基于慕課理念的結(jié)構(gòu)力學(xué)創(chuàng)新教學(xué)模式研究與實踐

楊瑞珍 匡希龍 何赟澤

摘 要：在教育部大力提倡本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展的背景下，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)改革已迫在眉睫。作者基于“慕課”以及“翻轉(zhuǎn)課堂”等教育理念，通過對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)中存在問題的分析，提出了“課外在線學(xué)習(xí)、課內(nèi)現(xiàn)身說法、重視師生互動”的改革思路，并通過初步實踐教學(xué)，改進(jìn)了教學(xué)方法，提高了教學(xué)質(zhì)量。實踐證明，“慕課”及“翻轉(zhuǎn)課堂”理念的推廣不應(yīng)當(dāng)只停留在重點高校，其主動學(xué)習(xí)、師生互動的理念同樣值得地方應(yīng)用型高校推廣。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)力學(xué) 教學(xué)模式 慕課 翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號：G646 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（b）-0128-03

Abstract：Under the circumstances of encouraging undergraduate colleges and universities transformation and development by ministry of education， teaching transformation of “structural mechanics” is imminent. Based on the new emerged teaching idea of “MOOC” and “Flipped Classroom”， the authors analyzed existing problems in present teaching of “structural mechanics”， promoted the thinking of “study outside class， act inside class， and put more emphasis on interaction”， and improved teaching quality by method improving and primary practicing. The experience have proved that the idea of “MOOC” and “Flipped Classroom” can be extended beyond top universities， and their concepts of active learning and interaction between students and teachers are also worth promoting among local applied universities.

Key words：Structural mechanics；Teaching mode； MOOC； Flipped Classroom

互聯(lián)網(wǎng)的普及對傳統(tǒng)社會產(chǎn)生了重大的影響，在教育層面也是如此。當(dāng)下的“慕課”（MOOCs） 即是傳統(tǒng)教育受互聯(lián)網(wǎng)影響的顯著案例。2008年，“慕課”一詞被首次提出，其英文字面意思為Massive Open Online Courses，即大規(guī)模開放在線課程[1]。2012年，慕課三大平臺——Coursera，Udacity和edX成立[2，3]，“慕課”在我國教育界成為熱詞，“翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下”頻頻被提及[4]。但是，“慕課”的實施和開展必然需要大量的人力和物力。從我國的慕課發(fā)展情況可以看出，開設(shè)慕課的學(xué)校幾乎均屬于985、211院校，這些學(xué)校不但有著資金優(yōu)勢，更有優(yōu)質(zhì)的教育資源。然而，這種風(fēng)潮目前也波及到了普通院校，甚至地方普通院校也開始積極組織教師開設(shè)慕課。

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”是土木工程專業(yè)一門重要而難以掌握的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程以高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等課程為基礎(chǔ)，研究桿件結(jié)構(gòu)體系的組成規(guī)律以及受力和變形。對“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)和掌握是后續(xù)專業(yè)課程開展的前提。作者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，在后續(xù)專業(yè)課程的教學(xué)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中，很多學(xué)生缺乏對桿件結(jié)構(gòu)體系的基本認(rèn)識，解決結(jié)構(gòu)問題的能力也不強(qiáng)，歸根到底是沒有形成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)概念及解題思路，影響了對專業(yè)課程如鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計等的掌握。該文將從“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)中普遍存在的問題入手，借鑒“慕課”理念，結(jié)合“翻轉(zhuǎn)課堂”模式，提出教學(xué)內(nèi)容和形式的優(yōu)化，并結(jié)合相關(guān)教學(xué)實踐，對課程教學(xué)方式的改進(jìn)進(jìn)行探討。

1 “結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)中存在的問題

1.1 教學(xué)過程中教師缺少現(xiàn)身說法

隨著教學(xué)輔助設(shè)施的不斷升級和改進(jìn)，絕大多數(shù)的高校都配備了電教系統(tǒng)，使得教師從繁重的板書中解脫出來。于是，課堂的教學(xué)很多時候變成幻燈片展示，從耗時的板書書寫中解脫出來的教師在一堂課內(nèi)有了更多的時間講授更多的知識點，更可以發(fā)揮語言的優(yōu)勢將概念或解題方法講授得淋漓盡致。不可否認(rèn)，這種授課形式適應(yīng)了目前大學(xué)課程知識量豐富、學(xué)時有限的特點。但對于“結(jié)構(gòu)力學(xué)”這門注重概念應(yīng)用和方法掌握的課程來說，單純或以課件教學(xué)為主的這種授課形式對學(xué)生來說可謂“走馬觀花”。也就是說，教師在課堂上的時間大部分被講解課件所占用。而課件都是事先準(zhǔn)備好的，質(zhì)量高的課件雖然能夠反應(yīng)解題步驟和方法，但仍然與教師根據(jù)講授思路現(xiàn)場書寫板書存在較大差距。最終的結(jié)果就是，學(xué)生知識點、方法雖然記住了，但是卻沒有從課堂上學(xué)到具體解決問題的能力。

1.2 重視基本概念的講解而對解題方法的訓(xùn)練不足

由于課堂教學(xué)時間有限，教師往往將主要精力集中于如何讓學(xué)生理解基本概念。而在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中，概念往往比較容易理解，概念的應(yīng)用或解題方法卻因結(jié)構(gòu)形式的不同而變化多端，初學(xué)者掌握起來往往比較困難。這就導(dǎo)致很多學(xué)生課上聽得很輕松，概念都可以理解和熟記，但是做練習(xí)的時候發(fā)現(xiàn)無從下手。這使得他們在學(xué)習(xí)過程中挫敗感很強(qiáng)，容易對這門課失去學(xué)習(xí)信心。

1.3 教學(xué)過程師生互動不足，教師難以及時了解并解決學(xué)生的困難

學(xué)生學(xué)習(xí)方法的養(yǎng)成往往受到教師教學(xué)方法的影響。在目前的教學(xué)模式下，有限的教學(xué)時間往往被“填鴨式”的課堂講授所占據(jù)，使得學(xué)生逐漸養(yǎng)成了被動學(xué)習(xí)的習(xí)慣，師生之間的交流不足，教學(xué)效果難以改善。有的學(xué)生在學(xué)習(xí)之初就表現(xiàn)出畏難情緒，加上被動的學(xué)習(xí)方式和師生間交流的缺乏，容易“將錯就錯”，久而久之在課程學(xué)習(xí)中出現(xiàn)較大的困難。

2 “結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)形式的優(yōu)化

針對“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程教學(xué)中存在的問題，并借鑒“慕課”和“翻轉(zhuǎn)課堂”的形式，對現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化，試圖從教學(xué)形式和教學(xué)組織上進(jìn)行突破，改善教學(xué)效果，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.1 將基本概念的學(xué)習(xí)適當(dāng)延伸到課外

基本概念的講解往往是教師在課堂上的主要任務(wù)，也占用了課堂不少的時間。而對于已經(jīng)具備一定自學(xué)能力的本科學(xué)生來說，完全可以通過學(xué)校課程中心平臺進(jìn)行課前網(wǎng)絡(luò)在線預(yù)習(xí)，基本達(dá)到理解的程度。甚至還可以提前給學(xué)生安排自學(xué)后的練習(xí)題，讓他們自己檢驗自學(xué)的成果，做到心中有數(shù)，這樣在課堂上才能有的放矢，抓住重點。如此，使得教師在上課前就對學(xué)生的理解和掌握情況有所了解，從而利用較充足的課堂時間增加教師與學(xué)生之間的互動，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中普遍存在的問題。這種方式避免了教師的“盲教”和學(xué)生的“盲學(xué)”，使得教師能夠有的放矢，同時學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也得到調(diào)動。

2.2 課堂上教師應(yīng)適當(dāng)擺脫課件依賴，現(xiàn)身說法

目前的“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)中，教師將主要的課堂時間花在知識點和少量例題的講解上。而且，據(jù)作者調(diào)查，絕大多數(shù)教師將90%課堂時間花在課件上，即使在例題講解時也依賴課件。再加上各學(xué)校對多媒體教學(xué)設(shè)備的投入，希望教師提高多媒體的利用率，并鼓勵教師提高課件質(zhì)量，課件在高校大多數(shù)的課程教學(xué)中都占據(jù)了主導(dǎo)地位。做好課件當(dāng)然無可厚非，不過課件只是教學(xué)的輔助手段，而非主要手段。特別是在注重解題能力和應(yīng)用能力的工科課程中，如果將課件作為主要的教學(xué)手段，往往會出現(xiàn)學(xué)生應(yīng)用能力差、對知識掌握不牢的情況。借鑒慕課或者翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式，可以提倡用高質(zhì)量的課件輔助學(xué)生進(jìn)行課程的預(yù)習(xí)、溫習(xí)和自學(xué)，或者用PPT錄屏的方式加入教師講解，使得課堂中用課件講解基本概念的時間縮短。這樣，教師在課堂上可以有更多的時間來通過板書逐步闡述解題思路和方法，切實增強(qiáng)對實際解題步驟和技巧的認(rèn)識，進(jìn)一步提高學(xué)生對基本概念的認(rèn)知度，從而提升知識運用水平和能力。

2.3 對課堂組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行改革，增強(qiáng)師生互動

教學(xué)模式的改革對教師在知識學(xué)習(xí)、知識傳授和知識創(chuàng)新方面的力提出了新的挑戰(zhàn)[5]。對課堂內(nèi)容結(jié)構(gòu)的改革要基于教師對專業(yè)知識的融會貫通，以及對學(xué)生課前學(xué)習(xí)的合理安排。如前所述，對傳統(tǒng)的課堂形式進(jìn)行改革，需要將一部分學(xué)習(xí)延伸到課外，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。新形式的課堂應(yīng)當(dāng)是教師和學(xué)生互動的課堂，而不是以往“填鴨式”教學(xué)的課堂，大學(xué)課堂更應(yīng)該發(fā)揮學(xué)生的能動性，鼓勵他們自己發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，教師應(yīng)當(dāng)注重的是思路的引導(dǎo)和疑難問題的輔導(dǎo)。

3 “結(jié)構(gòu)力學(xué)”慕課理念教學(xué)實踐

基于教學(xué)實踐和對教學(xué)效果的分析和思考，作者在原有教學(xué)形式的基礎(chǔ)上對“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程的教學(xué)模式進(jìn)行了初步改革，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）在學(xué)校課程中心平臺中提供課程教學(xué)日歷和教學(xué)大綱，讓學(xué)生知曉教學(xué)進(jìn)度安排，方便學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)安排。

（2）對課件內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化，形成兩個版本的課件。其中，一類課件采用PPT錄屏的方式上傳至課程中心平臺，用于學(xué)生預(yù)習(xí)，加強(qiáng)了對基本概念的闡釋，并配以簡單的例題、以及少量的課后基礎(chǔ)練習(xí)題（以單選題為主），方便學(xué)生預(yù)習(xí)過后進(jìn)行自檢；學(xué)生課前練習(xí)答案的統(tǒng)計結(jié)果在平臺中進(jìn)行統(tǒng)計并反饋給教師，方便教師課前了解學(xué)生預(yù)習(xí)情況。二類課件也分享至課程中心平臺，主要用來進(jìn)行課堂講解和學(xué)生課后溫習(xí)，內(nèi)容主要包括章節(jié)學(xué)習(xí)目的的重申、基本概念的簡單講解或回顧、對學(xué)生自學(xué)習(xí)題中可能存在問題的講解、對典型問題的講解等。

（3）課堂教學(xué)形式由原來的“滿堂灌”調(diào)整為：①章節(jié)學(xué)習(xí)目的的重申；②基本概念的簡單講解或回顧；③學(xué)生自學(xué)中存在問題的討論與講解；④典型問題的講解；⑤內(nèi)容總結(jié)等。并把重點放在③、④部分，增強(qiáng)課堂互動。

（4）合理布置課后作業(yè)并適當(dāng)增加課后習(xí)題講解的時間。課后習(xí)題是學(xué)生遇到實際問題最多的環(huán)節(jié)，如果這個環(huán)節(jié)的問題解決不好，將直接導(dǎo)致概念和解題方法無法正確掌握，為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)留下隱患。所以，課后習(xí)題最好采用板書方式，讓學(xué)生明確錯誤出現(xiàn)在哪里、如何避免并形成良好的解題習(xí)慣。而教師的板書將在這個環(huán)節(jié)起到至關(guān)重要的“模范作用”。

（5）適當(dāng)改革考核方式，調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。將課前預(yù)習(xí)、課堂互動、課后作業(yè)、考試成績綜合作為考核學(xué)生成績的方式，避免一考定勝負(fù)。

經(jīng)過一個學(xué)期的教學(xué)改革試驗，作者所帶班級的結(jié)構(gòu)力學(xué)成績較往屆學(xué)生有了明顯的提高。作為一門較難掌握的力學(xué)課程，及格率從原來的70.3%上升到了81.1%，而作者這門課程的教學(xué)滿意度也從原來的90.4%提高到了96.7%。

4 結(jié)論與展望

基于目前結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)中存在的普遍問題，通過對“慕課”理念的分析，提出“課外在線學(xué)習(xí)、課內(nèi)現(xiàn)身說法、重視師生互動”的教學(xué)方法，并通過初步實踐證明該教學(xué)方法的有效性和實用性。在今后的教學(xué)中，筆者將針對教學(xué)中存在的問題進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法，如優(yōu)化預(yù)習(xí)課件并配合以高質(zhì)量的預(yù)習(xí)視頻，提高課堂討論質(zhì)量、優(yōu)化課程考核方式等。

參考文獻(xiàn)

[1] 鞏學(xué)梅，陳振，張新光.慕課（MOOCs）在高等教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景探討[J].寧波工程學(xué)院學(xué)報， 2014（3）：100-105.

[2] 王蓉.國外慕課的發(fā)展與面臨的挑戰(zhàn)（上）[J].世界教育信息，2014（13）：19-23.

[3] 殷丙山，李玉.慕課發(fā)展及其對開放大學(xué)的啟示[J].北京廣播電視大學(xué)學(xué)報，2013（5）：29-34.

[4] 陳玉琨.慕課、翻轉(zhuǎn)課堂與教學(xué)變革[J].基礎(chǔ)教育改革動態(tài)，2015（7）：26-27.

[5] 李曉東.“慕課”對高校教師教學(xué)能力的挑戰(zhàn)與對策[J].南京理工大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2014（2）：89-92.