理论力学在线教学模式探究

谭燕 马强 黄艳雁 周金枝 姜久红

[摘 要]在疫情防控背景下，教育部提出了“停课不停学”的号召，各个高校以最快的速度开启了在线教学行动。理论力学课程是一门理论性极强的专业技术基础课，知识点繁多琐碎，概念抽象，应用灵活，特别是运动学和动力学内容。课程组借助超星学习通教学平台和 QQ即时交流工具，更新教学设计，创新直播教学新方法，实行课堂互动全覆盖，情“浸”课程的每一个环节，经过一学期的教学实践，形成了“探究式的课前、现场感式的课中、不下线的课后”的线上教学模式。实践证明，该模式不仅可以提高教学效果，而且在调动学生线上学习积极性、主动性和学生的个性化培养方面也有很大的帮助。

[关键词]探究式;现场感式;互动;考核;在线教学

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）12-0055-03

2019年底，突如其来的新型冠状病毒疫情，打破了教学工作的常态，教育部提出了“停课不停学”的号召[1]。随后，各地教育行政部门纷纷响应，迅速推出线上学习指导意见及方案，各级学校纷纷积极投入在线教学工作的开展中，在线教学一夜之间成为主流[2]。事实上，在线开展远程教学，是不得已而为之的应急举措，然而在线上与线下相结合的混合式教学已是现代教学发展的趋势的背景下[3]，接受这一挑战和机会，通过线上教学这种新的教学模式有效激发学生的学习兴趣，提高学生学习效率，提升教学效果和教学质量，推动学校教育信息化健康发展，深化课堂教学改革，已然迫在眉睫。

一、理论力学“探究式”的课前设计

理论力学课程是一门理论性极强的专业技术基础课[4]，其内容饱满，难度较大，学分重，学时紧凑，是土木类、机械类等学生学习后续专业課程的重要基础。鉴于这门课程的逻辑极其严谨，概念多、公式多、计算多的特点，在网络授课前，建议准备两大“法宝”：一是电子版教材，一是网络直播手写板，力学课的美只有通过板书这种传统的教学方式才能完全展现出来。

经过调研，最终确定主要采取“QQ群直播+学习通”相结合的方式进行教学。根据教学内容设计需要，在学生课前分享题目或文献阅读时，采用腾讯会议。虽然QQ群中的共享屏幕有些简单，但是不卡顿，符合学生随时使用QQ的习惯，能即时进入课堂，非常方便，效果良好。

最后，利用超星平台创建理论力学网络课程，发放课程资料包，资料色主要包含电子版教材、教学大纲、教学进度表、教学课件及教案、与教材配套的哈尔滨工业大学-中国慕课-理论力学优质视频教学资源等，按教学进度发放“章节课前导学单”，以实时目标引导学生;结合超星平台互动手段，如问卷、抢答、测验、讨论、选人等，充分调动学生自主性完成“探究式”的课前预习[5]，见图1。通过后台数据和网络提问，了解学生自主学习的学情信息，由此定位学生的问题，决定直播阶段的教学重难点，高效率打造属于“你我”的“量身定制”的在线课堂。

二、理论力学“现场感式”课堂的建立

（一）更新教学设计，做好课堂互动

在线上教学中，如何让学生有如进入实体课堂的“现场感”？如何让教师有如站上讲台的“观众感”？面对冰冷的屏幕，如何将屏幕背后的“师”与“生”友爱地联系在一起，让屏幕变成“最温暖的墙”？笔者认为，这些是让线上课堂绽放的情感目标[6]。围绕这个目标，能否做好教学设计和课堂互动是决定线上教学成败的两大要点。

学生学习主要依靠教师设计的内容。没有优质的、符合自己学生特点的，满足学生需求的，能激发学生兴趣的课程内容，就难以发挥在线教学的功能。因此，教师需要花费很多时间和精力去重新思考每一次课内容的教学设计，包括重新调整PPT。以理论力学中“点的合成运动”章节教学设计为例，见图2。

该章节的主要内容有四部分：三种运动及合成运动的概念、牵连点、动点和动系的选择;点的速度合成定理;动系平动时点的加速度合成定理;动系转动时点的加速度合成定理。首先，教师通过设置场景带入绝对运动、相对运动和牵连运动概念的理解，吸引学生对概念进行学习，然后通过动画演示分解动作，更立体地帮助学生深入理解重难点，如牵连点的概念，真正做到系统掌握理论知识。有了基本概念理解作为基础支撑，接下来教师分析点的速度合成定理和加速度合成定理等核心内容就水到渠成了，学生也更能自我肯定，对课程产生兴趣[7]，提高学习效率。当然，由于课前已充分调动学生积极性让学生认真预习，因此，教师设计线上教学的原则，就是把“教”减到最少，把学生的“学”放到最大。

线下课堂里，教师应跟学生轮番互动，做到人人参与，人人互动，使学生的课堂幸福感满满，学生的学习积极性可想而知。首先，在电脑屏幕的背后，一定要有师生的信任。参照线下课堂，教师手持“平时成绩登记表”，或借助学习通平台的“选人”功能，根据课程内容知识点的需要，一个班一个班，一个人一个人地轮着“连麦”，做好答题情况记录与信号连接记录等。绝大多数学生愿意回答问题，一部分优秀的学生还能主动“连麦”提出比较新颖的问题。教学中未能同时“连线”的学生可在聊天区通过文字或是上传解答照片，实时交流讨论，进行教学资源共享，使线上线下课堂实质等效，甚至学生线上课程参与度比传统线下实体课堂还要高，更利于个性化培养。

这样的课堂很有“现场感”，课堂教学非常融洽、默契，疫情下的屏幕也不再冰冷，而变成了师生间“最温暖的墙”。具体课堂实施见图3。

（二）动态调整直播教学方法，翻转课堂促学习

线上教学避开了时间和空间的限制，借助学习通平台、QQ辅助交流群，发布问卷，即时获取分析结果，进行高效动态调整，可以综合各种教学方法促进学生学习。在“点的合成运动”章节教学中，教师从案例出发，通过动画演示机构的运动，首先让A、B、C、D等学生接龙分析运动的过程：“一点、两系、三运动”，即分别指出动点，静坐标系、动坐标系，绝对运动、相对运动和牵连运动。然后讨论求解方法：如何进行速度分析和加速度分析？在这一节中，知识点串联非常紧密，分析环环相扣，逐步深入，能构成非常好的讨论环境。学生与学生之间也可相互点评，或语音，或聊天区辩论，而教师处在学生讨论区之内与之外的环境进行主持、引导，推进课堂良性发展，并做“疑点”记录，通过“疑点”启发学生一步步揭示内容的实质，然后归纳总结，自然开展翻转教学，具体见图4。在该教学活动中，综合运用启发式教学、讨论式教学、互动教学和同伴教学法，建立立体化教学模式，激发学生的兴趣，提高学生的参与感，让学生不仅感受到运动学理论不再抽象，而且真正做到系统掌握理论知识;讨论环节极大地拓展了学生间知识的分享与思维的借鉴，而且还能培养学生主动思考和创新的能力。

三、理论力学“不下线的课后”

（一）“不下线”的督学

“到底有没有在学，到底学得好不好？”在线教学最让人引发质疑的是如何监控学情。而在线教学中，教师对学生的学习监管虽然是虚拟的，但也是全勤的，是“课后不下线”状态。线上学情检测贯穿教学各个环节，将“探究式的课前、现场感式的课中、不下线的课后”三个阶段连接为一个整体，教师根据每一阶段学生的实时检测情况，有针对性地动态调整教学，三个阶段呈阶梯式搭建，帮助学生完成全部知识点内化。因此，QQ群、学习通平台，随时有学生留言提问，教师须及时进行语音跟踪或屏幕分享辅导，优秀学生可以思考辩论，实现学生差异化辅导;每次课有群内分享题，教师对分享学生的作业情况及时反馈，真正做到一对一，这对学生来说是鼓舞，也是促进师生情感交流的有效途径;课堂表现较差的学生，可采用QQ私信督学，没人会不喜欢被关注，学生能感受到教师的付出;优秀作业可在群内进行展示，供学生们相互借鉴，这样更可激发学生勇于竞争、敢于挑战的精神。

（二）有“迹”可“寻”的形成性考核评价

有“迹”可“寻”的理论力学课程学习成绩评价体系见表1，主要由平时考核和期末考核两方面组成。大部分的课堂教学活动，都利用学习通里的“活动”模块开展，如签到、任务点完成率、进门测、出门测、上传作业和学习通平台“选人”得积分等，一方面有迹可“寻”，另一方面这些活动更像是一种有趣的“游戏型”过关考核，学生并不反感，同时可以被超星平台记录并自动评分，按照一定的比例将分值计入学生的平时成绩，给学生一定的学习压力，保证远程教学的學习效果。在此基础上，教师可以要求学习委员或班长配合，参考师生互动频率，根据主题讨论质量、学习笔记质量、直播问答质量等公开公平记录相应加分，尽量多维度评价学生的“平时”。

到了期末，学生在手机端“超星学习通平台”参加考试，教师使用“腾讯会议”开启摄像头监考。综合力学系教师团队线上讨论的结果，线上理论力学教学严格按线下学时授课，考试内容不减，保证课程目标达成。根据实际情况成立2人试卷命题小组、2人试卷审核小组，合理安排出题、答题形式。课题组设置两类模拟考试试卷发放给学生：一种全部是选择题，另一种沿用传统出卷方式，按学校规定试卷模板出题，主要为选择题和计算题，判断题也以选择的方式呈现。课题组对两类考试试卷的使用进行了调研，调研结果显示，学生普遍反映愿意接受后者，传统试卷答题方式更有挑战性，更有难度，更能模拟“考试现场”。对于选择题，建议分值为30分，全面考查学生线上“无书”的学习过程对知识点的理解与掌握，学生在限定时间内通过学习完成在线答题，系统自动给分。对于计算题和作图题，建议分值为70分，共5道大题，学生按发布的“答题要求”在白纸上写好答题内容，拍照后将电子照片粘贴到指定答题处，考试结束时系统自动提交考卷，并生成每个人标准的答题试卷，这样也非常便于试卷保存与分析。教师公开公平公正对学生进行试卷批阅管理，学生在设定时间内也能在平台上对照标准答案和教师改卷进行自我评价，实现课程完美“闭环”，更是为后续课程的学习打开完美的知识之窗。笔者将本学期线上教授的3个班的卷面考试情况与上学期线下班级进行过对比分析，结果令人满意，证明“探究式的课前、现场感式的课中、不下线的课后”的线上教学模式教学效果良好。

四、教学反思

在线教学具有一定的适应性和优势，也是未来现代教学发展的一个方向，但在线教学需要循序渐进，不能操之过急，应该意以下问题：

1.教师应适时关注所使用教学平台的动态，及时更新教学技术手段，不时发放问卷，了解学生上课的需求与感受，适时调整后续教学的方式。

2.线上与线下结合的混合式教学是现代教学发展的趋势，有较好的适应性。在日常教学中应加大对教师应用现代教育技术能力的培训，同时在教学实践中采用激励措施，鼓励教师运用现代教育技术进行数字化教学，以适应信息化教学的大趋势。

3.不管采用什么教学技术和策略，只要是在线教学都对教学平台、教学网络有一定的依赖性，因此完善教学网络的稳定性至关重要。

4.如何在全方位掌控课堂的同时兼顾学生自主学习，如何有效保证课堂教学质量，不想学的学生自由度太大，教师又如何监管，预想与实体课堂表现还是有一定的差距，等等，这些问题都值得我们深入思考。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 教育部.教育部：利用网络平台，“停课不停学”[EB/OL].（202-01-29）[2020-05-17].http：/www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987202001/t20200129_416993.html.

[2] 焦建利，周晓青，陈泽璇.疫情防控背景下“停课不停学”在线教学案例研究[J].中国电化教育，2020（3）：106-113.

[3] 解红，刘建.“互联网+”背景下混合式教学模式研究与实践：以大学计算机基础课程为例[J].中国现代教育装备，2020（5）：50-52.

[4] 哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学[M].北京：高等教育出版社，2013.

[5] 沈杨，吴佳伟，芮笑曦.基于“金课”建设的河海大学土力学在线开放课程建设实践与思考[J].高等建筑教育，2020（1）：24-30.

[6] 王博，李红，吴涛.激发大学生学习兴趣的方法探讨：以混凝土结构基本理论课程教学为例[J].高等建筑教育，2020（1）：126-132.

[7] 张桂民，王贞硕，董纪伟，等.土木工程专业材料力学课程教学改革典型案例分析[J].高等建筑教育，2020（1）：181-188.

[责任编辑：钟 岚]

[收稿时间]2020-06-18

[基金项目]湖北省教学研究项目（2017314，2016299，2015288）。

[作者简介]谭燕（1981-），女，湖南娄底人，博士，讲师，主要从事与土木工程相关的教研工作。