从“授之以鱼”到“授之以欲” 构建力学类“金课”

张建华，唐克东

(华北水利水电大学 土木与交通学院，河南 郑州 450045)

2018年6月，教育部高教司提出：“高等教育将在提升质量、推进公平、深化改革上狠下功夫，打‘组合拳’，啃‘硬骨头’，打好高等教育改革发展攻坚战。”[1]力学类课程一直以其“独特的魅力”在工科界享有“声誉”，是“硬”中之“硬”，是难啃的“硬骨头”。“硬骨头”力学类课程这一称号在工科课程中当之无愧。

2018年11月，在第十一届“中国大学教学论坛”上，教育部高教司司长吴岩提出建设具有“两性一度”的“金课”[2]。学生是“金课”的受众，是学习的主人[3]，是“金课”教学效果的呈现者；教师是教学过程的参与者、引导者和推动者[4]，是“金课”教学情景剧的“导演”[3]。“金课”建设要合理运用现代信息技术手段，借助信息网络技术改善教学管理及“金课”资源共享机制[5]。课堂是教学的主阵地，是课程的核心，是教育落地的抓手[6-7]，课堂教学是高等教育的生命线。混合式“金课”中所谓的“金”，是传统知识与现代信息化资源的有机融合；是一种与学生积极互动并能激发学生思考的教学方式；是一种教师、学生共同努力、灵活利用各种教学手段和媒质的教学方式。笔者从学生、线上信息化资源、教师和课堂四个维度探索如何全面打造混合式“金课”，实现教学从“授之以鱼”到“授之以欲”的转变。

一、学生维度

教学实践证明，“金课”可以促进教学从“授之以鱼”到“授之以欲”的转变。高等教育的主体是学生，学生是提高教学质量的内因，教育以学生的发展为本是科学发展观的要求，是学生个性发展的要求，是新的教育理念的要求。“金课”应该从多角度让学生主动参与学习，激发学生主动学习的积极性。

(一)小组学习为“金课”保驾护航

图1是美国学者埃德加·戴尔(Edgar Dale)1946年以语言学习为例提出的“学习金字塔”(Cone of Learning)示意图。

图1 学习金字塔

图1显示，学习者在主动学习(教授给他人、实践、讨论)时对学习内容掌握的程度相对于被动学习(听讲、阅读、视听、演示)会显著提高。主动学习的知识留存为50%以上，尤其是“教授给他人”这种学习方法充分应用“费曼技巧”将学习过程由用耳朵学提升到用身体学，知识留存度达到90%，学习效果得到大大提升。因此，在以学生为主的高等教育教学中，要充分调动学生的学习积极性，将课堂由“教师主场”转变为“学生主场”，教师做“陪练”，是为了保证“学生主场”的学习效果。主动学习的初级阶段是讨论和实践，在“金课”建设中，要灵活运用各种手段将主动学习效果发挥得淋漓尽致。比如，在基础力学的教学中，教师高质量小范围批改学生(每次的人员随机变换)作业，然后组织这部分学生作为小组负责人批改其他同学的作业，小组成员之间相互讨论交流，对于学习效果好的小组，平时成绩给予一定的奖励。

(二)非标准答案讨论为“金课”锦上添花

学生除了对课堂和课下所学知识的灵活运用之外，更高一个台阶的实践是通过日常生活、古诗词、小说名著、影片等随时随处寻找力学的应用实例，发现力学之美。提倡讨论非标准答案的问题，鼓励学生去发现生活中的力学，督促学生主动思考，从而使他们在遇到问题时都有话可说，给学生一个用眼在生活中寻找力的应用的机会，从而使教学既可以提高学生学习力学的兴趣，又可以使他们充分体会“生活处处皆力学”的真谛，实现教学从“授之以鱼”到“授之以欲”的华丽转身。比如，“试举例说明生活中自锁现象的利用或避免”“试举例说明唐诗、宋词和小说名著中的基本变形的经典片段”，等等。这些应用实例不但有助于提高学生学习力学的兴趣，还能活跃课堂气氛。

(三)音频、视频作业为“金课”添砖加瓦

“学习金字塔”中主动学习保留知识最多的是“教授给他人”。面对00后大学生的教学活动，要充分利用其自尊心强、喜欢彰显个性的心理，调动其自主学习的积极性。学习可分为“用耳朵学，用眼睛学，用脑子学，用身体学”，其最高境界是“用身体学”。综合型题目的音频或视频提交，目的是让学生适时地进行“撑杆跳”，使学习效果达到一个新高度、新水平。比如基础力学课程综合性章节讲授完之后，要求学生提交综合性题目的语音讲解，并组织学生对题目的讲解讨论质疑，增强学生对题目中涉及知识点的理解和掌握，将学习效果进一步提升。

二、线上信息化资源维度

线上信息化资源包括网络视频、线上讨论、网络测验作业，等等。视频是信息化资源的核心内容，讨论是线上学习的辅助，测验和作业是线上学习效果的检验。“工程力学”课程将全部知识点碎片化，对碎片化处理的知识点先进行脚本设计再录制视频，以便制作出“三精一严”——课件精美、主讲精锐、制作精细、考核严格的微课程。因此，应选好形象代言人，严把质量关，建设碎片化信息化教学资源，从教学媒质——信息化资源维度打造“金课”。

(一)打造形象代言人

“形象代言人”在课程建设过程中起到表率作用，在课程推广过程中是课程组的代表，在知识点视频中代表课程组向学习者清晰、准确、优雅地讲授传递知识，从而在第一印象上吸引学习者继续学习，实现课程运行的“开门红”。所以“形象代言人”必须教学经验丰富，形象好，气质佳，普通话标准，有责任心，方能担此重任。

华北水利水电大学土木与交通学院“工程力学”主讲教师中有2位是全国基础力学青年教师讲课比赛的一等奖获得者，经历了课堂教学的千锤百炼，经历了比赛前高度紧张的集训，成就了高水平的课堂教学。经过5年的建设，华北水利水电大学土木与交通学院已经建成功底扎实、凝聚力强的“工程力学”教学团队。在录制现场，主讲教师带妆上镜，精神饱满，激情飞扬，自信、专注、从容地传递给学生信息，同时也传递给学生爱岗敬业的正能量。

(二)严把质量关

所有主讲教师的课件模板统一，讲课风格统一，主讲教师的课件内容、脚本内容必须通过课程负责人的审核，不过关的坚决不允许进入下一步。语言、动画、情景等脚本设计达到精细化，基本上所有的课件图片坚持原创，引用他处的视频图片注明来源。要求主讲教师用普通话讲授，坚决避免方言讲授。

由多名经验丰富的教师搜集整理建成题库，然后相互校核，最后请资深教授审核，确保准确无误方可上传平台。

(三)碎片化知识点

为适应目前学习手段多样化的特点，激发学生主动学习的兴趣，充分利用碎片化时间，碎片化知识点，一个短视频突出一个主题，鲜明，生动，便于传播，引起兴趣。“工程力学”课程知识点全部碎片化，视频时长5～8分钟，一般不超过10分钟，避免学生学习过程中的视觉疲劳，同时有效利用学生的零碎时间进行知识的碎片化学习，收获学习过程中每颗精美的“珍珠”。但是，珍珠虽美，不足为奇，通过传统课堂或者综合性的题目将这些精美的珍珠打造成一个精美的“饰品”才更具价值。

(四)落地网络资源应用

网络信息化资源是混合式“金课”的“家底”。打造“金课”须充分利用课程的网络资源，对于已学知识点的回顾充分利用互联网和手机，知识点视频通过二维码提供给学生，使其在学习过程中能够直接找到所需内容，不让查找过程影响学习的兴趣，这个优势在“授之以欲”的初级阶段尤为明显。学习过程中学生终于有了些许学习的兴趣，发现再继续深入学下去前面的知识点都不会，举步维艰，又不知道这些知识点的内容都在哪里，最终只能放弃。在“金课”的教学过程中一定要避免这种现象，将手机由 “学习障碍”变为“学习利器”，基于“互联网+”将大部分学生起初不高的学习兴趣放大再放大，既清除了学习障碍又满足了学生使用手机刷“存在感”的需求，一举两得。

在讲授“工程力学”中的“弯曲强度计算”时，需要首先做出内力图。由于前面已经讲过这一内容，此时一般是一带而过，但由于很多同学前面掌握得并不好，因而直接影响到这一部分同学的学习。将微分关系的理论分析制作成内力图的二维码提供给学生，让其不明白时直接拿起手机扫码进行学习，教学效果非常好，得到了学生的一致认可。

三、教师维度

习近平总书记说：“教师是立教之本、兴教之源，承担着让每个孩子健康成长、办人民满意教育的重任。”[8]教师承担着培养创新型人才的重大任务，国家和人民对教师寄予厚望，只有全方位提高个人素质，才能从教师维度打造“金课”。

(一)教师素质培育

青年是祖国的未来，民族的希望[9]，社会主义事业的建设者和接班人。教师承担着培养创新型人才的重大任务。习近平总书记说：“一个人遇到好老师是人生的幸运，一个学校拥有好老师是学校的光荣，一个民族源源不断涌现出一批又一批好老师是民族的希望。”[10]足以见得教师对于人民、对于国家、对于民族的重要性。作为教师来讲，应该全方位提高个人素质。第一，提高自己的政治理论素养。自觉学习政治理论知识和党的路线方针政策，增强“四个意识”，坚定“四个自信”，做到“两个维护，”坚定理想信念。第二，提高自己的道德素质。“经师易遇，人师难求” ，要“言传”，更要“身教”，教师本人就是教材的一部分，道德人格、政治素质一定要过硬。正如习近平总书记所说，“人格要正”，震撼人心。第三，提高自己的专业素养。努力学习现代教学技术和教学手段，严格要求自己，潜心探究课程，精心准备授课PPT和知识点的微视频，牢记自己在学生面前的一言一行其实都是育人的素材，为学生传递正能量，践行社会主义核心价值观。第四，提高自己的教育理论素养。热爱学生是教师职业道德的要求，爱是学生的需要，爱是教育的桥梁，爱是培养学生情感的手段。教师要爱自己的学生，把学生当作自己的孩子去爱。要平等地爱，把爱的种子撒向每个学生，充分关注每一个学生。既不能关注两头忽略中间，也不能只关照成绩优秀的学生而忽略成绩一般的学生，对那些调皮捣蛋的学生要有耐心。实际上，后进的学生才是真正需要我们去教育引导的，对他们来说老师的爱是雪中送炭。雪中送碳胜于锦上添花，那些学习不好的学生也并非不可救药，他们有自己的长处，同样也有自己的发展潜力，要多鼓励和肯定。

(二)人才队伍建设

打造“金课”，不可能仅靠一个人的单打独斗，需要一个团队的相互协作。在瞬息万变的信息化时代，新知识、新技术不断涌现，人才队伍建设显得尤为迫切。从人才引进、人才培养、制度建设等方面不断加强人才队伍建设，激发人才创新的积极性，为打造“金课”提供了人力和智力保障。组织骨干教师积极参加校内外的讲课大赛与各种教学培训，教师之间全面开展互相听课、评课活动，团队教师互相督促，共同进步。在日常的教学中充分发挥老中青之间传、帮、带的作用，在比、学、赶、帮、超的工作氛围中力促青年教师快速成长，督促中年教师力争上游。

四、课堂维度

(一)课堂思政为“金课”正身清心

2019年3月18日，习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上强调，青少年阶段正处在人生的“拔节孕穗期”，最需要精心引导和栽培[11]。专业课程承载着育人的艰巨任务。在课程建设中，坚持显性教育和隐性教育相统一，充分挖掘课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源，引导学生成长成才，坚定专业理想，润物细无声地引领学生树立正确的人生观和价值观。思政寓于全程，思政寓于无形。比如，在“材料力学性能”的讲解中，举例“越王勾践剑和刘备的双股剑交锋胜负如何”？穿插兵器材料的发展史，激发民族自信。讲解“杆件基本变形”时,举例“唐诗宋词中的基本变形”，引导学生探索中华文化的魅力。

(二)翻转课堂为“金课”画龙点睛

选取经典的知识点，因地制宜采用不同方法开展翻转课堂，增加课堂的互动性、趣味性和多样性。

新工科力学类课程组成员集体准备教案学案，求同存异。对于意见一致的内容，将每位教师的教案进行归纳总结；对于意见不一致的部分，可以在教学中尝试采用同点不同方案，最终通过学生的教学评价进行教学效果考核。在教学中不应该“一枝独秀”，要提倡“百花齐放”。但无论是哪一种方案，都必须严把质量关，保证教学效果和教学目标的最终达成。

根据课程特征并结合知识点的实际特点，具体问题具体分析，采取疑难问题解答法、思维导图法、小组讨论法、创客法等，开展翻转课堂。比如，针对“平面任意力系向作用面内一点的简化及其简化结果的讨论”，采用疑难问题法开展教学。首先，提出容易混淆的问题：合力与主矢是一卵同胞还是异曲同工；其次，组织多种形式的课堂讨论；最后，教师课堂解析、点评。比如，“轴向拉压总结”一章的教学，可以采用思维导图法开展。首先，将这章内容的整体大框架列出发布给学生；其次，学生完成细节内容的整理和完善；最后，课堂教师点评或者组织学生进行课下互评。比如“圆轴扭转时横截面上的切应力公式推导”，可以采用小组讨论法开展教学。首先，向学生分享知识点视频；其次，让学生课下小组讨论，形成小组意见，选派代表课堂上陈述意见；最后，课堂上小组代表陈述自己小组的意见，小组之间相互点评，教师课堂点评。比如“纯弯曲横截面上的正应力公式推导”这一内容的教学，可以采用创课法开展。首先，学生自学制作PPT，发给任课教师审核；其次，学生制作自己的讲解视频，并发送到学习交流平台，学生互评投票；最后，教师课堂公布投票结果，进行课堂点评。

同一知识点可以采用不同的方法开展翻转课堂，营造“百花齐放春满园”的教学氛围，用不同方法催开每节精彩课堂的“百花”，营造“金课”的“满园春色”。翻转课堂在力学类的“金课”建设中有着画龙点睛的作用，是“工程力学”课堂的“调味品”，适量为佳，不可过多。以上的翻转课堂教学案例在一个教学轮次中以3～5节为宜，切勿喧宾夺主。要不忘初心，始终牢记力学类课程的最初使命——“为学生打好力学基础”。

五、实践效果

(一)教师素质明显提高

在“金课”建设过程中，华北水利水电大学土木与交通学院新工科力学类课程组的教师得到锻炼，他们的课堂教学技能得到了很大的提升。自2015年“金课”建设以来，多名教师参加校内外讲课大赛并获奖，得到了学生和督导团教师的一致好评。

(二)学生学习效果显著提高

通过线上线下混合式教学，学生的学习效果有了明显的提高。学生对工程问题的认识理解有了很大程度的提高，在用力学解决实际问题时能够提出自己的观点，学习能力的提高效果尤为显著。同时，学生的考试成绩也有了明显的提升。表1是自2017年以来“工程力学”课程成绩统计。其中，2017学年开展的是传统的正常教学，2018、2019学年基于在线开放课程的信息化资源，开展线上线下混合式教学，成绩的通过率和优秀率都有了很明显的提高。

表1 2015—2018学年“工程力学”课程成绩统计

六、结语

打造“金课”是高等教育提高教学质量的一个重要手段，力学类混合式“金课”建设还在摸索中。力学类混合式“金课”建设应树立“选好形象代言人、严把质量关、做好完美售后服务”的课程信息化资源建设理念，从学生、线上信息化资源、教师和课堂四个维度建设“金课”，多方位探索“授之以欲”的策略，提高“金课”的含“金”量，全面提升高等教育的教学质量。教学实践中，对同一知识点采用不同方法开展翻转课堂，不同任课教师在同一教学轮次中对不同内容开展翻转课堂，完美展现大学课堂的“百花齐放春满园”；在课程开展过程中，要求学生提交语音作业，利用“费曼技巧”适时进行“撑杆跳”，达到良好的学习效果；采用不同形式开展语音或视频的作业练习，激发学生的好奇心和好胜心，增强学生对课程的学习兴趣，为力学类混合式“金课”的建设提供了可复制的实践教学经验。