內的互動學習活動，教師為主導，重點解決學生預習中的難點和易混淆知識點，引導和開發學生的創造力和綜合應用能力。通過精心設計的微課資源和雨課堂APP等推送軟件引導學生在課前獨立學習，了解相關知識，變被動為主動，帶著問題去學習，為課堂上知識的內化，靈活和綜合運用打好基礎。翻轉課堂的應用創造了更加高效和充實的課堂，實現了教師的主導性和學生的主體性，改變了傳統教學中教師滿堂灌、學生被動聽的學習窘狀。其基本模式如圖2所示。

以“偏心受壓構件破壞”部分為例。課前學生通過微課的學習已對大小偏心受壓有所了解，課堂教學時，教師先重點講解原理，同時也對課前有疑問的同學解惑。而更多的時間則用于典型例題的討論，如大小偏心受壓的本質區別是受拉區的鋼筋是否能屈服，引導同學們能夠畫出大小偏心受壓的計算簡圖，并且能夠區分幾個偏心距之間的關系。從而引導學生們通過計算簡圖列出大小偏心受壓產生破壞的計算公式;再進一步分情況討論受壓區和受壓區配筋面積是否已知對解題方法的影響。通過這樣的對比使知識得以內化，教師經過講解規范和總結討論結果，學生課后再通過課程網站復習，從而更好地掌握所學。

（四）翻轉課堂對教師的要求

翻轉課堂既是對傳統課堂教學順序的翻轉，也是對傳統教學理念的變革，教師不僅需要有廣博的專業知識和職業素養，還需熟練掌握現代教育教學理論，并靈活運用現代教育技術。翻轉課堂的核心內容——微課制作過程，就對教師的綜合素質提出了挑戰。為保障學生課前學習效果還需制定措施并布置對應章節的習題。要保證微課與教學目標、課程設計、教學內容一致，教師需考慮的因素包括視頻效果、視頻時間等，對于重、難點還需錄制不同版本的視頻方便學生分層次學習和分小組討論[6]。

三、彈題、章節測試及習題庫的制作

微課錄制完成，為讓學生更好地鞏固每個知識點，需要為每個知識點準備對應的練習題，即彈題。方便學生在看該段錄像時，及時通過彈題鞏固本小節知識。根據每章內容會劃分為多個知識點錄制多個微課，根據微課的長短，通常每5分鐘布置一個彈題。然后每一章節內容完成后，有對應的章節練習題（客觀題）和章節討論題（主觀題）。

最后再建一個本門課程的題庫，涵蓋本門課程的各個章節，包含主觀題和客觀題，學生學完本門課程后，可以隨機組卷，通過看視頻、做題鞏固所學課程知識（圖3）。

四、結束語

本文以混凝土結構設計原理課程為例，微課與課堂教學內容結合，課外和課內結合，改革傳統教學模式，開展新形勢下高校網絡教學建設，改變以教師為中心到以“教師為主導，學生為主體，學生為中心”的教學模式，從傳統的“填鴨式”教學轉變為“綜合型、設計型、研究型”的學生自主學習過程，更大程度地調動學生學習主動性[7]。

針對我國土木工程專業教育領域面臨的新形勢，任課教師只有在課程內容、教學方式和考評機制等多方面、持續地進行改進和與時俱進，才能保證教學質量的不斷提高，使培養學生獲得滿意的效果。

新冠肺炎疫情對教學的影響巨大， 為確保教學質量，各部門各學科教師均在謀求新的教學方式以適應新的環境。

混凝土結構設計原理屬于一門應用性較強的課程，課程的開展離不開教材應用、課堂組織和計算機軟硬件的配合使用。通過調整教材內容、面授與在線教學方式相結合和充分利用一切可用實驗設備等多種方式，目前已經在教學實踐中取得了一定的成效，未來也能應對隨時出現的疫情，為完善高質量的教學體系提供了新的教學秩序和方式。

參考文獻：

[1]趙俊芳，崔瑩.翻轉課堂的內在意蘊及高校教學改革的未來走向[J].中國高教研究，2016（6）：105-110.

[2]譚三勤.新冠肺炎疫情下組織學線上教學的探索[J].高教學刊，2020（36）：27-30.

[3]湯水凈，趙勇.混凝土結構基本原理課程教改中新模式和新平臺的應用[J].高等建筑教育，2017，26（1）：99-103.

[4]舒前進.新形勢下鋼筋混凝土結構課程設計教學改革[J].高教學刊，2016（8）：61-62.

[5]祝海燕.翻轉課堂教法在土木工程概論教學中的應用探討[J].吉林建筑大學學報，2016，33（5）：117-120.

[6]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2012（4）：46-51.

[7]于本福.“自媒體”在土木工程專業教學的應用研究[J].教育教學論壇，2017（11）：263-264.