基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)課程建設(shè)與實踐探索以“工程力學(xué)”課程為

◇成都大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院 陳 菲 周 陽 蔡萌琦

受“新冠肺炎疫情”影響，為響應(yīng)國家“停課不停教、停課不停學(xué)”的號召，在工程力學(xué)課程教學(xué)中引入基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模式，通過主動營造師生互動的線上課堂環(huán)境，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)效果。本文詳細(xì)介紹了所選用的“直播與錄播相結(jié)合、電腦端與手機(jī)App互補”的混合式教學(xué)模式，并通過具體章節(jié)的講授案例，從“主動獲取、鼓勵協(xié)作、資源共享”多重角度，較全面展示了云端教學(xué)模式的優(yōu)勢與可操作性。不僅較好地完成了教學(xué)任務(wù)，所得成果對于工程力學(xué)的教學(xué)模式創(chuàng)新、方法改革具有一定的參考價值與指導(dǎo)意義。

隨著計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和各種移動終端的飛速發(fā)展及普及，物聯(lián)網(wǎng)的時代正向我們走來，互聯(lián)網(wǎng)和各類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺也為教學(xué)改革提供了全新的載體，比如超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、智慧樹、學(xué)堂在線（MOOC）、優(yōu)課聯(lián)盟以及高校邦通識課程等。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，高等教育模式面臨前所未有的挑戰(zhàn)。因此，近年來各高校開始了“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的高等教育改革與實踐[1-5]，并試驗性地探索了與各類課程的結(jié)合模式[6-9]。2020年年初受新型冠狀病毒肺炎疫情影響，正常的線下教學(xué)無法進(jìn)行。為響應(yīng)國家“停課不停教、停課不停學(xué)”的號召，“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”模式成為了各大高校教學(xué)的唯一選項。

結(jié)合工程力學(xué)課程的教學(xué)，作者對工程造價專業(yè)開展了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模式探索。本文在總結(jié)“互聯(lián)網(wǎng)+”混合式教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程力學(xué)課程特點提出了一套全過程教學(xué)實施方案，討論了混合式教學(xué)特點與注意事項，期冀為類似課程的教學(xué)提供參考。

1 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模式

工程力學(xué)是一門經(jīng)典的力學(xué)基礎(chǔ)課，網(wǎng)上授課的內(nèi)容來源包含兩大類，其一是網(wǎng)上公開的精品課程教學(xué)資源，例如精品課程、大學(xué)慕課和教學(xué)平臺自帶的示范教學(xué)包等；其二是個人線上直播，例如超星直播客戶端、QQ、騰訊會議、釘釘、ZOOM、WELINK等。

網(wǎng)上優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源很多是名校、名師團(tuán)隊的成果，內(nèi)容很祥實，授課方式也豐富多彩，但是為保證教學(xué)效果也不宜直接利用。其一，這些資源往往是為特定專業(yè)準(zhǔn)備的，不同專業(yè)之間使用的教材不一樣，授課內(nèi)容的側(cè)重點也有出入，需要教師預(yù)先甄別后才能使用；其二，以多個視頻的方式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，期間沒有停頓，也缺乏互動，教學(xué)效果很難保障。因此，教師需要控制每次播放的視頻長度，保證學(xué)生能夠集中精力聆聽，同時也需要激勵學(xué)生提前預(yù)習(xí)，跟上視頻節(jié)湊；其三，每個視頻側(cè)重單個知識點，各個視頻的邏輯性講解的不多，需要教師將各個知識點串起來；其四，無法掌控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)而及時調(diào)整上課進(jìn)度。這就要求教師要增加與學(xué)生的互動環(huán)節(jié)，宏觀上把控學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的問題，并及時解決。

綜合考慮上面的因素，最后采用線上優(yōu)秀教學(xué)資源（包含大學(xué)慕課和超星平臺自帶的示范教學(xué)包）和個人直播相結(jié)合、超星平臺和QQ相結(jié)合、電腦端與手機(jī)App相結(jié)合的混合式教學(xué)模型，以期充分調(diào)動和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，加深對知識點的理解，提高學(xué)習(xí)效率。

2 工程力學(xué)教學(xué)要點與混合式教學(xué)實踐

工程力學(xué)是一門理論性較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，包括理論力學(xué)和材料力學(xué)。工程力學(xué)是其它后續(xù)力學(xué)課程比如結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)等的基礎(chǔ)，在工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，是一門典型的理論與實踐相結(jié)合的課程。工程力學(xué)的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生用力學(xué)知識分析和解決實際工程中力學(xué)問題的能力，同時為其它專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.1 教學(xué)要求

在理論知識方面：能正確地選取分離體并畫出受力圖，比較完整地理解力、力矩和力偶的基本概念和性質(zhì)，能熟練計算力的投影和力矩；掌握運用各類平面力系的平衡方程求解單個物體及簡單物系的平衡問題的知識；掌握分析桿件內(nèi)力并做相應(yīng)內(nèi)力圖的基本知識；掌握分析桿件的應(yīng)力、應(yīng)變，進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計算的基本知識；對應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論有一定認(rèn)識，并能進(jìn)行組合變形下桿件強(qiáng)度計算；初步學(xué)會分析簡單壓桿的臨界載荷，并進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性的校核；在能力、技能方面具有從簡單的實際問題中提出理論力學(xué)問題并進(jìn)行分析的初步能力；初步具備計算強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的計算及構(gòu)件設(shè)計的能力；初步具備合理選材及對常用材料基本力學(xué)性能進(jìn)行測試的能力。

2.2 教學(xué)重點

重點包括靜力平衡概念；平面力系的平衡條件及其應(yīng)用；重心概念及理論應(yīng)用；應(yīng)力分布概念；彎曲概念；彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件及其應(yīng)用；截面慣性矩的概念；梁變形與截面慣性矩的關(guān)系；梁正應(yīng)力與截面慣性矩的關(guān)系等理論及其應(yīng)用；剪切、扭轉(zhuǎn)概念；彎曲剪應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的理論和應(yīng)用等11個方面。

2.3 混合式教學(xué)實踐

（1）課前準(zhǔn)備。結(jié)合教學(xué)大綱和內(nèi)容，準(zhǔn)備教案，勾選出每節(jié)課的重點和難點。根據(jù)教學(xué)大綱，以某個平臺為基礎(chǔ)，在各類網(wǎng)上教學(xué)資源中，挑選優(yōu)秀的且與本課程教綱高度鍥合的多個優(yōu)秀資源有效融合。最終選定的是超星平臺，該平臺自帶示范教學(xué)包，部分資源可以直接使用，其它平臺的資源也可以整合后使用，即將適合使用的資源整合在一個平臺上，便于學(xué)生使用。

若網(wǎng)上沒有合適的資源，則開展直播教學(xué)。這部分內(nèi)容主要涉及各知識點的歸納總結(jié)，以及各知識點之間的邏輯關(guān)系構(gòu)建。工程力學(xué)是一門邏輯性很強(qiáng)的課程，涉及的知識點比較多。在講解具體知識點前，先把整本書的知識進(jìn)行歸納總結(jié)，理清各章節(jié)間的邏輯性，盡量把復(fù)雜問題簡單化。采用直播方式，先給學(xué)生系統(tǒng)的講一下這門課的主要研究目的，研究對象，解決的問題，讓學(xué)生對這門課有個初步的概念。對每一章的內(nèi)容也進(jìn)行歸納總結(jié)。把主要的邏輯脈絡(luò)弄清楚后，再去學(xué)習(xí)各個知識點就比較好理解。例如第一部分靜力學(xué)，主要目的是根據(jù)已知力求解未知力，求解過程可以簡化成兩步：畫受力圖，解除約束，找到未知量；根據(jù)平衡條件建立平衡方程。這樣把力學(xué)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，變成了求解一次函數(shù)的方程組。那么在第一步中，約束性質(zhì)非常重要，學(xué)生一定要弄清楚，不同的約束性質(zhì)有不同的約束力。第二部分材料力學(xué)中求內(nèi)力的部分，跟第一部分一樣也是根據(jù)已知力求解未知力，只是第一部分的未知力是約束，第二部分的未知力是內(nèi)力。解題步驟跟前面一樣，畫受力圖，采用截面法，把要求的截面截斷相當(dāng)于接觸約束。這種總結(jié)既可以讓學(xué)生對課程有個宏觀的了解，也可以進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對相關(guān)知識點的理解。

（2）課中跟蹤。①課程學(xué)習(xí)的過程管理。首先強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)的必要性；其次在課件中設(shè)置任務(wù)點，學(xué)生可以反復(fù)觀看課件視頻，理解階段教學(xué)知識點；最后采用學(xué)習(xí)進(jìn)程跟蹤機(jī)制。利用超星平臺進(jìn)行簽到；學(xué)習(xí)的情況后臺實時保存；關(guān)閉平臺的快進(jìn)、拖曳或界面切換功能。這樣，能夠確保每段視屏學(xué)生最少學(xué)習(xí)一次，反復(fù)學(xué)習(xí)則不受限制。②加強(qiáng)教學(xué)互動。課程的互動主要是在QQ群上，針對學(xué)生提出的問題及時解答，對于共性問題，采用直播的方式統(tǒng)一解答。同時，在超星平臺的評論區(qū)設(shè)置問題，鼓勵學(xué)生各抒起見，加深對課程知識點的認(rèn)識。

（3）課后監(jiān)督。課后監(jiān)督主要是監(jiān)督作業(yè)完成情況。作業(yè)，特別是計算題，對工程力學(xué)課程學(xué)習(xí)十分重要。做作業(yè)過程中不僅可以把前面的知識點復(fù)習(xí)一遍，而且可以把學(xué)過的零散知識點系統(tǒng)地串連起來，達(dá)到用學(xué)到的知識解決實際問題的課程目標(biāo)。

作業(yè)全部提交后，把提前制定的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)答案和評分標(biāo)準(zhǔn)提供學(xué)生。作業(yè)評閱可以利用超星平臺設(shè)置生生互評完成。匿名隨機(jī)選取兩位學(xué)生評閱一份作業(yè)，兩者的平均分作為該學(xué)生的作業(yè)成績。對這個環(huán)節(jié)的設(shè)置主要是考慮到改別人的作業(yè)時，首先得自己弄清楚，相當(dāng)于進(jìn)一步強(qiáng)化了學(xué)生對作業(yè)的理解，這種方式也就起到了作業(yè)的目的。

最后會找?guī)讉€經(jīng)典的習(xí)題進(jìn)行詳細(xì)的講解，在分析解題思路過程中，中間會穿插一些具體的知識點復(fù)習(xí)，例如二力桿的判斷，約束力的假設(shè)等。結(jié)合習(xí)題來講知識點，這樣學(xué)生更好理解，更好掌握。

（4）復(fù)習(xí)強(qiáng)化。采用直播的方式再一次把各章的知識點和學(xué)習(xí)難點梳理一遍，查漏補缺。對一些重要的概念再強(qiáng)化一下，不清楚的知識點再重點講一遍。同時，每章選擇涵蓋知識點的例題，提前發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生課前做好。直播上課的時候要求學(xué)生把作業(yè)全部拍照發(fā)到QQ群，所有的學(xué)生一起學(xué)習(xí)，同時課上隨機(jī)抽學(xué)生線上講解題思路以及步驟。最后對學(xué)生的錯誤答案進(jìn)行點評，已供學(xué)生參考，避免犯類似的問題。設(shè)置綜合練習(xí)題，將各章節(jié)的知識點串聯(lián)起來。

3 討論

如上的“互聯(lián)網(wǎng)+”混合式教學(xué)模式已應(yīng)用于實際教學(xué)中，實踐表明：①多渠道、多方式優(yōu)質(zhì)資源的整合，提高了教學(xué)質(zhì)量；②靈活、適應(yīng)性強(qiáng)（特殊時期、靈活安排時間、隨時隨地學(xué)習(xí)、照顧特殊需求（比如活動不方便的人、有特殊需求的人））；③適用于理論性較強(qiáng)的學(xué)科。需要注意的問題是：①互動環(huán)節(jié)的保障，充分溝通；②教學(xué)節(jié)奏控制；③操作性強(qiáng)的課程知識用于輔助教學(xué)。