基于“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧教學(xué)的混合式一體化教學(xué)模式探索與實(shí)踐

周繼磊　代祥俊　王玥

［摘 要］文章旨在將云計(jì)算、移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)深度融入基礎(chǔ)力學(xué)課程線下以及線上教學(xué)場景中，充分利用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)和方法、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和課堂教學(xué)平臺，整合各種教學(xué)資源，進(jìn)行高校基礎(chǔ)力學(xué)課程整合式一體化教學(xué)方法改革與探索。根據(jù)課程思政和新工科建設(shè)課程教學(xué)目標(biāo)要求，以雨課堂為載體，將慕課和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等教學(xué)資源有機(jī)結(jié)合起來，優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)、調(diào)整教學(xué)流程和重組教學(xué)步驟，將課堂時間和空間向課外延伸，為高校工科大學(xué)生課程教學(xué)改革提供了新的思路。

［關(guān)鍵詞］“互聯(lián)網(wǎng)+”；雨課堂；課程思政；工程教育認(rèn)證；教學(xué)模式

［中圖分類號］G642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）07-0056-04

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、云計(jì)算等新信息技術(shù)方興未艾，隨之而來的大規(guī)模在線課程和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在我國高校快速發(fā)展。目前高校教學(xué)模式逐漸由傳統(tǒng)課堂教學(xué)向“互聯(lián)網(wǎng)+傳統(tǒng)課堂+移動終端”的混合式教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，并獲得了廣泛應(yīng)用，如慕課（MOOC）+雨課堂、微課+雨課堂、翻轉(zhuǎn)課堂+雨課堂、慕課+翻轉(zhuǎn)課堂+雨課堂等多種混合式教學(xué)模式已成為高校教學(xué)模式的主流，不僅推動了高校教育教學(xué)改革，而且促進(jìn)了高等教育的內(nèi)涵式發(fā)展[1]。其中，作為混合式教學(xué)載體的雨課堂是“學(xué)堂在線”與清華大學(xué)在線教育辦公室共同研發(fā)的一款線上教學(xué)工具，將教師傳統(tǒng)教學(xué)活動與學(xué)生手機(jī)終端連接起來，利用信息技術(shù)將教師的PPT、慕課、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和微信結(jié)合在一起，對完整教學(xué)過程進(jìn)行跟蹤監(jiān)測和實(shí)時評估，形成了信息化與智能化特征明顯的高效互動、動態(tài)開放的智慧教學(xué)理念，在越來越多的高校混合教學(xué)模式中獲得了實(shí)踐和推廣。

目前的混合式教學(xué)主要針對某一門課程進(jìn)行教學(xué)模式建構(gòu)，由于不同學(xué)科的課程性質(zhì)和教學(xué)目標(biāo)差異較大，且不同學(xué)科教育需求也在不斷變化，混合式教學(xué)正面臨新的要求和挑戰(zhàn)，如我國高校目前正在大力推動“思政課程”和“課程思政”同向同行，要求教師在能力培養(yǎng)和知識傳授的同時，實(shí)現(xiàn)大學(xué)生價(jià)值塑造；對于工程教育專業(yè)課程，還要滿足基于成果導(dǎo)向的工程教育認(rèn)證要求，而目前“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧教學(xué)改革中對新工科課程混合式教學(xué)模式的探討較少。因此，把課程思政和工程教育認(rèn)證的培養(yǎng)目標(biāo)融入基于“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧教學(xué)的混合式教學(xué)模式的構(gòu)建和應(yīng)用中，是當(dāng)前工科院校教學(xué)面臨的一個重要任務(wù)。

近十年來，山東理工大學(xué)（以下簡稱我校）力學(xué)教研組進(jìn)行了改革和探索，建立和完善了多種教學(xué)平臺和教學(xué)資源，比如推進(jìn)數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)、完整搭建了課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、引申觸類教學(xué)[2]、教學(xué)內(nèi)容的解構(gòu)與重構(gòu)[3]、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)[4-5]、多元混合式教學(xué)[6-7]、教學(xué)方法改革[8-9]、課程思政教學(xué)改革[10]、智慧樹省級在線MOOC平臺等。如何在“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧教學(xué)的混合式教學(xué)模式背景下，有效整合和合理取舍現(xiàn)有的多種教學(xué)平臺和教學(xué)資源，已成為我校及許多高校面臨的挑戰(zhàn)。

本文立足我校工科類專業(yè)基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)實(shí)際，探討基于“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧教學(xué)的高校課程混合式一體化教學(xué)創(chuàng)新和應(yīng)用，根據(jù)課程思政和新工科建設(shè)課程教學(xué)目標(biāo)要求，以雨課堂為載體，整合現(xiàn)有教學(xué)平臺和教學(xué)資源，重新設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)環(huán)節(jié)，調(diào)整教學(xué)流程和重組教學(xué)步驟，以期在“雨課堂”技術(shù)支持下，為開展混合式一體化教學(xué)提供科學(xué)可行的模式參考和實(shí)踐借鑒。

一、基礎(chǔ)力學(xué)課程混合式一體化教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

根據(jù)混合式教學(xué)模式，結(jié)合我校近年來在工科類專業(yè)基礎(chǔ)力學(xué)課程的教學(xué)改革成果和教學(xué)實(shí)踐，本文以雨課堂為載體，構(gòu)建了一種適合普通高校各類工程專業(yè)課的線上線下混合式一體化教學(xué)模式——基于“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧教學(xué)的混合式一體化教學(xué)模式（見圖1）。該教學(xué)模式以傳統(tǒng)課堂、翻轉(zhuǎn)課堂、雨課堂和線上課堂為教學(xué)平臺，基于“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”原則，按照“課前—課中—課后”的順序?qū)嵤┙虒W(xué)，實(shí)現(xiàn)“知識傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造”三位一體的育人目標(biāo)。

（一）課前

通過雨課堂創(chuàng)建班級，在課前推送即將在課堂上講授的課程知識點(diǎn)課件。該課件與課堂講授課件有所區(qū)別，其中包含的知識點(diǎn)為課程基本知識點(diǎn)，學(xué)生通過自學(xué)即能掌握。另外，在雨課堂課件中插入課程視頻，視頻來源可多樣化，包括雨課堂內(nèi)嵌的學(xué)堂在線的視頻、國家高等教育智慧教育平臺的視頻，以及嗶哩嗶哩、優(yōu)酷等平臺的視頻，視頻內(nèi)容可包括知識點(diǎn)講解和力學(xué)基本理論的背景介紹、力學(xué)科學(xué)家的故事、重大工程事故案例、我國古今建筑成就等課程思政內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的欲望。為檢驗(yàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效果，可在課件中插入測試題，教師通過手機(jī)終端及時掌握學(xué)生預(yù)習(xí)的情況，包括學(xué)習(xí)時間長短、瀏覽課件頁數(shù)、測試題的作答情況等。學(xué)生也可以在反饋區(qū)與教師實(shí)時交流在預(yù)習(xí)過程中遇到的問題，教師搜集學(xué)生遇到的難點(diǎn)問題并進(jìn)行解答。

（二）課中

對課程知識體系進(jìn)行重構(gòu)，將知識、能力教學(xué)內(nèi)容主要分成基本知識體系、知識拓展應(yīng)用和工程結(jié)構(gòu)力學(xué)綜合應(yīng)用問題三大模塊。將價(jià)值塑造（課程思政）教學(xué)內(nèi)容分成科學(xué)精神與人文素養(yǎng)、職業(yè)道德與行為規(guī)范、情懷培養(yǎng)與精神涵養(yǎng)、問題應(yīng)對與方法論四大部分。基于雨課堂和傳統(tǒng)課堂等平臺，針對不同教學(xué)內(nèi)容模塊采用多樣化的教學(xué)策略。

對于知識體系模塊，主要采用“線上自主學(xué)習(xí)（課前）+翻轉(zhuǎn)課堂+教師輔助引導(dǎo)”的教學(xué)模式，對于翻轉(zhuǎn)課堂知識點(diǎn)，每個小組派出一名代表到講臺上交流展示本小組的學(xué)習(xí)成果，轉(zhuǎn)述小組成員的觀點(diǎn)并進(jìn)行綜合評價(jià)。知識拓展應(yīng)用模塊，主要采用“課堂教師精講+小組討論”的教學(xué)模式，教師通過雨課堂的測試功能，對學(xué)生進(jìn)行隨堂測試，通過查看學(xué)生的整體正確率來判斷學(xué)生對重難點(diǎn)知識的掌握情況及知識應(yīng)用情況。對于工程結(jié)構(gòu)力學(xué)綜合應(yīng)用問題模塊，主要基于項(xiàng)目、工程案例，采用“小組探究學(xué)習(xí)和討論+教師輔助引導(dǎo)”的教學(xué)模式。借助雨課堂的彈幕和投稿功能，學(xué)生可以即時發(fā)表自己的觀點(diǎn)，從而促進(jìn)師生的互動，培養(yǎng)學(xué)生主動參與課堂討論的意識，積極發(fā)言。對于價(jià)值塑造模塊，根據(jù)材料力學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科和工程應(yīng)用特性，將價(jià)值塑造（課程思政）對應(yīng)的四大部分思政元素靈活嵌入“教師、教材、教案、教室、教風(fēng)”五個核心要素中（即“五教”融合），貫穿整個教學(xué)過程。

（三）課后

課后，學(xué)生可以根據(jù)雨課堂推送的課件進(jìn)行復(fù)習(xí)，教師也可以根據(jù)學(xué)生在課前和課中的學(xué)習(xí)情況，有針對性地設(shè)計(jì)后測題目；關(guān)鍵知識點(diǎn)的后測題目可適當(dāng)加大難度，增加工程實(shí)際問題，以培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)建模能力（通過一些假設(shè)和簡化，把工程結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型）、力學(xué)知識應(yīng)用能力（利用所學(xué)知識點(diǎn)進(jìn)行理論推導(dǎo)、有限元幾何建模和數(shù)值模擬）和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。學(xué)生對不明白或者想探討的地方，可以通過雨課堂的“報(bào)告老師”板塊給教師留言，與教師進(jìn)行互動探討。最后，學(xué)生提交學(xué)術(shù)論文，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)內(nèi)容的真正內(nèi)化。

二、基礎(chǔ)力學(xué)課程混合式一體化教學(xué)考核與評價(jià)

目前，形成性考核模式存在一定的缺陷，存在抄襲現(xiàn)象，對學(xué)生產(chǎn)生的作用有限，同時對教師批改作業(yè)形成負(fù)擔(dān)。從對期末考試的分析來看，部分學(xué)生對基本概念和基本知識點(diǎn)的掌握薄弱，對綜合性計(jì)算題只掌握了表面的解題方法和步驟，對綜合知識點(diǎn)理解不透徹。為克服上述問題，課程組改革傳統(tǒng)的“平時作業(yè)+實(shí)驗(yàn)成績+期末考試”的課程考核模式，采用了靈活的過程性考核模式，增加過程考核部分在成績評定中的比例（見圖2）。

在傳統(tǒng)課堂實(shí)驗(yàn)和課程作業(yè)考核的基礎(chǔ)上，引入雨課堂過程性考核。雨課堂通過自動采集每位學(xué)生在課前、課中和課后整個學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)情況，使整個考核過程更加公正和智能化，幫助教師量化了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，更好地評估教學(xué)過程，進(jìn)而調(diào)整自己的教學(xué)策略，促進(jìn)教師教學(xué)由“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動”轉(zhuǎn)型。

教師可根據(jù)學(xué)生的能力和興趣選擇不同的過程考核方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在新的考核機(jī)制中的主體作用。比如通過翻轉(zhuǎn)課堂考核培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、交流溝通能力、表達(dá)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；利用思維導(dǎo)圖對課程的知識點(diǎn)脈絡(luò)進(jìn)行總結(jié)和歸納，考查學(xué)生的信息綜合能力；自主學(xué)習(xí)報(bào)告考查學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)、獲取知識、文字處理、公式編輯和圖形繪制等能力。要求學(xué)生以項(xiàng)目專題、工程案例為例，進(jìn)行三維建模、有限元數(shù)值模擬以及撰寫研究性論文，以此考查學(xué)生利用現(xiàn)代技術(shù)手段綜合分析和解決實(shí)際工程問題的能力。通過開放性的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)考核，考查學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和操作實(shí)驗(yàn)的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，以及利用實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際工程問題的能力。

三、混合式一體化教學(xué)模式的實(shí)踐

課程組對混合式一體化教學(xué)模式進(jìn)行了三個學(xué)期的實(shí)踐，取得良好的教學(xué)效果，課程教學(xué)獲得師生廣泛好評，學(xué)生對授課內(nèi)容、教師的態(tài)度和素養(yǎng)以及教學(xué)方法認(rèn)可度高，教學(xué)質(zhì)量評價(jià)成績處于學(xué)校前列。以材料力學(xué)課程為例，學(xué)生成績優(yōu)良率明顯提高（見圖3），課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度均在70%以上。

雖然混合式一體化教學(xué)取得了良好的教學(xué)效果，但也存在一些問題，比如由于增加了過程性考核，導(dǎo)致占用過多學(xué)生的課余時間；由于運(yùn)用雨課堂教學(xué)，教師需要付出更多時間和精力，而在“重科研、輕教學(xué)”的教師評價(jià)體系下，如果教師缺乏教學(xué)積極性，再好的教學(xué)工具都難以發(fā)揮功效。針對占用學(xué)生過多課余時間問題，課程組推送的課前預(yù)習(xí)資源以學(xué)生易于接受的視頻類、趣味性內(nèi)容為主，盡量降低學(xué)生的預(yù)習(xí)難度，提高他們的積極性；針對教師的積極性問題，采用虛擬教研室的共享功能，根據(jù)教師特點(diǎn)分工整合資源，如教學(xué)型教師負(fù)責(zé)課件設(shè)計(jì)和客觀題設(shè)計(jì)，教學(xué)科研型教師負(fù)責(zé)工程實(shí)際問題和科研前沿課題中的力學(xué)工程應(yīng)用問題設(shè)計(jì)等。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1］ 韓淼.基于慕課和雨課堂的高校思政課混合式教學(xué)：以“毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論”慕課為例[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2018，28（7）：65-70.

[2］ 李麗君，沈玉鳳，許英姿.力學(xué)教學(xué)中的引申觸類[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（4）：180-182.

[3］ 李麗君，剛憲約，許英姿，等.力學(xué)相關(guān)課程教學(xué)過程中的解構(gòu)與重構(gòu)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016，33（3）：214-216.

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[5］ 許英姿，沈玉鳳，華珍，等.基于“翻轉(zhuǎn)課堂”理念的教學(xué)模式研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015，32（9）：173-175.

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[8］ 周繼磊，程相孟，張東煥，等.以工程教育認(rèn)證為導(dǎo)向的材料力學(xué)課程教學(xué)模式探索研究[J].大學(xué)教育，2019（4）：78-80.

[9］ 周繼磊，張東煥.材料力學(xué)教學(xué)中數(shù)理應(yīng)用能力的培養(yǎng)[J].高教學(xué)刊，2019（15）：72-74.

[10］ 周繼磊，張東煥.高校工科類基礎(chǔ)類課程思政教育的探索與實(shí)踐：以材料力學(xué)課程為例[J].教育教學(xué)論壇，2020（47）：219-220.

［責(zé)任編輯：黃緊德］