基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的混合教學(xué)模式建設(shè)與實踐
——以安徽理工大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程為例

姚韋靖，陳海明，傅菊根 (安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院，安徽 淮南 232001)

1 引言

近年來，隨著以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，教育信息化、在線教育成為教育改革的熱點[1]。信息技術(shù)的應(yīng)用不僅拓展了形象教學(xué)的演示時空，而且打破了以課堂為主的教學(xué)時空觀念，對課堂建設(shè)、教學(xué)方法革新都提出了新的要求，教學(xué)更加注重課外教學(xué)、關(guān)注學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)[2-3]。其中，網(wǎng)絡(luò)課程是最常用的信息化教學(xué)形式之一，通過網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)的某門學(xué)科教學(xué)內(nèi)容及實施教學(xué)活動的綜合。在建設(shè)過程中，出現(xiàn)了大規(guī)模在線開放課程和小規(guī)模在線開放課程兩種形式，分別為MOOC(Massive Open Online Course，大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程)和SPOC(Small Private Online Course，小規(guī)模私有在線課程)。由于大型網(wǎng)絡(luò)課程無法與傳統(tǒng)課堂進行混合教學(xué)，無法對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進行有效管理，也無法獲取學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)進行分析，因而出現(xiàn)了小型私有網(wǎng)絡(luò)課程，針對教學(xué)資源、智能化的學(xué)習(xí)行為管理及準確的大數(shù)據(jù)分析，可保證混合教學(xué)順利開展，充分利用網(wǎng)絡(luò)規(guī)模效應(yīng)來分攤教學(xué)人均成本，并通過大數(shù)據(jù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，最終優(yōu)化“教”與“學(xué)”的雙邊活動，以彌補傳統(tǒng)課堂教學(xué)的局限[4]，該種教學(xué)模式稱為混合式教學(xué)模式，受到極大關(guān)注與推廣[5]。

鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程及其課程設(shè)計是土木工程類專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強的理論性和實踐性。學(xué)生基礎(chǔ)差別大、學(xué)習(xí)效果參差不齊，用傳統(tǒng)教學(xué)模式常出現(xiàn)成績不均勻、學(xué)習(xí)效果差等現(xiàn)象[6-7]。為此，課程組基于超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，完成該課程教學(xué)資源的整合，實現(xiàn)了線上、線下混合教學(xué)的有機結(jié)合，取得了較好的教學(xué)效果，最后通過調(diào)查問卷完成效果評價。

2 課程建設(shè)與教學(xué)實踐

2.1 超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺介紹

基于安徽理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，即超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，屬于小型私有網(wǎng)絡(luò)課程(SPOC)，其最大的特色是能有效融合傳統(tǒng)課堂和在線教學(xué)，便于采用混合式教學(xué)模式[8]。使用該平臺，有利于課程內(nèi)容的模塊化梳理、有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力培養(yǎng)、有利于教學(xué)評價體系規(guī)范化。其主要功能可概述為四大塊，分別為資源建設(shè)、教學(xué)準備、教學(xué)實施和學(xué)習(xí)評價，如圖1所示。

圖1 超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺功能組成

2.2 課程建設(shè)情況

基于超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺完成鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程的建設(shè)，包括如下幾個主要方面。

2.2.1 章節(jié)組成與知識點梳理

針對鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程的知識內(nèi)容，完成課程章節(jié)知識點的梳理[9-11]，共分為8大章節(jié)，分別為第1章緒論、第2章鋼結(jié)構(gòu)的材料、第3章鋼結(jié)構(gòu)的連接、第4章軸心受力構(gòu)件、第5章受彎構(gòu)件設(shè)計、第6章拉彎壓彎構(gòu)件、第7章鋼結(jié)構(gòu)最新技術(shù)、第8章補充拓展。每個章節(jié)在原有課堂課程的基礎(chǔ)上，補充了典型工程教學(xué)案例、重點概念解析、課堂習(xí)題作業(yè)講評、課后練習(xí)、教學(xué)視頻等。如圖2所示為第3章鋼結(jié)構(gòu)連接的課程內(nèi)容示意。

圖2 課程內(nèi)容示意

2.2.2 制作、整理豐富的教學(xué)資源

根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的需要，制作、整理了豐富的教學(xué)資源，包括如下內(nèi)容。

①典型案例庫建設(shè)：根據(jù)與教學(xué)內(nèi)容的適應(yīng)性，拓寬同學(xué)們的實踐能力，收集整理了10個典型工程案例，包括紐約世界貿(mào)易中心大樓倒塌的原因分析、天津高銀117大廈、曹娥江大閘、珠海歌劇院、北京首都國際機場3號航站樓、魁北克大橋、杭州灣跨海大橋海中平臺改造項目、上海世博會中國館、三峽升船機、上海蘆浦大橋。每個案例均給出了工程介紹、結(jié)構(gòu)設(shè)計及相應(yīng)照片、設(shè)計圖等，以及部分參考文獻。

②主要概念解析：根據(jù)章節(jié)內(nèi)容給出了重點、難點概念解析。

③課題習(xí)題講解：根據(jù)章節(jié)內(nèi)容，給出課堂講解例題的詳細解答。

④課后習(xí)題講解：根據(jù)章節(jié)內(nèi)容，布置相應(yīng)的習(xí)題作業(yè)，給出作業(yè)的詳細解答。

⑤課后練習(xí)題庫：根據(jù)章節(jié)內(nèi)容，以判斷題、選擇題、討論題的形式，梳理出課后習(xí)題庫。

⑥補充拓展內(nèi)容：包括鋼結(jié)構(gòu)數(shù)值計算實例、鋼結(jié)構(gòu)照片賞析、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用三個方面。

鋼結(jié)構(gòu)數(shù)值計算實例，采用ANSYS有限元數(shù)值模擬的方法，完成了典型鋼結(jié)構(gòu)工程的數(shù)值計算分析，供感興趣的同學(xué)們研究學(xué)習(xí)，共有7個方面的內(nèi)容，包括三角形屋架受力分析、鋼結(jié)構(gòu)排架平面外失穩(wěn)分析、鋼結(jié)構(gòu)排架受力分析、膜結(jié)構(gòu)、索網(wǎng)結(jié)構(gòu)、空間鋼架結(jié)構(gòu)、空間雙層網(wǎng)殼。

鋼結(jié)構(gòu)照片賞析，收集整理6個方面工程常見的鋼結(jié)構(gòu)施工照片集，包括焊接、栓接、梁柱構(gòu)件、構(gòu)件的制作與加工、構(gòu)件吊裝與安裝、節(jié)點與柱腳。

鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用，以工程實例簡介的形式整理總結(jié)了近年來鋼結(jié)構(gòu)工程在各領(lǐng)域的發(fā)展，包括土木建筑工程中大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑、工業(yè)建筑、紀念性建筑、電力工程以及水利工程中的應(yīng)用。

將課程建設(shè)的資源羅列如表1所示。

課程資源建設(shè)情況匯總 表1

2.2.3 課程實踐情況

使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺后，改變了傳統(tǒng)教學(xué)以課堂為主、滿堂灌的教學(xué)方式，延伸了傳統(tǒng)教學(xué)時空，從課堂延伸到課前、課后，從教室延伸到網(wǎng)絡(luò)。建立起了覆蓋學(xué)生學(xué)習(xí)全過程、全時空的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)。整個教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)都是線上、線下教學(xué)的相互融合，真正做到了混合式教學(xué)。

我們將整個教學(xué)過程劃分為課前學(xué)習(xí)準備、課中線上線下教學(xué)和課后總結(jié)拓展，明確了每個階段教師的教學(xué)任務(wù)活動及學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)活動，具體見圖3。

圖3 信息化混合式教學(xué)模式

①課前學(xué)習(xí)準備階段

如圖3所示，課前學(xué)習(xí)準備階段中，教師利用網(wǎng)絡(luò)平臺，將課件、教材、視頻、工程案例等資源上傳至平臺，供同學(xué)們課前預(yù)習(xí)使用，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓同學(xué)們總結(jié)學(xué)習(xí)中碰到的疑問并發(fā)布至平臺或帶到課堂中討論。該階段的核心任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

此外，在2020年初，面臨新型冠狀病毒肺炎在全國肆意蔓延的嚴峻形勢，防控疫情成為社會各界的首要任務(wù)，教育部發(fā)布了《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》，要求各高校積極開展在線教學(xué)活動。為此，課程組基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，通過設(shè)置多樣性和趣味性的課堂活動來提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和參與度，包括設(shè)置簽到、選人、搶答、投票、測試、問答、分組討論等環(huán)節(jié)，提前編輯保存，課堂教學(xué)根據(jù)需要隨時發(fā)起任務(wù)通知。以此種方式完成課前學(xué)習(xí)的準備工作。

②課中線上線下教學(xué)階段

基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，探索線上、線下混合式教學(xué)模式中課堂教學(xué)的方法，在2020年疫情期間，課程組采用騰訊課堂的方式進行實時交流授課，線上授課多采取引導(dǎo)式、啟發(fā)式、案例式教學(xué)，線下授課則側(cè)重于參與式、探究式、體驗式教學(xué)。在學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)后，對課堂學(xué)習(xí)的知識點有了基本的掌握，課堂教學(xué)主要解決學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)后存在的疑問，幫助學(xué)生將碎片化知識點構(gòu)建成完整的知識體系。

課堂中著重采用探究式的教學(xué)方法，以問題為牽引，如鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程第3章鋼結(jié)構(gòu)的連接中焊縫問題，以“如何判別連接中角焊縫是受彎還是受扭？”“焊腳尺寸是否選用大的比小的好？”等問題的研討，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的邏輯思維、發(fā)散思維能力；亦通過翻轉(zhuǎn)課堂的方式，增加課堂的活力，布置相應(yīng)的知識點進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，學(xué)生匯報接受其他學(xué)生或老師的質(zhì)疑，通過自身的講解更易于被學(xué)生接受，借助質(zhì)疑來加深對該知識點的理解。

③課后總結(jié)拓展階段

學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)平臺完成課后練習(xí)題、討論題，閱讀拓展資料，有目標、有步驟地開展課后自主學(xué)習(xí)。教師通過課堂報告和學(xué)情統(tǒng)計掌握學(xué)生在課堂中的參與情況、資源訪問情況、作業(yè)完成情況等，有助于教學(xué)反思和教學(xué)方案的優(yōu)化。

學(xué)生在課后鞏固過程中碰到的疑問可在網(wǎng)上發(fā)帖或帶入課堂，供其他學(xué)生和老師研討。而對于一些計算、設(shè)計等實踐性強的問題，需要教師在課堂完成講解，將具體答案步驟隨后發(fā)布至平臺，供學(xué)生課后復(fù)習(xí)。

④學(xué)生學(xué)習(xí)評價階段

課程基于傳統(tǒng)模式學(xué)習(xí)評價辦法，尋求新的創(chuàng)新與突破，將成績分為卷面成績和平時成績兩部分，分別占70%和30%，進一步地，利用網(wǎng)絡(luò)平臺準確掌握每個學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，如點擊次數(shù)、交流發(fā)言、在線時間等，將平時成績細化、量化為線上課程參與度和課后作業(yè)完成度兩個方面，其中線上課程參與度包括在線時間、發(fā)言交流等，課后作業(yè)完成度包括線上作業(yè)完成度、線下作業(yè)完成度。通過對平時成績的量化、細化評定促進了學(xué)生成績的提高，也有力提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

3 課程建設(shè)效果與建議

3.1 課程建設(shè)效果

對于本次搭建的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，對我校城市地下空間工程2018級2班34位同學(xué)，于2021年3月-6月，完成40課時的理論課程、20課時的課程設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺統(tǒng)計顯示，章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)達到493次，已發(fā)布任務(wù)點數(shù)達到62次，另有20人次以上的學(xué)生參與了討論與發(fā)帖。采用調(diào)查問卷的方式深入調(diào)研同學(xué)們對該種網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的效果與評價，調(diào)查結(jié)果如下：

①對于“構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺與教室面授的混合教學(xué)方式的學(xué)習(xí)經(jīng)歷？”(問題1)有38.24%的同學(xué)感到非常滿意，有44.12%的同學(xué)感到滿意，而沒有同學(xué)感到一般、不滿意或很不滿意；

②對于“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺與教室面授的混合教學(xué)方式，你認為對你的幫助體現(xiàn)在哪些方面？”(問題2)，共設(shè)置了調(diào)動學(xué)習(xí)積極性、預(yù)習(xí)習(xí)慣培養(yǎng)、復(fù)習(xí)習(xí)慣培養(yǎng)、提高學(xué)習(xí)效率、拓展課程信息量、促進對這門課程的理解和沒有幫助等7個選項，最多可選3項，其中大部分同學(xué)認為復(fù)習(xí)習(xí)慣培養(yǎng)、促進對這門課程的理解、拓展課程信息量這三個方面的幫助較大，分別有24.73%、19.35%、18.28%的同學(xué)選擇了該選項，而僅有1位同學(xué)選擇沒有幫助；

③對于“構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，哪些方面的內(nèi)容對你的學(xué)習(xí)幫助較大？”(問題3)，共設(shè)置了課件、課后練習(xí)與作業(yè)答案、工程案例、課外拓展內(nèi)容等4個選項，最多可選2項。其中大部分同學(xué)認為課件、課后練習(xí)與作業(yè)答案這兩個方面的幫助較大，分別有45.16%、41.94%的同學(xué)分別選擇了上述選項。

而對于工程案例資源，有8.82%的同學(xué)認為幫助很大，有76.47%的同學(xué)認為幫助較大，其余14.71%的同學(xué)認為一般。

對于課外拓展資源，有14.71%的同學(xué)認為幫助很大，有61.76%的同學(xué)認為幫助較大，其余23.53%的同學(xué)認為一般。

上述問題說明網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中的資源形成了課堂教學(xué)資源外的良好補充，對絕大部分同學(xué)的學(xué)習(xí)起到有益的促進作用。

④對于“構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，你更樂于接受哪種表現(xiàn)形式和內(nèi)容”(問題4)，大部分同學(xué)更樂于接受影音內(nèi)容、圖片內(nèi)容、拓展內(nèi)容這三方面的表現(xiàn)形式和內(nèi)容，分別有33.33%、30.86%、13.58%的同學(xué)選擇了上述選項。說明同學(xué)們較為厭惡傳統(tǒng)的文字表達，而對于課外拓展知識和靈活多變的表達形式較為青睞。

⑤對于“超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺設(shè)計的滿意程度”(問題5)，有82.35%的同學(xué)感到非常滿意(23.53%)或滿意(58.82%)，而有14.71%的同學(xué)感到一般，僅有1位同學(xué)感到不滿意。

進一步地，在登錄平臺的方便性、瀏覽內(nèi)容的方便性、與教師溝通的方便性、與教師溝通的有用性、與同學(xué)溝通的方便性、與同學(xué)溝通的有用性，分別有79.41%、79.41%、52.93%、67.64%、38.23%、38.23%的同學(xué)選擇了非常滿意或滿意，而沒有同學(xué)選擇不滿意或很不滿意；對于與同學(xué)溝通的方便性和有用性兩個方面，分別僅有1位同學(xué)感到一般。說明網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺服務(wù)端經(jīng)過多年的運行與測試調(diào)整，在設(shè)計使用方面已逐步趨于完善。

此外，對于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的內(nèi)容方面，有38.46%的同學(xué)認為需要在增加學(xué)科進展、學(xué)科研究熱點、輔助學(xué)習(xí)軟件、方便學(xué)生下載等方面做出改進；而有21.15%和21.15%的同學(xué)希望提高多媒體課件質(zhì)量、增加教學(xué)錄像和提高習(xí)題庫質(zhì)量，并實時更新；還有19.23%的同學(xué)認為在做好網(wǎng)絡(luò)互動平臺建設(shè)，增強師生間、學(xué)生間的交流上需要改進。說明網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在教師建設(shè)端仍有許多工作和內(nèi)容需要深入開展。

⑥最后，在問題6中，91.18%的同學(xué)還會繼續(xù)選擇采用此類教學(xué)方法的課程，剩余8.82%(3位)同學(xué)表示不會繼續(xù)選擇采用此類教學(xué)方法的課程，并且有49.18%、22.95% 的同學(xué)認為課上聽老師講授、線上網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺是最適合、效率最高的學(xué)習(xí)方式。表明該教學(xué)模式的效果較好，得到了同學(xué)們的認可。

3.2 課程建設(shè)建議

從課程建設(shè)效果調(diào)查問卷結(jié)果來看，大多數(shù)同學(xué)對該種混合教學(xué)模式的學(xué)習(xí)經(jīng)歷感到滿意，認為網(wǎng)絡(luò)平臺中的資源有利于養(yǎng)成復(fù)習(xí)習(xí)慣、促進對這門課程的理解、拓展課程信息量，而結(jié)合自身建設(shè)經(jīng)驗，我們發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課程平臺建設(shè)既要從教師建設(shè)端改進，也要求超星泛雅等平臺服務(wù)端做出相應(yīng)改進。

教師建設(shè)端的改進建議：

①對于課程內(nèi)容的表達方式，學(xué)生更傾向于圖片、影音等內(nèi)容，應(yīng)避免死板的文字表達，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；

②在今后的網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)中，應(yīng)著力增加學(xué)科進展、學(xué)科研究熱點內(nèi)容，提高多媒體課件質(zhì)量，適當增加教學(xué)錄像，提高習(xí)題庫的質(zhì)量，并實時更新。

平臺服務(wù)端的改進建議：

①服務(wù)平臺的使用效率不高，在平臺中瀏覽課件、觀看視頻、提問交流等都需要學(xué)生花費較多的時間，學(xué)生在平臺中學(xué)習(xí)、觀看視頻、做練習(xí)等同步進行時，時間分配、平臺使用效率等有待改進；

②目前我校有許多課程都嘗試建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，但是否適用于所有課程還需要進一步的研究與實踐，特別是我校工程實踐類工程較多，其實踐性較強，其基于網(wǎng)絡(luò)平臺課程的建設(shè)需進一步完善。

4 結(jié)語

超星泛雅作為一種在線網(wǎng)絡(luò)教育平臺，能夠融合傳統(tǒng)課堂教學(xué)和在線教學(xué)，利于發(fā)揮混合式教學(xué)模式的優(yōu)勢。通過鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程混合教學(xué)的建設(shè)與實踐，豐富了教學(xué)內(nèi)容與素材、提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與參與度，利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力，取得了良好的教學(xué)效果。但教師還應(yīng)著力提高課件質(zhì)量，增加學(xué)科前沿性內(nèi)容，完善習(xí)題庫；服務(wù)平臺還應(yīng)著力提高使用效率，積極探索對工程實踐類課程的適用性。此外，本研究主要集中于課程活動而展開，在院校等層面還需深入討論，以進一步提煉混合式教學(xué)高層設(shè)計策略，使該教學(xué)模式在更多類型課程、專業(yè)實施推廣。同時，亦應(yīng)當進行更多循環(huán)實踐，以更有效地改善和優(yōu)化該教學(xué)模式。