基础力学线上线下多维混合式教学模式构建与实践

赵增辉 付彦坤 马静敏 李龙飞 陈俊国 刘星光

摘  要：针对教育部关于一流本科课程建设的实施意见，对标课程“两性一度”属性，分析了当前基于在线课程的混合式教学开展情况及其特点，基于在线课程、智慧教学平台和课堂教学构建了基础力学教学资源和教学活动二维混合式教学模式，阐述了两类模式的实施内容，最后对实施效果和存在的问题进行了分析与反思。

关键词：基础力学;在线课程;混合式教学模式

中图分类号：G642       文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）27-0090-04

Abstract： According to the implementation opinions of the Ministry of education on the construction of first-class undergraduate courses and the attribute of "gender once" of the standard courses， this paper analyzes the development and characteristics of hybrid teaching based on online courses. Based on online courses， intelligent teaching platform and classroom teaching， a two-dimensional hybrid teaching mode of teaching resources and teaching activities was constructed， and the implementation contents of the two modes were described. Finally， the implementation effect and existing problems were analyzed and reflected.

Keywords： basic mechanics; online course; hybrid teaching mode

《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》对大

学本科课程建设提出了明确的要求，指出要让课程优起来，提升课程的高阶性，突出课程的创新性，增加课程的挑战度。在教学内容方面要体现前沿性与时代性，及时将学术研究、科技发展前沿成果引入课程。教学方法上要体现先进性与互动性，大力推进现代信息技术与教学深度融合，积极引导学生进行探究式与个性化学习，课程设计应增加研究性、创新性、综合性内容，加大学生学习投入，科学“增负”，让学生体验“跳一跳才能够得着”的学习挑战[1-2]。在考评方面应严格考核考试评价，增强学生经过刻苦学习收获能力和素质提高的成就感。

一流本科课程建设在教学内容上更强调广度、深度和前沿性，在教学方法上更注重学生的主体性和教师的主导性，在考核评价上更兼顾过程性和挑战性。课程的教学目标和能力要求相比传统教学要高得多，依靠传统课堂教学模式是难以实现的。近年来，教育部先后出台了多个关于推动在线课程建设和教育信息化的文件，明确提出要加强现代信息技术与教育教学的深度融合，积极推进混合式教学模式改革，推进高等教育的课堂革命[3-6]，在传统课堂中融合信息化教学是建设一流本科课程的重要途径。那么，现代信息技术如何与传统课堂教学深度融合，才能在教学设计上满足课程“两性一度”的建设要求？当前，各大院校在课程资源建设、教学设计、评价方式等方面进行了大量的探索与实践，推行融合现代信息技术与传统教学优势的混合式教学模式已成为当前高校课程改革的重要方向[7-10]。山东科技大学基础力学教学团队近年来依托在线课程建设，初步构建了线上线下混合式教学模式，并进行了初步的实践。

一、基于在线课程的混合式教学

（一）混合式教学模式的特点

混合式教学的构建离不开现代信息技术与传统教学的深度融合。近年来，基于大数据、web平台、手机APP、新媒体等网络化教学手段逐步融入高校课堂教学，为实现混合式教学提供了便利条件。混合式教学是一种以“自主、探究、合作”为特征的新型教学方式[11-12]。混合式教学模式有以下几个特点：第一，教师和学生角色的转变。混合式教学模式通过将信息化教学环境融入课堂教学改变了教与学的方式，将“以教师为中心”的传统课堂教学结构转变为“教师主导+学生主体”的教学结构，可充分发挥学生学习的积极性、主动性和创造性。第二，教学组织形式的转变。信息技术融入教學所起的效应不是简单的两者加法，而是促进了教学组织形式的根本性变革，在教学资源、教学内容、教学方法和学习评价方面都发生结构性变化。第三，可实现教学资源与教学活动的混合。混合式教学在实现方式上有两种典型的方式，一是基于活动的混合式教学模式，即在教学互动上可实现传统课堂互动与网络教学互动的有效组合。二是基于资源的混合式教学，即在学习资源的设计与应用上，可实现信息化教学资源与传统教学资源的融合。

（二）基于在线课程的混合式教学模式

近年来，在线课程（如MOOC、SPOC）的飞速发展给混合式教学改革提供了更加丰富的内涵。在线课程为各类混合式教学改革提供了一个融合丰富学习内容的基础性平台。在实际教学中，采用基于MOOC 平台的多元化多维度的教学模式，可将不同教学方式的优势整合在一起，使学生在学习过程中更具主动性和灵活性。

从现有文献来看，各大院校已经将MOOC与PBL、OBE、SPOC等多种教学方式联合使用开展了混合式教学改革[13-15]，在线课程在其中发挥了更加完备的知识平台构建、学情追踪分析以及完善考核体系的作用。如MOOC+翻转课堂的混合式教学，要求学生首先在课外通过在线课程自主学习，然后在课堂上成为主讲人，反转了师生角色，更加强调学生在学习中的互动性与参与性，以及课堂的研究性学习，这种模式应在课堂设计中着重解决在线教学中难以达到现场教学效果的难点，还要尽量避免在线教学与课堂教学产生重叠，二者应形成互补。MOOC+PBL的混合式教学，是一种基于问题的教学方式。要求学生首先基于在线课程完成知识学习和基础知识建构，然后在课堂以小组形式完成问题研究，并在MOOC的再学习和PBL相结合下完成对案例的总结性评价。这种教学模式对学生的学习主动性和思维能力提出了很高的要求，同时对教师设计问题能力的要求也很高。除此之外，还有开放式的反向设计正向实施的成果导向教学方式OBE（Outcome-Based Education）等等。除此之外，以在线课程为基础的智慧教学环境为混合式教学模式实施提供了保证，如超星公司的“一平三端”智慧教学系统可实现智慧课堂+移动课堂+智慧教务的连通，可实现线上学习、面授教学与讨论的自由切换，为构建教师评价与教学管理、学生自主学习与动态管理、师生互动与即时反馈的教学生态提供了强大支持。

二、基础力学线上线下混合式教学模式的构建

我校基础力学团队2018年完成了基础力学在线课程群（材料力学、理论力学、工程力学）建设，在线上线下混合式教学改革方面进行了初步的实践与探索。实现了线上教学活动+线下教学活动，线上教学资源+线下教学资源的二维混合式教学模式。所构建的基础力学混合式教学模式如图1所示。下面以材料力学课程教学为例进行说明。

材料力学线上线下混合式教学模式依托在线课程、超星“一平三端”智慧教学环境和课堂教学构建，覆盖课前、课中和课后全程学习阶段。下面从混合式教学资源和混合式教学活动两个方面进行说明。

（一）混合式教学资源

混合式教学资源包含在线课程资源和线下资源两部分。线下资源主要是指教材、辅导性学习资料、作业练习册等。线上资源比较丰富，可分为知识型资源、形成性资源和拓展型资源三类。其中知识型资源构成在线课程的基础性学习体系，包括课程教学大纲、教学计划以及每一个章节呈现的完整章节内容及教学辅助资源，材料力学共建设100个知识点教学内容，每个知识点包含多媒体课件、教学动画、教学视频等，主要供学生课前预习、自主学习以及课后内容复习使用。形成性资源并非课程固化资源，而是在课中和课后交互教学活动中动态产生的，包括线上线下教学互动大数据记录、学生的学习问题反馈、讨论答疑区互动数据、学生过程性评价数据等。拓展型资源作为学生课后提升使用，主要包含与知识点相关的科技前沿、人物传记、趣味力学问题，以及拓展课堂教学内容深度的教学论文等。

（二）混合式教学活动

混合式教学活动包含教与学两个方面，遵从教师主导+学生主体的架构，主要包括课前准备、课中教学与课后提升三个阶段。课前准备阶段教师要完成教学设计和各类教学资源的开发与上传，学生要利用线上线下资源完成内容的预习或基本内容框架的构建。课中学习阶段是所有教学活动的核心环节，教师可采用翻转课堂与疑难问题讲解的方法，完成知识的传授，也可采用项目讨论、任务驱动、PBL教学等方法，实施中要让学生成为学习的主体，教师应做好针对知识点教学内容以及各项教学活动组织的总结与反馈，做到每个知识点学习形成闭环，使学生带着问题走进来，突破迷茫走出去，同时完成学生各项过程性评价记录。课中阶段采用何种教学方法应根据知识点难易程度和具体特点而定，不应以偏概全。课后提升阶段包括师生在线互动交流、学生在线测评以及线下作业等，学生针对知识点要进行专门训练与测试，以检验知识掌握水平，同时对疑难问題在讨论区进行发布，或者通过手机移动端等与教师进行互动交流，扫除学习盲点。学有余力的同学还可通过拓展性资源，进一步了解学科前沿，通过阅读教学论文对知识点进行深度理解。

（三）混合式教学评价

基于线上线下混合式教学模式，将过程性评价贯穿于课前、课中和课后三个教学阶段，并兼顾结果性评价，构建了混合式多元评价指标，包含知识学习、作业、互动讨论、测验等多个评价维度。评价内容具体包括教学视频观看、在线测验、线下作业、互动讨论参与度、在线考试、线下期末考试等。

三、混合式教学实施效果及存在的问题

（一）实施效果

材料力学线上线下混合式教学改革已完成三轮试点，实现了我校开课班级的全覆盖。由于评价点比较多，成绩的评定做到了学习过程的全监控，学生在日常学习中对本课程的重视度明显提高，不敢懈怠。学生的学习自主性和积极性明显提高，截至目前，课程点击量已超过580万次，累计互动交流次数已超过3万次，学生对在线平台设计的102个趣味力学问题和PBL表现出浓厚的兴趣，探究和研究意识进一步增强，培养了团队协作意识。学生在学习课程基本知识的同时，进一步了解了学科前沿以及我们国家在重大工程领域取得的伟大成就，增强了民族自豪感。全方位评价体系给学生提供了公平的机会，不同水平的学生可以有的放矢，从不同指标中提高自己的成绩。混合式教学模式和教学评价实施以来，学生的成绩分布更加趋于合理。

（二）存在的问题

混合式教学模式在实践过程中虽然取得了一定的成效，但一些问题仍值得反思：

第一，教师的认同度和投入是保障。混合式教学模式给教师带来了更大地工作量和全新的挑战。部分教师忙于科研，在教学上投入不足，导致实施效果很差。还有部分教师对在线教学认同度不够，思想抵触，实施过程流于形式，反而给学生增加了负担。教师的投入与学生的学习热情是呈正相关的，比如互动交流环节，教师是否回帖、回帖的时间间隔以及回帖的语气对学生参与积极性都有很大影响。

第二，学生的自主性是关键。混合式教学模式学生是主体，在线大数据可全方位监控学生的学习过程。学生如果从一开课就缺乏紧迫感和紧张感，流于形式，不能很好地与教师协作，那针对不同环节的能力培养就难以达成。因此如何加强教学监控，调动学生积极性，保证实施质量还需要加大投入。

第三，教学资源与教学活动设计是核心。基础力学理论性较强，同时兼具工程性。知识讲授过程两者不可或缺。不同知识点若采用同一教学模式，效果不会好。在不同专业讲授引入相同案例，同样不会引起学生兴趣。因此，教学资源与教学活动设计应区分专业“小众”和知识点差异。

四、结束语

随着教育信息化的逐步推进，基于在线课程的混合式教学模式已成为高等教育教学改革的重要方向。教育部一流本科课程建设提出的课程“两性一度“属性给课程建设提出了很高的要求。以在线课程、智慧教学环境与课堂教学融合构建的基础力学线上线下混合式教学模式，实现了教学资源和教学过程的多元化，在前期实践中取得了一定的成效，但还有很多问题需要解决。

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