“雙一流”建設背景下基于MOOC的力學課程混合式教學創新與實踐

劉雯雯　王利霞　劉艷萍　李曉玉

［摘 要］針對當前工科各專業力學類課程的傳統培養模式與“雙一流”建設背景下亟須培養高水平力學人才和具有扎實力學基礎的高級工程技術人才之間的矛盾和問題，課程組以推進本科力學教育實施“線上自主學習+線下目標培養”教學模式為根本任務，合理運用現代信息技術手段，開展基于MOOC的線上線下混合式教學，開辟智能教育新途徑，使學生在知識、能力、素質方面都能獲得較大提升。

［關鍵詞］MOOC；力學課程；混合式教學；智能教育

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）23-0055-04

為應對新經濟的挑戰、服務國家戰略、滿足產業需求，教育部于2017年2月提出新工科建設， 把改革創新作為教育發展的強大動力，把提高質量作為教育改革發展的核心任務。2018年6月，時任教育部部長陳寶生提出，要把“水課”變成有深度、有難度、有挑戰度的“金課”[1-2]。 2020年6月，《教育部關于印發〈高等學校課程思政建設指導綱要〉的通知》對“高校課程思政建設干什么、怎么干、誰來干”進行了全面部署[3]。《2022年教育部工作要點》強調，要實施教育數字化戰略行動[4]。這表明，以高質量課程為基礎的創新教育教學受到國家與教育主管部門的高度重視并大力推和。

課程是人才培養的核心要素，切實提高人才培養質量離不開課程改革這一教學核心環節。全國教育專家委員會會長馮恩洪認為，要通過有效的教研，幫助教師養成二次備課的習慣[5]，而學生在課前的線上學習數據可以幫助教師針對學生的薄弱環節精準進行二次備課。許多研究表明，從整體到個體，從模糊到清晰，基于MOOC的混合式教學的探索與應用已邁入快速發展期。葛福鴻等構建了基于智能教學平臺的高校混合式教學模式[6]；常赟杰等設計了大數據背景下的動態可反饋混合式教學模式[7]；商娟葉開展了計算機類課程混合式學習有效性的研究[8]；楊樹泉探究了基于信息技術的混合式教學模式在高等數學中的應用[9]；邢麗麗證明了精準教學的混合式教學在促進學生自主學習、獨立思考、協作探究等方面起著積極的作用[10]。

一、力學課程痛點問題

力學理論及方法涉及土木、水利、機械、材料、航空航天等領域，是大工科類學科的基礎和支撐。基礎力學課程是工科各專業的必修課程，且學分較多、內容難以理解，其學習效果對學生之后的專業課學習影響深遠，因此亟須通過教學改革創新來提高課程教學質量，培養具有較強實踐和創新創業能力的復合型人才。同時，要在基礎力學課堂上發揮主渠道育人作用，全方位沉浸式培養學生的家國情懷、工匠精神等。

當前，鄭州大學力學與安全工程學院（以下簡稱我院）承擔的工科基礎力學教學任務涉及鄭州大學機械、土木、水利、材料、化工、力學、安全等16個專業，面向對象廣泛，生源呈現多元性，學生的學習能力參差不齊，部分學生缺乏自主學習能力、團隊協作意識、力學建模能力、分析和解決實際問題能力、實踐能力等（見圖1）。

二、力學課程教學改革的目標

鄭州大學的材料力學、工程力學課程已被認定為河南省線上一流課程，材料力學課程已在中國大學慕課網上線運行7學期，榮獲河南省線上教學優秀課程一等獎、信息化教學成果一等獎。教學團隊在推動鄭州大學“雙一流”建設背景下，以傳統教學模式為中心，與MOOC+翻轉課堂的創新教學模式有機結合，開辟智能教育新途徑，通過實施有效的混合式教學改革，更好地改變教師的教學方式和學生的學習方式，提高課堂教學質量，鼓勵學生深度學習、勇于創新，使學生的“學”與教師的“教”呈現螺旋式上升，讓學生樂學、會學，教師能教、善教，實現師生共同發展，達到如下教學改革目標：知識探究方面，要讓學生掌握基本概念及任務，掌握分析和解決問題的基本方法；能力建設方面，要培養學生根據實際工程建立力學模型的能力、綜合分析解決問題的能力和創新能力；人格養成方面，鼓勵學生主動學習、獨立思考、勇于挑戰、成就自我，培養學生的家國情懷、文化自信、工匠精神、職業操守。

三、力學課程教學改革的思路

教學團隊堅持質量為本，構建基于MOOC的混合式教學模式，注重從知識到能力的遷移再到綜合素質的提升，培養學生全面解決實際工程力學問題的能力；強化內涵建設，采用基于MOOC的混合式教學手段，反映學科前沿，聚焦社會熱點，在教學中加入討論與互動；結合綜合性課題及挑戰性任務，激發教學活力，設置高質量“綜合性課題”，設立“挑戰性任務”，利用小組討論、主動式學習加大課程難度。

混合式教學總體上要遵循“三促成”和“三結合”的原則，基于信息化和五星教學法，發揮“線上+線下”的教學優勢，由淺入深地把學生引向深度學習。通過挑戰性問題激發學生的好奇心和想象力，引導學生積極主動探索、討論、獲取和運用新知識，培養學生互相合作、協同創新的能力，促進學生主動學習、挑戰自我，獲得成就感。

目前，基于MOOC的混合式教學關鍵問題（見圖2）有以下幾點：一是線上資源的有效利用。教師課前統計學生的線上學習情況，總結共性問題，規劃授課重點，做到線上線下緊密結合，做好線上資源的維護和答疑。二是混合式教學的大膽探索。通過創新的知識傳輸、創新的反饋、創新的質量監控及持續改進，解決學生學習主動性不高及認知參與度不足、不同學生的學習結果差異大等問題。三是挑戰式學習方式的逐步形成。要重視培養目標的深入理解、課程內容的深入挖掘、課程設計的合理組織、跨學科問題凝練，開展導向式教學、體驗式探索教學活動，深入激發學生的學習動力，培養學生的量化分析能力和批判性思維。四是課程思政的深入開展。要深入挖掘基礎力學系列課程中的思政元素，有機結合中華優秀傳統文化開展課程教學。

四、力學課程教學改革實施方案

力學課程混合式教學改革方案（見圖3）具體如下：

（一）資源建設與應用

資源建設與應用是基于MOOC的混合式教學改革的關鍵。通過進一步完善教學課件、重點難點講解視頻、應用案例、重點例題或習題講解視頻、試題庫、拓展閱讀材料、教學動畫、力學虛擬實驗8個方面的數字課程資源，實現課程資源的重構和精品化、資源的共享。

（二）課堂組織與創新

課堂組織與創新是建設基于MOOC的混合式教學的重要手段，要著重做好MOOC線上資源的維護和答疑，做好將傳統課堂與在線課堂、雨課堂、翻轉課堂相融合的混合式教學[11]。通過課前、課中、課后“線上自主學習+線下項目培養”的教學模式，結合在線研討、隨堂研討、小組討論等環節，形成混合式教學的閉環流程，依托學習通、雨課堂等信息化教學平臺，激發學生在課堂教學中參與互動的積極性，培養學生獨立思考的綜合能力。充分利用現代信息技術，開展教（創新方法）、學（聚焦互動）、賽（競賽實踐）、評（多元評價）四環節的改革。

（三）教學評價與激勵

教學評價與激勵是建設基于MOOC的混合式教學的質量保障。為了構建有效的反饋機制及科學的評測體系，教學團隊設計了合理的調查反饋表，并分別對教師、學生開展階段性成果總結匯報研討會，從而提升學生學習的積極性，真正促進師生“學習共同體”的共同進步、共同發展。試行教師評定與學生自評相結合、線下與線上相結合的多元化考核方法，及以人才培養對象和社會用人單位滿意度為主的多維評價方式。

（四）課程思政與育人

課程思政與育人是建設基于MOOC的混合式教學的重要環節。深入挖掘思政元素融入課堂，做到定期研討、多項并舉、不斷優化。例如引入經典工程實例、高精尖技術中的力學問題培養學生關心祖國相關領域發展、報效祖國的情懷；從多個變量的情況入手，培養學生化繁為簡、各個擊破的科學研究思維；介紹我國勞動人民在工程領域的偉大成就，增強學生的民族自豪感和文化自信。

五、特色與創新

（一）教學設計創新：激發學生內在潛力，培養科學研究思維

通過工程實例引出科學問題，激發學生的學習動力。通過重組課程板塊、主線教學法、細化科學推導、科研融入教學、綜合性課題、挑戰性任務等提升學生能力，強調學生的自主學習和個性化學習，培養學生的高級思維，建立課程的高階性、挑戰度。

（二）教學模式創新：MOOC+學習通+翻轉課堂，與信息化深度融合

積極探索課堂教學與信息化深度融合路徑，通過MOOC的課前預習、在線測試，學習通的選人、搶答和投票等功能與學生積極互動，結合問題式、啟發式等多種教學方法，實現快速高效的知識傳輸與反饋。

（三）課程思政創新：培養學生的家國情懷、社會責任、科學精神、職業操守

深入挖掘基礎力學課程的思政元素，從東漢鄭玄、北宋李誡到中國速度、超級工程，從舊社會守舊落后、受制于人到中華人民共和國自立自強、飛速發展，通過勞動人民的偉大成就，增強學生的民族自豪感和自信心，激發學生投身祖國建設的信心和決心。引導學生從課內搭橋、團結協作，到校外考察、切身體驗，做到課程思政潤物無聲。

六、成果與總結

教學團隊以力學系列課程為載體，合理運用MOOC這一平臺，依托課程教學新模式實現線上線下混合式教學的智能教育，有效提高了本科力學課程的教學質量，推動教師教學水平與學生綜合素養的同步提升。教學團隊積極投身教學改革、參加教學競賽，近兩年獲省部級以上獎項17項，包括全國高校教師教學創新大賽三等獎2項、河南省教學創新大賽特等獎2項、河南省教育信息化優秀成果一等獎1項；鼓勵學生踴躍參賽，參賽學生獲全國周培源大學生力學競賽獎40余項。教學改革成果被廣泛運用于省內外40余所高校，受益人數2萬人。

后續，教學團隊將致力于以下兩個方面的研究：一是進一步拓展每門力學課程MOOC的應用領域，在工科專業內進行跨課程MOOC的聯合應用，有利于學生學習興趣的提高、知識體系的梳理和專業志向的樹立；二是進一步完善混合式智能教育新模式，拓展知識運用領域，提升學生的動手實踐能力，在學生生活、品德教育等方面挖掘其應用潛能，使學生在知識、能力、素質方面都能獲得較大提升。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 陳怡帆，杜志強.教師教育“金課”建設問題研究[J].決策探索（下），2020（8）：63-64.

[2] 陸恩.“金課”視角下高職國際商務禮儀課程教學改革實踐[J].高教學刊，2019（25）：183-185.

[3] 教育部.教育部關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知[EB/OL].（2020-05-28）[2023-05-14].https：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[4] 教育部.教育部2022年工作要點[EB/OL].（2022-02-08）[2023-05-14].http：//www.moe.gov.cn/jyb_sjzl/moe_164/202202/t20220208_597666.html.

[5] 馮恩洪.兩個途徑幫助教師走進好課堂[J].教學管理與教育研究，2017，2（20）：128.

[6] 葛福鴻，王云.基于智能教學平臺的高校混合式教學模式構建與應用研究[J].現代遠距離教育，2020（3）：24-31.

[7] 常赟杰，高為民，李可欣.大數據背景下的動態可反饋混合式教學模式設計[J].教育現代化，2019，6（33）：123-125.

[8] 商娟葉.雙一流建設背景下計算機類課程混合式學習有效性研究[J].教育現代化，2019，6（33）：170-172.

[9] 楊樹泉.基于信息技術的混合式教學模式在高等數學中的應用研究[J].才智，2019（24）：133.

[10] 邢麗麗.基于精準教學的混合式教學模式構建與實證研究[J].中國電化教育，2020（9）：135-141.

[11] 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.

［責任編輯：劉鳳華］