基于移动平台的《土木工程材料》翻转课堂教学模式改革*

张海龙，钟升明，江海丹，刘培玲

（重庆文理学院 建筑工程学院，重庆402160）

基于移动平台的《土木工程材料》翻转课堂教学模式改革*

张海龙，钟升明，江海丹，刘培玲

（重庆文理学院 建筑工程学院，重庆402160）

针对《土木工程材料》课程实践性强、应用性广的特征，把翻转课堂与项目式教学结合起来，以手机等移动平台为载体，通过手机APP终端平台学习和课堂组织研讨互动为主要教学模式，并提出初步实施路径。构建基于项目为导向的翻转课堂模式，充分利用手机APP快捷、方便等特征，实现以学生为主体、教师为主导的翻转课堂教学改革，引导学生主动学习，培养其解决工程问题的能力。

移动平台；翻转课堂；土木工程材料；APP终端；项目式教学

《土木工程材料》课程是土木类专业的一门专业基础课，其实践性强、应用广，是进一步学习有关专业课程的基础。然而，依赖于纸质教材的传统课堂仍然是大班和传授式的讲课，学生学习积极性和效果不佳[1-2]。

翻转课堂作为一种全新的教学模式，近几年在国内外得到了广泛关注，该模式需要移动APP终端和网络教学平台的支持。截至2016年12月，我国网民规模达到7.31亿，手机网民规模达6.95亿，手机上网比例已达到95.1%。手机APP终端使翻转课堂越来越可行。鉴于此，笔者提出以手机APP终端移动教学平台和云网络教材为载体，开展《土木工程材料》翻转课堂教学改革[3]。

一、翻转课堂特征

1.翻转课堂定义

翻转课堂将传统课上教学过程与课下学习活动进行交换，教师通过网络等多种形式提供教学视频资源，学生在课外通过各种形式来自主学习，在课堂上，学生展示交流，教师则答疑，师生共同探究和互动交流等[4]。翻转课堂是将传统的课堂教学方式彻底颠覆，传统课堂是先教后练，而翻转课堂是先学后练，把传递知识安排在课前，把知识的强化和内化安排到课内[4-6]。

2.翻转课堂教学结构图

翻转课堂特征是先学后练，在课堂外，学生自主搜集相关资料，也可通过手机APP终端平台（教师把设计的教学资源上传此平台），自主学习和自定进度，整理收获、提出困惑，把存在的问题罗列出来，带着问题进入课堂。课堂内学生以小组形式，通过项目制内容展示交流，协作探究，完成作业，教师主导课堂讨论，把相关知识点渗透到项目里面，回答学生提出的各种问题，归类总结，布置下节课内容，改变了课堂教学结构（见图1）[7]，从培养目标、教学质量、国家课程标准等角度来看，翻转课堂实现了从低效率、高成本的低级思维学习转向了高效率、低成本的高智慧学习，其核心是培养创新型人才[8]。

图1 教学结构变化比较图

二、移动APP网络教学平台设计开发

1.移动网络平台的选择

大学生用智能手机、平板电脑等便携式移动设备上网已经成为主流，其特点是方便、快捷、实时，信息浏览量大，不受地域限制。《土木工程材料》课程实践性较强，比如水泥基本性质测定、水泥的生产工艺和易性调整，以及混凝土配合比设计等都需要较多课时的实验操作来培养能力的提升。但混凝土性能测定、损伤检测、破坏修复等都需要高精密的测量仪器来实现。由于安全等问题，学校很难将学生派驻到工程现场进行专业认知，因此搜集石灰、石膏、水泥、混凝土、砂浆、砌筑材料、钢筋和沥青等建筑材料的生产工艺、性能测定、损伤修复、实际工程应用的真实现场视频非常重要，将其放置于移动APP终端，学生可随时随地进行浏览和学习。《土木工程材料》实践性和应用性强，为培养操作性强的现场工程师，需要实施基于网络资源的课外学习，采用手机APP终端平台更能有效地提高教学质量，提升学生创新能力。

2.移动APP终端开发

本文使用APICloud Stuido开发手机APP应用，开发者在云端和APICloud Studio中创建应用。在云端创建应用时，在APICloud里注册并创建应用，在云端资源库里创建SVN项目，并作为工作空间中的项目检出APP应用。在APICloud Studio创建应用时，创建APICloud项目，开发者在APICLoud Studio创建的应用和云端资源库建立连接，项目代码改动后，可以使用APICLoud Studio的代码提交功能提交代码到云端资源库。

表1 《土木工程材料》教学大纲

三、《土木工程材料》FCM设计与实施路径

重庆文理学院《土木工程材料》课程在第3学期开课，总共48学时（理论32+实验16），采用多媒体讲授、案例分析、现场认知等教学方式，以项目制组织教学，具体见表1。该课程概念、规范和标准多，而知识点逻辑性不强，建筑材料种类较多，但章节之间衔接不够周密，其知识点广、杂、乱且难以记忆。最大的问题是新生没有对土木工程材料进行现场的专业认知学习，没有感性的建筑材料基础，导致学生学习的积极性不强，学习效果不佳，施教难度增大。针对土木工程材料理论性强、实践要求高、学校相关实验设备少等现象，提出《土木工程材料》FCM设计及相对应的考核方式（见表2），推行切实行之有效的教学改革，提高教学质量，培养“懂设计、精施工、会管理、敢创新、重责任”的高素质土木建筑现场工程师[9-10]。

1.基于移动教学平台的FCM教学模型

笔者在RobertTalbert翻转课堂结构模型的基础上[11-12]，结合自身多年来一线教学经验，在手机APP终端平台上设计和构建了适合本校学生的《土木工程材料》翻转课堂教学模型（如图2所示）。该模型由资源平台建设-课前准备与学习-课堂知识强化-课后温故知新等构成，手机APP终端平台为该课程的翻转课堂活动顺利开展提供了有力支撑。

表2 《土木工程材料》项目制翻转课堂课程考核成绩构成表

图2 基于移动平台的FCM教学模型

2.FCM设计实施路径

（1）资源平台建设

翻转课堂中，教师课前设计非常重要，是整个教学的主线。首先要设计好本节课的教学内容，根据学生的实际水平，提出课前学习知识要点，在手机APP终端平台上上传教学资源供学生准备学习，并根据整个课程的内容合理安排进度，实施翻转教学模式，笔者主要从以下几个方面进行了资源平台建设：

①云教材课程体系设计。把传统课程教学大纲、教学周历和教案进行梳理、归类，以工程项目为导向，编写项目制的《土木工程材料》云网络教材体系。

②移动APP终端开发。以手机为工具，开发APP终端系统，把工程材料图片、视频、云教材等放置于APP终端平台上，学生可随机实时的进行线上学习。

③现场施工视频搜集。学生在第三学期开设《土木工程材料》课程，对工程材料还不熟悉，对材料的物理性质和力学性质还从未接触过。通过视频感性认知工程材料非常有效，教师把工程材料按照模块进行分类，针对性的寻找施工流程、混凝土配比、现场浇筑等视频。

④项目视频讲解。对搜集到的视频编辑和修剪，根据课程体系的设计标准和要求，配置教师本人的录音，针对性的给学生讲解。

⑤课堂授课内容录制。课前准备要有知识的引入、重难点提示等，所以课前教师需要录制课程导入视频，并结合项目视频讲解，针对性的进行FCM教学。

⑥学前任务单。课前任务单是整个FCM的主线，要罗列出重点、难点、授课具体内容、具体知识点、图片和视频等。以课前学习、课中讨论和课后练习为主线进行知识点的串连。

（2）课前准备与学习

在翻转课堂教学模式中，教师根据教学大纲、教学内容、教学重点和难点合理安排教学进度，创建丰富多样的资源平台，实施小组分工、项目导向、自主学习、现场认知和测验评估等教学环节。

①课程要点学习。教师应根据学生目前掌握知识情况和学时安排，制定本节课程的学习要点，学生通过APP终端平台进行点击和整理，了解知识要点。

②项目整体梳理。以项目为导向，把各知识点渗透到项目里面，通过项目串连各知识点，并系统梳理主线。

③项目视音频的学习。在手机APP终端平台上，根据个人时间合理安排学习进度，观看项目视频，学习知识要点，最后完成习题。

④网络在线交流讨论。根据课程项目制要求，各小组组长根据内容进行分工，各组员学习、研究资料并探索问题。在手机APP终端平台的在线交流模块中，各组成员提出问题、提出见解，教师则在线回答问题，帮助学生进行知识的强化和内化。

（3）课堂知识强化

①项目展示交流。在课堂上开展项目制教学，教师把学生分为几个组，每组学生分配不同的项目，课堂上学生从项目论证、项目设计、项目实施、项目完成结果和项目应用等方面分阶段进行展示。每节课每个组学生汇报项目的进展，其他组学生针对其取得的进展、存在的问题等提出建设性意见，并打分考核。

②重难点讲解。课堂项目展示汇总，教师应起积极主导作用，针对每组项目的可行性、存活期、研究价值和应用前景以及存在问题等提出有针对性的、建设性的意见，把相关知识渗透到项目中，把握教学重点和难点。

③课堂提问及讨论。对学生在课前、课中没有理解透彻的知识，师生一起在课堂上共同讨论，学生应大胆提出自己未消化的知识，并主动参与课堂讨论，教师根据学生疑问进行梳理和答疑，并对其进行有效的测评。

④回答问题。教师答复所有学生问题，进行课后作业的讲解，并有选择的对学生进行一对一的辅导和解答，布置下一节课程任务。

⑤总结评价。最后，教师对每个组学生的项目进行梳理，优化思路、综合评价。

⑥独立、协作学习。主要培养学生独立的学习能力和协作的团队精神，锻炼学生团队组织、协调能力，项目设计和任务执行能力。

（4）课后温故知新

①知识要点归纳。学生在课堂结束后，把交叉组提的问题和教师总结的内容进行归纳总结，对存在的问题进行强化补充和有效完善。

②作业练习。课后进行作业练习，尤其《土木工程材料》课程中砂的级配、砂的分计筛余、累计筛余、砂细度模量的计算，混凝土配合比中初步配合比、基准配合比、实验室配合比和施工配合比计算，建筑砂浆配合比计算，钢筋拉伸计算等。加强作业练习，温故知新。

四、总结与反馈

手机移动APP终端为学生课前、课中和课后的学习交流提供了便捷、丰富的网络资源，克服了传统教学方式的弊端，把教师主导、学生为主体的教学方式真正应用于课堂，提高了课堂教学效率和质量。笔者把翻转课堂教学模式在本校进行了初试行，学生学习热情高涨，信息获取方便快捷，交流沟通畅通，效果明显，但也存在如下问题：①手机APP终端平台基本功能已经实现，但后续的开放平台、课程录入、视频录制、功能提升等需要后续资金投入；②学生项目不具针对性，可操作性不强，实际应用性不强，有的项目太大，课前很难完成任务；③翻转课堂教学，教师教学任务更重，对教师知识储备、实际项目设计、现场解决问题等能力需继续加强。

随着“互联网+”、大数据时代的到来，以信息化技术作支撑，基于手机APP终端平台的翻转课堂在未来将不断得深入和完善，必将在本科教学实践中产生深远的影响，实现从低级思维学习到高智慧学习的重大转变，有助于培养复合型的创新型人才[13-14]。

[1]谌登峰.利用移动英语学习平台构建大学英语混合教学模式[J].中国教育信息化,2013(10):81.

[2]余萍.翻转课堂在高职行业英语教学中的实践[J].职业技术教育,2014(14):30.

[3]CNNIC发布第39次 《中国互联网络发展状况统计报告》[EB/OL].http://www.cnnic.cn/gywm/xwzx/rdxw/20172017/201701/t20170122_66448.htm.

[4]钟晓流,宋述强,焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究,2013(1):60.

[5]黄磊,刘智.“翻转课堂”教学模式在高职数学教学中的应用思考[J].信息系统工程,2014(8):155.

[6]张新明,何文涛,李振云.基于QQ 群+Tablet PC的翻转课堂[J].电化教育研究,2013(8):68-71.

[7]张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志,2012(4):48.

[8]莫雪芬,代毅.小学信息技术中翻转课堂教学模式的构建和实施应用[J].教育信息技术,2014(Z1):56.

[9]徐妲,钟绍春,马相春.基于翻转课堂的化学实验教学模式及支撑系统研究[J].远程教育杂志,2013,218(5)：107-112.

[10]李海龙,邓敏杰,梁存.基于任务的翻转课堂教学模式设计与应用[J].高等农业教育,2013,23(9):46-51.

[11]曾明星,蔡国良,覃遵跃等.基于翻转课堂的研讨式教学模式及实施路径[J].高等农业教育,2015(1):76-81.

[12]霍曼琳.“土木工程材料”教学内容改革实践[J].理工高教研究,2005,24(5):59-61.

[13]杨晓宏,党建宁.翻转课堂教学模式本土化策略研究——基于中美教育文化差异比较的视角[J].中国电化教育，20I4(11):101-111.

[14]吴香国,邹超英,郑文忠.土木工程专业混凝土结构课程FCM教学改革[J].高等建筑教育,2014,23(6):59-63.

（编辑：鲁利瑞）

G434

A

1673-8454（2017）14-0060-04

重庆市教委科学技术项目（No.KJ1711271）；重庆市基础与前沿研究一般项目（No.cstc2014jcyjA0994）。