融合式教學在基礎力學課程中的研究

葛大麗

（安徽建筑大學土木工程學院 安徽·合肥 230601）

理論力學、材料力學和工程力學作為基礎力學，是土木工程、機械工程、航天航空工程等工科專業的專業基礎課，在學生的學習體系中起到承上啟下的作用，前接高等數學和大學物理，后面銜接各專業的專業課[1]，基礎力學教學質量和教學效果對人才培養至關重要。

雖然基礎力學課程在各相關工科專業課程中地位毋庸置疑，但經過長期調查發現開設基礎力學課程的理工類高校，尤其非“211”“985”高校，基礎力學課程考試掛科率普遍偏高[2]?；A力學課程相對于多數理工類課程難度較高，想學好基礎力學，不僅需要扎實的數學知識、豐富的想象能力和縝密的邏輯分析能力，還需要學生課上緊跟老師思路和課后鞏固復習。但在智能手機普及的今天，很多大學生每天網絡世界虛度大量寶貴時間，即使人在教室，也是出工不出力的無效掛機，對老師布置的作業應付交差，根本不愿意“溫故而知新”。相較于其他公共基礎課程和專業課，基礎力學課程任課教師面臨的挑戰更大，需要具備的教學業務能力更高，需要改變傳統課堂教學模式，需要根據當代大學生接受知識的興趣點和興奮點傳授知識。

傳統課堂教學課前教師準備資源、實施備課，課前準備工作有可能脫離學生前期課程學習基礎；課中教師在課堂滔滔不絕，學生被動聽課，因基礎力學知識點涵蓋較廣且學時數有限，教師對學生極少提問甚至不提問，學生發言的機會極少，無法滿足所有學生回答問題、發表看法的需求，導致學生上課積極性、專注度不高，一方面教師不了解學生對知識的吸收情況，另一方面學生聽不懂也只能聽之任之，“教”與“學”處于背靠背狀態；課后學生被動地完成單一化作業，學生遇到問題不能及時向老師提問，課后作業拖拉或抄襲現象嚴重，長此以往教師甚至懷疑布置課后練習的重要性。傳統的課堂教學地點局限在教室，時間局限在課堂45分鐘，教學手段陳舊單一，教學過程考核缺乏公平性、真實性和全面性，不能培養具有實踐應用能力、創新能力和團隊合作意識的高質量人才。隨著“物聯網+教育”理念的提出和智能終端的普及，教學資源、教學設備、教學手段和授課學生均在悄然變化，超星學習通、藍墨云班課、課堂派和雨課堂等網絡教學平臺如雨后春筍般涌入大眾視野，能夠拓展課堂、隨時互動、及時掌握學生學習動態的融合式教學模式正在全國高校推進基礎力學課程的教學改革。[3][4]

1 基礎力學融合式教學模式的實施過程

線上線下融合式教學不是簡單的線上與線下教學方式的疊加，而是充分發揮兩種教學方式的優勢[5]，是將傳統線下課堂和一般線上學習相結合的綜合性教學模式，基于翻轉課堂教學理念開展，既保留了傳統線下教學的優勢，又結合了在線教學的先進性，從而實現了教與學的模式變革。具體實施過程如下：

1.1 課前教學資源準備

豐富、全面和多樣化的教學資源是實施融合式教學的基礎，融合式教學資源包含線下課程資源和線上課堂資源兩部分[6]。線下資源主要是指教材、參考文獻、作業練習冊等。線上資源建設除了傳統的教學大綱、教學日歷和授課PPT等教學資源外，教師需自制微課視頻或者選擇適合授課對象的MOOC資源，形成線上課程基礎性學習體系，供學生課前預習、自主學習和課后復習使用。為滿足線下課堂互動和及時反饋教學效果的需求，教師需要根據知識點準備在線測試題、分組任務、主題討論話題等互動資源。為拓寬學生知識面和提升學生學習能力，與知識點相關的工程應用、學科前沿、人物傳記、趣味力學問題及教學論文等延伸性教學資源也是線上教學資源的重要組成部分。

1.2 制定教學導學單

學生線上自主學習應該目標明確，教師在深入研究教材內容和學生知識基礎的情況下，結合教學知識點、教學計劃進度和教學目標制作導學單，引導學生自學。導學單的內容包括學生在進入線下課堂前需要完成的視頻觀看進度、與教學內容相關的檢測題、討論區的提問和探究性主題討論等內容。制作導學單一方面有利于在學校教學課時安排的前提下調控學生學習進度，加強授課的計劃性、針對性和目標性，構建高效課堂；另一方面導學單將學習任務具體化，引導學生進入自主學習狀態，在解決問題的過程中培養學生自學能力；再者教師可根據學生完成導學單規定任務的數量和質量，制定分層學習任務，對學生因材施教，使優等生接受挑戰，中等生得到激勵，后進生能夠成長。導學單可以引導學生自主學習、主動參與、自主發展，是線上和線下教學銜接的關鍵。

1.3 線上自主學習

超星學習通、藍墨云班課、課堂派和雨課堂等網絡教學平臺均可滿足學生隨時隨地的學習的需求。為了順利開展線上教學活動，教師開課前在網絡教學平臺創建教學班級群并導入學生名單或邀請學生入群。教師可在網絡教學平臺上傳教學資源、發布通知、布置學習任務和督促學生學習等，學生在導學單的指引下通過網絡教學平臺隨時隨地自主學習、接收通知、完成學習任務等。學生如果在自主學習過程中遇到問題，可以在網絡教學平臺的討論區與教師和同學進行交流、討論以及留言；教師在網絡教學平臺可對學生提交的課后練習進行批改和打分，并及時指出存在的問題；教師也可以對參與主題討論的學生點贊、送花。學生的線上自主學習不是純粹被動的接受，而是有明確學習任務的自主學習。

1.4 線下課程因學定教

教師利用網絡教學平臺的學情分析數據設計線下課堂，開展線下教學，因材施教，因學定教。教師可關注學生線上視頻觀看人數比例、視頻觀看反芻比、在線測試題成績、學生提問的數量與質量等學習軌跡數據，及時反饋、評價和督促學生完成線上學習。在線上學習數據支撐下教師可掌握學生對知識點的掌握水平和存在的問題，合理地設計課堂教學，集中講解知識結構，共同交流與討論，在課堂上有針對性地答疑解惑，教師可再次利用網絡教學平臺推送隨堂檢測題，學生在課堂上在線完成測驗。例如：學生線上完成牽連運動是定軸轉動的加速度合成定理學習后，教師根據學生線上自主學習和完成測試題情況，了解在課前自學中存在的問題。一般學生在初學該知識點對科氏加速度理解不夠透徹，教師在線下課堂通過一個已知動點三種運動的簡單實例導入課程，分別計算動點的相對加速度、牽連加速度和絕對加速度，并與牽連運動是平動的加速度合成定理比較，直觀地得出科氏加速度的存在性，注重講授科氏加速度方向判斷和大小的計算方法，之后發布在線提交的課堂互動練習，檢驗學生對所學知識的掌握情況，教師當堂點評學生的完成情況。因學生通過線上自主學習對知識點已有初步掌握，線下課堂教師可通過多樣化互動幫助學生掌握靈活應用知識點，最后教師與學生協作總結歸納教學重難點。

1.5 課后固強補弱

課后教師通過大數據分析不同學生、不同階段對所學內容的掌握情況，針對個別知識掌握不牢的學生設置多樣化的互動，解決學生在學習中遇到的問題，對個別學生實行單獨在線輔導，幫助學生固強補弱，提高學習成績。不僅如此，課后學習還可以是課堂的延伸拓展，例如：單張A4打印紙沿長邊對折后可立于桌面原因的討論可加深學生對壓桿穩定性影響因素的理解，學生搜集科氏加速度產生的自然現象資料可促使學生深度認識科氏加速度的存在性，鼓勵學生參加全國大學生周培源力學競賽可以讓學生建立學習基礎力學的榮譽感等等。將知識應用與生活緊密結合，既可以提高學生學習基礎力學的興趣，又可以鍛煉學生從實際問題建立力學模型、對已建立的力學模型提出解決問題的能力，從而促進學生對所學知識進行深層構建。

2 基礎力學融合式教學的優點

線上線下融合式教學從時間上和空間上打通課內課外，并實現課堂深度互動，可調動學生學習積極性，啟發學生的智慧，提高教學效率和教學質量，提升人才培養質量，基礎力學線上線下融合式教學有如下特點：

2.1 教學主體學生化

傳統教學教師在課堂采取滿堂灌，教師在反復的教學中對講授內容滾瓜爛熟，而學生在學習時卻是霧里看花。歷屆學生反饋學習基礎力學的感受是“聽課都會，做題卻不對”。通過融合式教學教師將重復性的知識傳授錄制成教學視頻，學生在線上課程學習后完成教師設計的教學任務，學生在完成任務中發現學習中的不足。線下課堂教師的關注點在學生的“學”而不是傳統的“教”，根據學生線上任務完成情況，有針對性地授課。每一堂課的教學內容都是教師和學生共同的作品，教師和學生由原來的主從關系變成為伙伴關系，實現教學主體學生化。

2.2 線上線下互補化

學生利用智能終端根據教學進度和自身情況課前合理安排學習時間，并完成相關測驗題，不同的學生可以“異步化”學習。但一般的線上教學，缺乏學習氛圍和儀式感，并且教學內容固定化，而融合式教學，在學生線上異步學習后，教師針對學習存在的問題教學，在線下課堂開展同步教學，增加面對面交流的機會。線上異步教學和線下同步教學，既滿足學生學習時間碎片化、個性化的需求，又營造良好的學習氛圍，實現線上線下教學的互補化。

2.3 教學過程互動化

學生在線上學習時遇到不懂的知識點可在討論區或班級群聊提問，學生提出的問題可促進學生與學生之間或教師與學生之間線上交流，教師也可以收集存在的問題在線下課堂與學生面對面交流。教師通過網絡教學平臺發布課堂練習，學生在課堂現場完成課堂練習，教師可及時獲取學生學情數據并反饋給學生，學生也可及時發現學習中的不足。在課堂上教師還可以利用網絡教學平臺開展簽到、搶答、選人、投票、問卷、測試等多樣化互動活動?；A力學在教學互動化過程中關注學生的學習效果，避免期末突擊學習，促進學生對課程知識的理解和掌握。

2.4 教學考核精準化

融合式教學將教學過程中產生的行為數據動態采集，信息數據覆蓋課前、課中、課后，網絡教學平臺可系統翔實地記錄細節性的教學行為數據，比如學生有哪些題目回答有誤、課前的預習視頻看了幾遍、課后作業是否圓滿完成、正確率如何等等。不僅如此，傳統的基礎力學教學，學生只會生搬硬套解題，不能將理論聯系實際，而基礎力學融合式教學將公式、定理等理論知識與實際生活、工程相結合，形成主題討論、小組任務等研討性學習任務，促使學生活學活用，提高學生的交流能力、實踐能力、科技創新能力和團隊協作能力，并實現真實公平的多方位過程性考核，實現教學考核精準化。

3 結語

基礎力學課程由于內容抽象、復雜、枯燥以及長期的單一化教學模式影響，造成了課程很重要但教學效果不理想的不良現象。融合式教學利用網絡教學平臺將傳統教學模式、網絡教學、大數據統計等優勢相結合，從時間和空間上拓寬傳統課堂，豐富了教學資源和教學手段，以學生為中心培養學生的良好學習習慣，關注學生學習的參與度，增加學生學習積極性和主動性，以嶄新的教學形式提高人才培養質量。目前，融合式教學已在基礎力學課程教學中逐步開展，但還有很多問題需要解決，比如拓展型教學資源豐富性，學習過程成績評定標準的合理性，以及融合式教學中教師付出勞動量的認定等等。