基于“互聯網+”智慧教學的混合式一體化教學模式探索與實踐

周繼磊　代祥俊　王玥

［摘 要］文章旨在將云計算、移動互聯網和大數據挖掘技術深度融入基礎力學課程線下以及線上教學場景中，充分利用現代教學技術和方法、網絡教學平臺和課堂教學平臺，整合各種教學資源，進行高校基礎力學課程整合式一體化教學方法改革與探索。根據課程思政和新工科建設課程教學目標要求，以雨課堂為載體，將慕課和網絡教學平臺等教學資源有機結合起來，優化教學環節、調整教學流程和重組教學步驟，將課堂時間和空間向課外延伸，為高校工科大學生課程教學改革提供了新的思路。

［關鍵詞］“互聯網+”；雨課堂；課程思政；工程教育認證；教學模式

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

隨著現代科學技術的發展，人工智能、大數據、5G、云計算等新信息技術方興未艾，隨之而來的大規模在線課程和網絡教學平臺在我國高校快速發展。目前高校教學模式逐漸由傳統課堂教學向“互聯網+傳統課堂+移動終端”的混合式教學模式轉變，并獲得了廣泛應用，如慕課（MOOC）+雨課堂、微課+雨課堂、翻轉課堂+雨課堂、慕課+翻轉課堂+雨課堂等多種混合式教學模式已成為高校教學模式的主流，不僅推動了高校教育教學改革，而且促進了高等教育的內涵式發展[1]。其中，作為混合式教學載體的雨課堂是“學堂在線”與清華大學在線教育辦公室共同研發的一款線上教學工具，將教師傳統教學活動與學生手機終端連接起來，利用信息技術將教師的PPT、慕課、網絡教學平臺和微信結合在一起，對完整教學過程進行跟蹤監測和實時評估，形成了信息化與智能化特征明顯的高效互動、動態開放的智慧教學理念，在越來越多的高校混合教學模式中獲得了實踐和推廣。

目前的混合式教學主要針對某一門課程進行教學模式建構，由于不同學科的課程性質和教學目標差異較大，且不同學科教育需求也在不斷變化，混合式教學正面臨新的要求和挑戰，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和知識傳授的同時，實現大學生價值塑造；對于工程教育專業課程，還要滿足基于成果導向的工程教育認證要求，而目前“互聯網+”智慧教學改革中對新工科課程混合式教學模式的探討較少。因此，把課程思政和工程教育認證的培養目標融入基于“互聯網+”智慧教學的混合式教學模式的構建和應用中，是當前工科院校教學面臨的一個重要任務。

近十年來，山東理工大學（以下簡稱我校）力學教研組進行了改革和探索，建立和完善了多種教學平臺和教學資源，比如推進數字化教學資源建設、完整搭建了課程網絡教學平臺、引申觸類教學[2]、教學內容的解構與重構[3]、翻轉課堂教學[4-5]、多元混合式教學[6-7]、教學方法改革[8-9]、課程思政教學改革[10]、智慧樹省級在線MOOC平臺等。如何在“互聯網+”智慧教學的混合式教學模式背景下，有效整合和合理取舍現有的多種教學平臺和教學資源，已成為我校及許多高校面臨的挑戰。

本文立足我校工科類專業基礎力學課程教學實際，探討基于“互聯網+”智慧教學的高校課程混合式一體化教學創新和應用，根據課程思政和新工科建設課程教學目標要求，以雨課堂為載體，整合現有教學平臺和教學資源，重新設計教學目標和教學環節，調整教學流程和重組教學步驟，以期在“雨課堂”技術支持下，為開展混合式一體化教學提供科學可行的模式參考和實踐借鑒。

一、基礎力學課程混合式一體化教學設計與實施

根據混合式教學模式，結合我校近年來在工科類專業基礎力學課程的教學改革成果和教學實踐，本文以雨課堂為載體，構建了一種適合普通高校各類工程專業課的線上線下混合式一體化教學模式——基于“互聯網+”智慧教學的混合式一體化教學模式（見圖1）。該教學模式以傳統課堂、翻轉課堂、雨課堂和線上課堂為教學平臺，基于“教師主導，學生主體”原則，按照“課前—課中—課后”的順序實施教學，實現“知識傳授、能力培養和價值塑造”三位一體的育人目標。

（一）課前

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

（二）課中

對課程知識體系進行重構，將知識、能力教學內容主要分成基本知識體系、知識拓展應用和工程結構力學綜合應用問題三大模塊。將價值塑造（課程思政）教學內容分成科學精神與人文素養、職業道德與行為規范、情懷培養與精神涵養、問題應對與方法論四大部分。基于雨課堂和傳統課堂等平臺，針對不同教學內容模塊采用多樣化的教學策略。

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

（三）課后

課后，學生可以根據雨課堂推送的課件進行復習，教師也可以根據學生在課前和課中的學習情況，有針對性地設計后測題目；關鍵知識點的后測題目可適當加大難度，增加工程實際問題，以培養學生的力學建模能力（通過一些假設和簡化，把工程結構轉化為力學模型）、力學知識應用能力（利用所學知識點進行理論推導、有限元幾何建模和數值模擬）和團隊協作能力。學生對不明白或者想探討的地方，可以通過雨課堂的“報告老師”板塊給教師留言，與教師進行互動探討。最后，學生提交學術論文，實現課堂教學內容的真正內化。

二、基礎力學課程混合式一體化教學考核與評價

目前，形成性考核模式存在一定的缺陷，存在抄襲現象，對學生產生的作用有限，同時對教師批改作業形成負擔。從對期末考試的分析來看，部分學生對基本概念和基本知識點的掌握薄弱，對綜合性計算題只掌握了表面的解題方法和步驟，對綜合知識點理解不透徹。為克服上述問題，課程組改革傳統的“平時作業+實驗成績+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）。

在傳統課堂實驗和課程作業考核的基礎上，引入雨課堂過程性考核。雨課堂通過自動采集每位學生在課前、課中和課后整個學習過程中的學習情況，使整個考核過程更加公正和智能化，幫助教師量化了解學生的學習效果，更好地評估教學過程，進而調整自己的教學策略，促進教師教學由“經驗驅動”向“數據驅動”轉型。

教師可根據學生的能力和興趣選擇不同的過程考核方式，強調學生在新的考核機制中的主體作用。比如通過翻轉課堂考核培養學生的自主學習能力、交流溝通能力、表達能力以及團隊協作能力；利用思維導圖對課程的知識點脈絡進行總結和歸納，考查學生的信息綜合能力；自主學習報告考查學生自主查閱文獻、獲取知識、文字處理、公式編輯和圖形繪制等能力。要求學生以項目專題、工程案例為例，進行三維建模、有限元數值模擬以及撰寫研究性論文，以此考查學生利用現代技術手段綜合分析和解決實際工程問題的能力。通過開放性的創新實驗考核，考查學生自主設計實驗和操作實驗的能力、團隊協作精神，以及利用實驗解決實際工程問題的能力。

三、混合式一體化教學模式的實踐

課程組對混合式一體化教學模式進行了三個學期的實踐，取得良好的教學效果，課程教學獲得師生廣泛好評，學生對授課內容、教師的態度和素養以及教學方法認可度高，教學質量評價成績處于學校前列。以材料力學課程為例，學生成績優良率明顯提高（見圖3），課程教學目標達成度均在70%以上。

雖然混合式一體化教學取得了良好的教學效果，但也存在一些問題，比如由于增加了過程性考核，導致占用過多學生的課余時間；由于運用雨課堂教學，教師需要付出更多時間和精力，而在“重科研、輕教學”的教師評價體系下，如果教師缺乏教學積極性，再好的教學工具都難以發揮功效。針對占用學生過多課余時間問題，課程組推送的課前預習資源以學生易于接受的視頻類、趣味性內容為主，盡量降低學生的預習難度，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，根據教師特點分工整合資源，如教學型教師負責課件設計和客觀題設計，教學科研型教師負責工程實際問題和科研前沿課題中的力學工程應用問題設計等。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 韓淼.基于慕課和雨課堂的高校思政課混合式教學：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].現代教育技術，2018，28（7）：65-70.

[2］ 李麗君，沈玉鳳，許英姿.力學教學中的引申觸類[J].實驗技術與管理，2012，29（4）：180-182.

[3］ 李麗君，剛憲約，許英姿，等.力學相關課程教學過程中的解構與重構[J].實驗技術與管理，2016，33（3）：214-216.

[4］ 許英姿，沈玉鳳.基于翻轉課堂的理論力學教學改革與實踐[J].力學與實踐，2015，37（6）：737-740.

[5］ 許英姿，沈玉鳳，華珍，等.基于“翻轉課堂”理念的教學模式研究與實踐[J].實驗技術與管理，2015，32（9）：173-175.

[6］ 沈玉鳳，王廠，許英姿，等.網絡環境下《材料力學》課程多元混合式教學模式探析[J].中國教育信息化，2016（20）：34-37.

[7］ 劉露，沈玉鳳.基于信息化的材料力學混合式教學模式的實踐[J].大學教育，2018（1）：63-66.

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

[9］ 周繼磊，張東煥.材料力學教學中數理應用能力的培養[J].高教學刊，2019（15）：72-74.

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

［責任編輯：黃緊德］