基于三合一有機(jī)混合模式的教學(xué)改革與實(shí)踐

王國(guó)林 丁文勝 吳志平 陳曉冬

摘? 要：結(jié)構(gòu)力學(xué)課程傳統(tǒng)課堂存在教學(xué)內(nèi)容單調(diào)、組織形式陳舊、考核評(píng)定單一等典型問(wèn)題，影響工程教育持續(xù)改進(jìn)。鑒于此，探索開(kāi)展“線下課堂-線上SPOC-慕課堂”三合一有機(jī)混合的線上線下教學(xué)改革，主要包括對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)組織模式進(jìn)行創(chuàng)新以及對(duì)考核評(píng)定途徑進(jìn)行信息化。實(shí)踐表明，以學(xué)生為中心的三合一有機(jī)混合教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)了多層次全過(guò)程的“教-學(xué)-評(píng)”輪轉(zhuǎn)，有效提升學(xué)生的主觀能動(dòng)性，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)力學(xué)基本概念、原理和方法的理解，提高分析、計(jì)算和表達(dá)能力，取得良好的教學(xué)效果。相關(guān)改革經(jīng)驗(yàn)可為其他課程的混合式教學(xué)實(shí)施提供參考。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)力學(xué);混合式教學(xué);SPOC;過(guò)程化考核;線上線下

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2024）01-0128-04

Abstract： Disadvantages still exit about the teaching content， the organization mode and the assessment method for the Structural Mechanics course teaching， which has an adverse effect on the continuous quality improvement of engineering education. A three-in-one organic blended teaching mode was proposed， that is， consisting of classroom teaching， online SPOC learning， and managing. The teaching reform mainly includes the optimization of teaching content， the organization mode， and the information-based assessment method. The practice showed that the three-in-one organic blended teaching mode can actualize multi-level turning of teaching-learning-assessment， and effectively promote students' subjective initiative， not only strengthening their understanding of basic concepts， principals and methods， but also improving their abilities on analysis， calculation and expression. It indicates that the proposed teaching mode is effective， and can be for reference of other course.

Keywords： Structural Mechanics; hybrid teaching; SPOC; process assessment; online and offline

結(jié)構(gòu)力學(xué)是土木工程專業(yè)的核心課程，其任務(wù)是在學(xué)習(xí)理論力學(xué)和材料力學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步掌握結(jié)構(gòu)分析的基本概念、原理和方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程分析、計(jì)算和表達(dá)等能力，對(duì)于工程教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成極其關(guān)鍵。內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)、學(xué)習(xí)難度高是結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的典型特征。面對(duì)課堂學(xué)時(shí)的壓縮、信息化技術(shù)的更新及“00后”大學(xué)生“互聯(lián)網(wǎng)原住民”等時(shí)代特征，結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)主要面臨如下三方面問(wèn)題[1]：①在學(xué)生需求多元化的背景下，線下教學(xué)內(nèi)容單調(diào)、難度單一，已無(wú)法適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”2.0時(shí)代所應(yīng)有的人才培養(yǎng)要求;②傳統(tǒng)線下教學(xué)組織形式不便于及時(shí)獲取學(xué)習(xí)反饋，無(wú)法有針對(duì)性地實(shí)時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，缺乏以問(wèn)題為導(dǎo)向的課程內(nèi)容組織;③蓬勃發(fā)展的線上資源，其分散性和自主性容易造成學(xué)習(xí)者的盲目性，如何用好這些資源，并實(shí)現(xiàn)考核評(píng)價(jià)與學(xué)生的自我激勵(lì)相融合，也有待完善。

近年來(lái)，眾多高校為提升結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，開(kāi)展了多方面的探索。在教學(xué)內(nèi)容方面，提倡與工程案例結(jié)合，增加可視化實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象理論內(nèi)容的理解和掌握，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)[2-5]。在教學(xué)方式方法方面，提出了很多建設(shè)性的教研成果，如開(kāi)發(fā)利用輔助教具[6-7]，基于學(xué)科思維導(dǎo)圖法[8]、以問(wèn)題需求為導(dǎo)向的“3W3E”教學(xué)法[9]、全流程跟蹤教學(xué)法[10]，以及將成為高等教育教學(xué)新常態(tài)的混合式教學(xué)模式[11]。混合式教學(xué)模式充分體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，越來(lái)越得到師生的青睞，其中，大多借助雨課堂、超星學(xué)習(xí)通等數(shù)字化教學(xué)工具開(kāi)展線上教學(xué)指導(dǎo)與管理[12-13]，部分基于自建MOOC進(jìn)行線上教學(xué)[14-15]，而通過(guò)引用國(guó)家優(yōu)質(zhì)MOOC資源并結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)改造為專屬SPOC的較少，而這正是國(guó)家一流課程建設(shè)推薦的主要形式之一。

近年來(lái)，針對(duì)上述問(wèn)題，上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）土木工程專業(yè)持續(xù)推進(jìn)以學(xué)生為中心，以知識(shí)、能力和素養(yǎng)為培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合我校培養(yǎng)要求，對(duì)優(yōu)選的國(guó)家精品MOOC進(jìn)行有機(jī)改造而創(chuàng)建了SPOC專屬課程，并以此為基礎(chǔ)，開(kāi)展了線上線下混合式教學(xué)改革，主要包括教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)組織模式創(chuàng)新及成績(jī)?cè)u(píng)定方式信息化等內(nèi)容。具體改革內(nèi)容及實(shí)踐效果如下。

一? 混合式教學(xué)課程建設(shè)

（一）? 教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程（以下簡(jiǎn)稱“本課程”）64課時(shí)，其中線下50課時(shí)，線上14課時(shí)，具體內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排見(jiàn)表1。線上內(nèi)容主要是學(xué)生可以通過(guò)自學(xué)容易掌握的章節(jié)內(nèi)容。結(jié)合教學(xué)要求和學(xué)生情況，與改革前相比，部分章節(jié)學(xué)時(shí)變化，如考慮多數(shù)同學(xué)力學(xué)基礎(chǔ)較弱以及部分內(nèi)容對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)的重要性，在梁和剛架內(nèi)力分析部分均增加了2個(gè)學(xué)時(shí)，而結(jié)合培養(yǎng)定位及課程目標(biāo)，將影響線和虛功原理與結(jié)構(gòu)位移計(jì)算分別減少2學(xué)時(shí)，具體見(jiàn)表1。

（二）? 教學(xué)資源及模式創(chuàng)建

課程以國(guó)家級(jí)線上線下混合式一流課程建設(shè)為導(dǎo)向，以學(xué)生發(fā)展為中心，以結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)、能力和素養(yǎng)為培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合我校授課要求，引用國(guó)家精品MOOC資源并進(jìn)行有機(jī)改造，開(kāi)展混合式教學(xué)，組織模式如圖1所示。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)分工學(xué)習(xí)、集中討論的方式從諸多高校MOOC中優(yōu)選了大連理工大學(xué)的國(guó)家精品課程，主要考慮資源教材選用、內(nèi)容學(xué)時(shí)分配及授課內(nèi)容等方面的因素。然后，結(jié)合我校結(jié)構(gòu)力學(xué)課程授課大綱，通過(guò)團(tuán)隊(duì)共建方式對(duì)其進(jìn)行“移、增、刪”有機(jī)改造，成為學(xué)生課前和課后的線上自主學(xué)習(xí)的SPOC課程。在改造過(guò)程中，將大連理工大學(xué)MOOC資源相關(guān)章節(jié)按照我校教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行了“移”動(dòng)重組;對(duì)MOOC中缺少的“影響線”章節(jié)，團(tuán)隊(duì)通過(guò)專業(yè)公司協(xié)助拍攝，進(jìn)行了增加（表1）;對(duì)MOOC中難度高或超綱的少部分資源進(jìn)行了刪除。最終形成的SPOC課程包含視頻資源187個(gè)，課件187個(gè)，章節(jié)導(dǎo)學(xué)公告16個(gè)。

線下面授課堂主要就重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行微講，并通過(guò)典型例題的細(xì)講，提高學(xué)生對(duì)原理和方法的理解和掌握。本校學(xué)生基礎(chǔ)普遍偏弱，依托典型習(xí)題精講精練，有助于其對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)基本原理和方法的理解和掌握。結(jié)合課程目標(biāo)、授課內(nèi)容及學(xué)生情況，建立了典型習(xí)題庫(kù)，包括35道計(jì)算及作圖題、70道判斷題及126道選擇題，涉及各個(gè)章節(jié)，并將其置于SPOC課程，用于學(xué)生隨堂練習(xí)和課后復(fù)習(xí)，及時(shí)檢查學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，利用慕課堂對(duì)線上線下課堂開(kāi)展組織管理、隨堂練習(xí)、數(shù)據(jù)分析等活動(dòng)，及時(shí)了解教學(xué)情況，以針對(duì)性地持續(xù)改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和方法。

二? 課程成績(jī)?cè)u(píng)定方式

課程采用線上線下混合模式進(jìn)行過(guò)程化考核，與傳統(tǒng)過(guò)程考核相比，手段更加信息化（表2），“四化”優(yōu)勢(shì)明顯，即課外預(yù)復(fù)習(xí)情況數(shù)據(jù)化、課堂學(xué)習(xí)質(zhì)量可控化、課后作業(yè)互評(píng)便利化及激勵(lì)考核常態(tài)化，具體如下。

（一）? 課外預(yù)復(fù)習(xí)情況數(shù)據(jù)化

授課團(tuán)隊(duì)至少提前2周將改造后的教學(xué)資源和學(xué)習(xí)要求上傳至SPOC，并發(fā)送學(xué)習(xí)提醒。學(xué)生可以充分采用手機(jī)移動(dòng)端進(jìn)行自我學(xué)習(xí)。授課老師可實(shí)時(shí)查看每位同學(xué)的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)數(shù)據(jù)，做到課堂授課有針對(duì)性。

（二）? 課堂學(xué)習(xí)質(zhì)量可控化

課堂上，要求每位同學(xué)將課程重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容的講解過(guò)程和補(bǔ)充的授課內(nèi)容進(jìn)行有效記錄，課后及時(shí)發(fā)至班級(jí)群，提高學(xué)生課堂關(guān)注度;同時(shí)，依托慕課堂平臺(tái)隨時(shí)進(jìn)行隨堂練習(xí)，即時(shí)檢查和鞏固學(xué)習(xí)效果，并進(jìn)行反饋。

（三）? 課后作業(yè)互評(píng)便利化

在SPOC上發(fā)布作業(yè)，要求按時(shí)上傳至SPOC系統(tǒng)，并提醒同學(xué)進(jìn)行互評(píng)。這樣不但可以讓大家互相學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)一些易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)還能促使他們換位思考，完成角色任務(wù)，提高學(xué)習(xí)興趣。

（四）? 激勵(lì)考核常態(tài)化

對(duì)于筆記記錄和作業(yè)完成質(zhì)量較高的案例，在班級(jí)群進(jìn)行公示表?yè)P(yáng)，起到鼓勵(lì)和引領(lǐng)作用;同時(shí)，對(duì)SPOC學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)不理想案例，個(gè)別進(jìn)行線下溝通指導(dǎo)。

三? 課程評(píng)價(jià)及改革成效

在2019—2020第二學(xué)期（新冠病毒感染疫情階段），課程選課人數(shù)156人，其中混合教學(xué)班級(jí)85人（要求），其余平行班級(jí)71人（可選）。在2020—2021第二學(xué)期，課程選課人數(shù)153人，其中混合教學(xué)班級(jí)74人（要求），其余平行班級(jí)79人（自愿）。混合教學(xué)班視頻學(xué)習(xí)2 106個(gè)。

混合班與平行班成績(jī)分布對(duì)比如圖2所示。在2019—2020第二學(xué)期，因?yàn)橐咔榫捎昧司€上教學(xué)方式，混合教學(xué)班卷面平均成績(jī)與平行班接近（混合教學(xué)班63.7分，平行教學(xué)班63.5分），但成績(jī)分布情況好于平行班。而在2020—2021第二學(xué)期，混合教學(xué)班較平行班的成績(jī)有較大的提高，平均成績(jī)提高了7.1%（混合教學(xué)班61.6分，平行教學(xué)班57.5分）。同時(shí)，同學(xué)們參與結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽的參與度和作品質(zhì)量均較往年有了較大提升。可見(jiàn)，基于三合一有機(jī)混合教學(xué)方式，結(jié)合信息化過(guò)程考核手段，學(xué)生的內(nèi)在潛力和學(xué)習(xí)動(dòng)力得到了激發(fā)。通過(guò)授課團(tuán)隊(duì)和同學(xué)們的共同努力，本課程2021年被評(píng)為上海市一流課程。

四? 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程以學(xué)生能力發(fā)展為中心，建立了“線下課堂-線上SPOC-慕課堂”三合一有機(jī)混合式教學(xué)模式，在資源建設(shè)、教學(xué)模式、考核評(píng)價(jià)等方面取得了如下成效。

以學(xué)生能力發(fā)展為中心，優(yōu)選國(guó)家精品MOOC作為線上資源，結(jié)合本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，通過(guò)“移、增、刪”，將“導(dǎo)學(xué)、微講、評(píng)講”融入線上資源，形成了面向應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)要求的、專屬化SPOC結(jié)構(gòu)力學(xué)課程。

以問(wèn)題導(dǎo)向組織設(shè)計(jì)線下課程，通過(guò)多練精講、教學(xué)翻轉(zhuǎn)、學(xué)生互評(píng)等，讓學(xué)生融入教學(xué)，增強(qiáng)了線下教學(xué)的針對(duì)性、互動(dòng)性，課堂教學(xué)效果顯著提高。

基于信息化技術(shù)，通過(guò)“四化”將考核評(píng)價(jià)融入導(dǎo)學(xué)、自學(xué)、助學(xué)三種途徑，引導(dǎo)學(xué)生自我激勵(lì)，強(qiáng)化“教-學(xué)-評(píng)”的角色輪轉(zhuǎn)，融合貫通了線上線下的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，教學(xué)效果顯著提升。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳朝暉，王達(dá)詮，陳名弟，等.基于知識(shí)建構(gòu)與交互學(xué)習(xí)的混合式教學(xué)模式研究與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2018（8）：33-37.

[2] 陳再現(xiàn)，王煥定，王瑞，等.《實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)》教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)探究[J].力學(xué)與實(shí)踐，2015，37（3）：383-388.

[3] 王煥定，陳再現(xiàn).開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的設(shè)想[J].力學(xué)與實(shí)踐，2017，39（2）：196-198.

[4] 陳濤，孫凱，尹文良.可視化結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)初探[J].高等建筑教育，2020，29（5）：133-136.

[5] 鄭玉國(guó).結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)應(yīng)重視工程直覺(jué)的培養(yǎng)[J].高等建筑教育，2016，25（1）：100-104.

[6] 陳濤，鄭元鵬，孫飛飛.結(jié)構(gòu)力學(xué)幾何體系的一組教學(xué)模型[J].力學(xué)與實(shí)踐，2019，41（6）：724-727.

[7] 王山山，楊海霞.結(jié)構(gòu)力學(xué)現(xiàn)代課堂教學(xué)教具的研制及使用[J].教育教學(xué)論壇，2012（8）：54-55.

[8] 周海龍，安珍，李平，等.基于學(xué)科思維導(dǎo)圖的結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)研究[J].高教學(xué)刊，2019（8）：94-96，99.

[9] 程斌，向升.結(jié)構(gòu)力學(xué)課程“3W3E”教學(xué)法[J].高等建筑教育，2020，29（1）：119-125.

[10] 汪大洋，張永山，梁穎晶，等.全流程跟蹤教學(xué)法的提出及其在結(jié)構(gòu)力學(xué)I課程教學(xué)中的實(shí)踐[J].高教學(xué)刊，2022，8（3）：18-21.

[11] 吳巖.抓好高校教育教學(xué)“新基建”，走好人才自主培養(yǎng)之路[EB/OL].[2021-12-02].http：//education.news.cn/2021-12/02/c_1211471188.htm.

[12] 孟慶成，齊欣，李翠娟，等.基于雨課堂的混合式教學(xué)在結(jié)構(gòu)力學(xué)中的應(yīng)用與探索[J].大學(xué)教育，2020（11）：67-71.

[13] 經(jīng)緯，薛維培.基于超星教學(xué)平臺(tái)及騰訊課堂的混合式在線教學(xué)模式實(shí)踐——以結(jié)構(gòu)力學(xué)課程為例[J].佳木斯大學(xué)社會(huì)科學(xué)學(xué)報(bào)，2021，39（4）：213-214，218.

[14] 陳廷國(guó)，曲激婷，陳璨.結(jié)構(gòu)力學(xué)課程混合式教學(xué)探索與實(shí)踐[J].高等建筑教育，2020，29（1）：9-15.

[15] 曲激婷，陳廷國(guó)，黃麗華，等.結(jié)構(gòu)力學(xué)課程建設(shè)及混合式教學(xué)研究[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（17）：77-79.

基金項(xiàng)目：2020年教育部產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目“BIM可視化招投標(biāo)實(shí)訓(xùn)課程”;上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)線上線下混合教改項(xiàng)目“結(jié)構(gòu)力學(xué)”;上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)課程思政領(lǐng)航課程建設(shè)項(xiàng)目“結(jié)構(gòu)力學(xué)”

第一作者簡(jiǎn)介：王國(guó)林（1982-），男，漢族，江蘇建湖人，工學(xué)博士，副教授。研究方向?yàn)閺?fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用。

*通信作者：丁文勝（1968-），男，漢族，江蘇常州人，工學(xué)博士，教授。研究方向?yàn)樾滦筒牧霞敖Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用。