基于新教學模式的工程力學課程實踐與討論

項新梅，何世珠，張紹林

摘? 要：隨著網絡與信息技術的飛速發展，線上教學逐漸進入大眾的視野?！澳秸n”這一大規模開放在線課程的出現為線上教學提供了更多可能，再結合翻轉課堂這一新興的教學模式，為新型冠狀病毒感染疫情期間的學科教學提供更好的方式。該文分析工程力學的教學現狀，對傳統的教學模式進行重構改進，并探討如何使用“慕課＋翻轉課堂”這一新型的教學模式將線上和線下教授大學課程工程力學巧妙結合。調查學生對新型教學模式的接受度并分析此種學習模式的效果，認為新型教學模式能夠有效提高課堂效率，提升課堂質量，也能使學生更全面發展。

關鍵詞：工程力學；慕課；翻轉課堂；線上教學；教學實踐

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）18-0122-04

Abstract： With the rapid development of network and information technology， online teaching has gradually entered the public's vision. The emergence of "MOOCs"， a massive open online course， has provided more possibilities for online teaching. Combined with the emerging teaching mode of flipped classroom， it has provided a better way to teach subjects during the epidemic. This paper analyzes the current teaching situation of engineering mechanics， reconstructs and improves the traditional teaching mode， and discusses how to skillfully combine online and offline teaching of Engineering Mechanics with the new teaching mode of"MOOCs + flipped classroom". This paper investigates the acceptability of students to the new teaching mode and analyzes the effect of this learning mode， and holds that the new teaching mode can effectively improve the efficiency of class， improve the quality of class， and enable students to develop more comprehensively.

Keywords： Engineering Mechanics; MOOC; flipped classroom; online teaching; teaching practice

2020年初，新冠感染疫情的爆發不得不普及網絡教學。近年來，市面上興起了許多網絡學習的平臺，例如：雨課堂、超星學習通、智慧樹及慕課等，同時這些也是大部分教師更傾向于選擇的平臺。這類線上教學平臺的使用也為更好地實施線下教學奠定了基礎。

慕課是如今對大眾的教育要求以及互聯網發展之下的產物。與傳統課程不同，慕課中的一門課程甚至可以有十幾萬的學生參加。慕課的課程涵蓋范圍以及受用對象都非常廣泛，并不只有高校學生能夠使用。然而，我國使用慕課的學習者多數還是分布在教育發達城市或是一線城市，大部分的受用群體是學生。對于高校的課程學習，慕課平臺的使用更是錦上添花。學生可以在慕課上進行預習并學習某一課程，再根據任課教師的要求進行習題或是考試等其他方式檢驗學習成果。這一平臺為廣大民眾提供了大量的優質教學資源，學生可以通過觀看視頻或者查看課件進行課程自學，這一學習方式為更好地實施翻轉課堂奠定了基礎。

翻轉課堂是當下教育界鼓勵嘗試實施的一種新興的教學模式。該模式是指讓學生在課前先觀看教師的相關課程視頻講解，進行自主學習，在課堂上教師不再進行課程知識的講授，而是更傾向于教師與學生之間的互動。這種教學方法使學生有更自由的學習時間及學習計劃的安排，進而選取更適合自己的學習內容和學習節奏。對于不理解的知識點也能自行尋求多種途徑解決，這樣就不用浪費課堂上的教學時間，從而可以將更多的課堂時間用于師生之間的互動和交流，使課堂效率大大提高的同時，也更好地鍛煉了學生的實踐能力。此種教學方法也順應了“以人為本”的學習理論，即教師應當是學生學習的促進者，課堂的學習應當以學生為中心，學生才是學習的主體。

現代教學方式已經逐步向“交流互動”轉變，但實際教學中仍存在不少傳統的課堂教學方式。在傳統的課程教學中，教師往往將自己認為的重要內容、中心內容和教學大綱的內容一遍又一遍地復述傳遞給學生，整個課堂缺少交流互動，教師不能真正掌握學生的學習情況，也不能很好地對知識薄弱點、重難點等進行更有針對性地教學。同時，這種傳統的教學方法也容易造成學生的聽課疲勞，降低課堂效率。因此提出“慕課+翻轉課堂”的教學模式，引導學生在慕課平臺上充分學習課堂內容，記錄下自己認為的重點難點或是仍不理解的知識點，再在課堂上與教師進行充分的討論交流，盡量使每名同學的困惑都得到解決，利用好課堂時間，使課堂效益最大化。

一基于“慕課+翻轉課堂”的工程力學教學實踐

（一）工程力學課程

工程力學（Engineering Mechanics）研究自然界以及各種工程中機械運動中最普遍、最基本的規律，以指導人們正確地認識自然界、科學地從事工程技術工作[1]。其是土木工程專業中很重要的一門專業基礎課，廣泛應用于各大工程領域。這門學科包含了材料力學的基本部分和理論力學中的靜力學部分，覆蓋了這兩門課程的核心知識點，主要內容框架如圖1所示。該課程的目的是使學生能夠了解力學基礎知識，掌握工程科學的理論和分析方法，學習到解決工程實際問題的計算能力，并且有能力在各大工程領域中從事力學相關的設計和管理工作。工程力學的學習，是工科學生從基礎到深入了解該領域的關鍵一步，是學生將來參與到社會生產實踐中的重要基石。

（二）高校課堂教學現狀

盡管大家都能認識到工程力學的重要性，但是這門學科抽象的理論知識和繁雜的計算都很容易讓學生對其失去學習的熱情和興趣。因此面對學生上課積極性低、打瞌睡及玩手機等現象，倡導針對工程力學這門課程實施“慕課+翻轉課堂”的教學模式，并持續觀察研究這一教學模式是否能改變學生懶散的上課現狀，帶來有益的課堂效果。

近年來，教育部對高校教育的要求也在不斷更新改進。大家逐漸意識到在當今本科階段的教育中，缺乏實踐創新教學，許多生產實習、創新實習都流于形式，僅僅是帶學生參觀工作場地并進行簡單地了解，并沒有做到真正的動手實踐，以至于大部分學生只學習到了理論知識，層次較淺。因此多數學生都面臨無法順利融入或適應社會工作甚至是難以就業的問題。

教育部提出“兩性一度”的“金課”建設，即要求大學課程要具有高階性、創新性和挑戰度[2]，目前高校課程的實施距離達到上述要求還有一定的差距。高階性要求課程的講授要結合對學生綜合素質和實踐能力的培養，而學生畢業后難以順利就業正是因為缺乏實踐動手能力。創新性要求課程內容時代化和生活化，同時要具備前沿性，避免因循守舊、脫離實際的教學，并且要求增加課堂互動，這恰好符合翻轉課堂的教學理念。挑戰度要求大學課程內容不能過于簡單，具有一定的難度的課程知識更有利于學生思考和學習。維果斯基提出“教學應當走在發展的前面”，因此教師應該準確把握“最近發展區”，抓住學生的最佳學習期限，使學生能夠“跳一跳，摘到桃子”，以此達到最佳教學效果。

目前的教學目標已經逐步從“重結論輕過程”向“重結論更重過程”轉變，新課程改革的教學觀也要求教學應從“以教育者為中心”向“以學習者為中心”轉變。因此我們要利用好教師的引導作用，充分調動學生學習的主動性，恰當施行“慕課+翻轉課堂”的新教學模式，從而改正課程教學現有的缺陷，發揚更有效率的教學方式。

（三）慕課與翻轉課堂相結合的教學實踐

基于上述對工程力學這門課程的分析，廣州大學工程力學課程教研組共同探討并提出了利用慕課平臺開展翻轉課堂的教學模式。課題組擬出一系列課程實行步驟（如圖2所示），并抽取一個班級進行實踐。具體實施步驟如下[3-4]。

1）教研課程組完成課前準備工作：制作課程內容相關的慕課視頻，在慕課平臺上傳相關的課程課件、課程核心內容，以及隨堂小測、課后作業等。

2）教師發布課前學生線上自學任務：要求學生在慕課平臺上觀看指定章節的視頻，盡量能夠理解并吸收課程知識，接著自主完成隨堂小測。完成這一階段的學習之后，學生將自己遇到的仍無法解決的問題發布在慕課平臺討論區，教師選取討論區較簡單的問題與學生展開討論并作出解答，較困難或有爭議的問題留到線下課堂進行解決。

3）線下授課并研討：教師通過學生的線上學習與自測，對學生的知識掌握情況有了一定地了解。線下授課時不再浪費時間重復講授課程知識點，而是將重心放在解決學生遺留的問題上。授課過程以師生之間的討論交流為主，在教師的講解過程中，學生可以隨時提出問題并與其他學生共同討論。在課堂的最后，教師對學習內容進行總結歸納，并布置課后作業。

4）批改作業并作出評價：教師對學生提交的課后作業進行批改，作出評價并提出改進建議。完成本次課的教學。

（四）“慕課+翻轉課堂”教學模式下的工程力學教學過程和內容體系重構

目前了解到，各大高校的工程力學課程授課方式仍然比較單一，教學手段也比較機械化。這樣的教學方式或許會使學生對理論知識較抽象、內容較枯燥的工程力學這門課的學習更加困難。因此嘗試采用上述“慕課+翻轉課堂”的新型教學模式對工程力學課堂的教學內容和教學過程進行重新設計與重構[3]。

重構的大部分內容可以參照本文第一章第（三）節中的課程實施步驟，但由于每部分的教學內容重難點不同，因此課程設計時也要靈活應變，要有針對性。且每名學生的知識水平、學習能力和可接受性都不同，在教學設計時也要充分考慮學生的個體獨立性。具體來說，就是在每節課之前，都要對本節課的授課內容進行詳細分析，根據課程內容和學生學習的規律細致分解。在授課之前先對學生的學習程度以及效率進行預估，對于“慕課+翻轉課堂”這一新的教學模式，還要預測課堂上可能會出現的各種狀況，做好解決備案，確保課堂能夠順利進行。

對于教師而言，這一新型教學模式和課程內容的重構都是全新的工作與挑戰，教師應該不斷充實自身的專業知識與能力，同時積極實踐，勇于開拓創新，在教學方式改進的路上不斷前行，為教學工作作出貢獻。

二? 教學反思與討論

（一）問卷調查設計

為了解學生對這種新型教學模式的看法和接受程度，以及這種教學模式實際帶來的成效，我們對授課年級進行了問卷調查。問卷調查主要為了驗證以下幾個方面的問題：①學生是否適應線上自學，是否能主動且有效地完成自學；②新型教學模式是否更能提起學生學習的興趣和積極性；③新型教學模式對于工程力學這一實踐性較強的工科課程是否有明顯成效；④新型教學模式是否能夠提高學生的實踐創新能力。

問卷主要圍繞以上幾個方面進行設計，首先，問題的設計盡量做到方向明確、通俗易懂且簡潔明了，還要注重客觀的設問，答案的設計要盡可能考慮到所有可能的結果。其次，避免模棱兩可的問題和答案設計，保證問卷的完整性和客觀性。最后，確保實踐班級的每名學生能夠有效填寫問卷，以保證問卷調查結果的準確性。

（二）新型教學模式的接受度和實踐成效

對調查結果進行統計整理后可知，絕大多數學生對這種教學模式都是肯定支持的態度。學生認為這樣的課堂教學更能提起對課程的學習興趣和積極性，也能根據自身的知識掌握情況調節學習的節奏，這樣更有利于不同層次的學生的自主學習。線下課堂的大部分時間都是用于師生之間的研討互動，這樣可以使學生在學習過程中遇到的問題更好地得到解決。但同時也有學生反映，自制力不強的學生可能不會主動觀看慕課平臺上的視頻進行自學。很多學生也感覺到自己在線上觀看視頻自學時注意力容易分散，難以做到長時間集中注意力[4]。

還對學生的期末考核成績進行了收集統計，具體考核情況見表1和表2。對比往年傳統教學模式下學生的期末成績，學生在這種新型教學模式下的考核成績總體呈上升趨勢。不僅及格率有所上升，85分以上的高分層次學生的數量也明顯增多。對于工科學生來說，新教學模式下考核形式的多樣化也使得學生的實踐能力得到提升，比以往傳統教學模式下偏向于理論知識的學習更有意義[5]。

（三）? 新型教學模式的授課過程回顧與效果總結

經過一學期的新教學模式的實踐，課程教研組回顧授課過程，并結合收集到的問卷調查，對“慕課+翻轉課堂”教學模式的授課效果作出總結。

每個學生對于將要學習的知識會有不同程度的了解，而翻轉課堂的教學模式恰好適合于這樣的情況。學生各自根據自己對知識點的理解、掌握程度，在慕課平臺上進行不同程度地自學，待整個班級的學生對知識掌握情況達到相對一致的程度時，開展線下課堂，師生之間進行充分地討論和探究，進一步加深對知識的理解和掌握。

回顧課前自主學習階段，發現大部分學生都能做到認真觀看教學視頻，一些學生也會對某個知識點進行多次回放學習。但是能同時利用好課件及其他教學資源學習的學生只有少部分。由此可見，慕課平臺的線上學習方式還沒有達到最好的預期效果。

在作業提交方面，出現有幾名學生提交的答案一模一樣的情況。說明線上教學模式也存在抄作業或是代答題的弊端，新的教學模式仍然不能帶動一些學習自主性較差的學生。教學方法還需針對這一方面進行改進。

在線下課堂交流環節中發現，一些學生難以跟上大部分學生的討論思路，其幾乎不發表自己的想法，也不提出疑義，更依賴于老師對知識點的詳細講解。我們認為，這部分學生的基礎較薄弱、線上自學效果較差，以至于其難以跟上大部分同學的學習進度[6]。

綜上所述，新提出的教學模式目前還存在著不少弊端，尤其是對于學習自主性較差的學生，這種教學模式無法達到預期的效果，因此需要有針對性地進行改善加強，以達到更好的教學效果。但總體來說，“慕課+翻轉課堂”這一新型教學模式還是在實際教學中取得了不少的成效。其提升了學生對學習的興趣和在課堂上的積極性，充分發揮了學生的主觀能動性，遵循了學生是學習的主體，而教師在學習過程中是主導的教學理念。由此可見，這種新型教學模式總體上還是優于傳統教學模式的，值得我們推行。

三? 結束語

“慕課+翻轉課堂”新型教學模式，巧妙地結合了線上和線下教學，充分利用了兩種教學模式的優點，適用于疫情影響下的教學。慕課平臺和翻轉課堂都是當下被推崇的教學平臺和教學模式，其充分順應“學生是學習的主體，教師是學習的主導”的教學理念。教師在線下教學時無需再花過多的時間講授理論知識，從而有充足的時間深入探究更深層次的知識，這樣能夠有效提高教學效率和教學質量。相較傳統的教學模式，這一新型教學模式增加了師生之間的互動，有利于教師融入學生群體，使學生更加積極地參與課堂，使課堂更具趣味性。

本文研究的工程力學是工科學生的專業基礎課程。該學科邏輯性較強、計算能力要求較高，因此學生學習的難度比較大。我們提出的“慕課+翻轉課堂”新型教學模式恰好適用于這類型的科目。因此，要正確認識并使用這一教學模式，對以往的教學模式進行重構新建，對學生的學習情況要有更細致地了解以及更有針對性地指導，這樣才能更加充分發揮慕課平臺和翻轉課堂的優勢，從而提高教學質量。

線上教學平臺以及一些新興的教學模式是我國高等教育未來發展的主要趨勢之一，但許多高校對于這套教學體系的應用還不夠成熟，因此還需我們不斷探究，并在實踐中不斷改善提升[7]。

參考文獻：

[1] 唐靜靜，范欽珊．工程力學（靜力學和材料力學）[M]．北京：高等教育出版社，2017．

[2] 馬瑩，向衛宏，唐麗波，等.“工程力學”課程教學改革探討[J].西部素質教育，2022（2）：144-146.

[3] 燕樂緯，梁穎晶，王菁菁，等．“MOOC+翻轉課堂”模式在理論力學課程教學中的實踐與分析[J]．高等建筑教育，2021（3）：114－119．

[4] 燕樂緯，梁穎晶，孫作玉．基于MOOC理念的理論力學課程“翻轉課堂”教學模式討論與分析[J]．高等建筑教育，2021（1）：105－110．

[5] 杜家政，楊慶生，葉紅玲，等.基于慕課的工程力學翻轉課堂教學實踐[J].高教學刊，2022（2）：84-87.

[6] 孫雙雙，李紅艷.工程力學對分課堂探索與實踐[J].教育教學論壇，2020（7）：174-176.

[7] 董凱赫．基于超星學習通的工程力學課程建設[J]．鞍山師范學院學報，2021（6）：36－39．