“对分课堂+混合式”教学模式在结构力学中的实践探索

于海丰，刘卫然，张 华，康丽华

“对分课堂+混合式”教学模式在结构力学中的实践探索

于海丰，刘卫然，张 华，康丽华

（河北科技大学，河北 石家庄 050018）

将“对分课堂+混合式”教学模式运用在结构力学课程教学实践中。学生在课前和课后利用学习通的PPT课件、教学视频、线上测试等资料预习和复习，教师在课堂上运用对分课堂、生生、师生互动讨论等方式教学。将结构力学期末成绩与作业成绩、线上测验成绩和观看视频时间关系进行对比，并与先修课程材料力学期末考试成绩比较。结果表明：新的教学模式提高了教学效果，线上测验成绩、作业成绩和观看视频时间都是影响新教学模式教学效果的主要因素。

对分课堂；混合式；结构力学

一、引言

高等教育的主要任务是培养高素质的人才，而课程是人才培养的核心要素，结构力学课程建设的质量决定着土木工程专业人才的培养质量。2019年，教育部出台了《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》（高教〔2019〕8号），正式启动一流本科课程建设“双万计划”，促进广大教师对课程进行改革创新。

2003年祝智庭教授在国内首次提出了混和学习的概念[1]，2004年何克抗教授结合教学技术理论的新发展对混合式学习进行了系统的介绍[2]，近年来，越来越多的教师对混合式教学进行了实践，提高了教育教学水平[3-4]。对分课堂是张学新教授在2014 年提出的一种适合本土化的教学新模式[5]，核心理念是把课堂时间一分为二，一部分留给教师讲授，另一部分留给学生进行讨论，并把讲授和讨论时间错开，学生进行个性化的内化吸收，更符合学生的学习规律。众多教师引入对分课堂理念进行实践，获得了较好的效果[6]。超星学习通是教育信息化时代下的一款智慧型教学工具，具有签到、讨论、测试、作业等功能。教师需要提前上传课件、视频、习题等资源，布置相应任务，学生课前预习或者课后复习以及完成相应的任务。本文以河北科技大学结构力学课程为例，依托学习通平台，结合对分课堂与混合式教学的特点，探索新的课堂教学模式，提升结构力学教学效果，为今后结构力学教学改革提供一定的参考。

二、基于“对分课堂 + 混合式”教学模式设计与应用

本文将对分课堂与混合式结合应用到结构力学教学中，其设计思路包括课前、课中和课后三部分教学安排，见图1所示。三部分内容相互联系，环环相扣，并可以根据教学的具体情况灵活调整。

图1 “对分课堂+混合式”教学模式流程图

1.准备工作

教学顺利实施需要教师与学生建立及时、有效的连接。建立QQ课程群，学生以“班级+学号+姓名”作为群昵称加入该群，教师利用群公告及群文件等功能在群里发布相关学习资料、课前任务、课后作业等内容，学生学习过程中遇到的疑问可以随时反馈到本群，可以在本群讨论，教师答疑。建立小组长交流QQ群，5-6名同学为1个学习小组，每组选1名学习成绩好又热心的同学作为小组组长，督促本组学生按时按质完成老师布置的课前任务、课后作业等，同时负责反馈本组成员的学习情况，随时和教师保持沟通，保证授课顺利进行。每个小组建立一个QQ交流群，方便小组间学生讨论和交流，大部分同学不好意思把疑问直接反馈到QQ课程群，小组长可以利用此群收集学生学习中遇到的疑问并反馈给教师。

2.课前安排

教师课前利用QQ课程群发布课前教学任务，学生接受任务，课前完成学习通的PPT课件和视频学习，并完成学习通测验内容，一般测验题目包含10道客观题。学生自主完成学习任务后，会存在一些疑问，把这些疑问直接发到QQ课程群或发到自己所在的小组群，小组长督促本组学生完成学习任务的同时收集本组同学的疑问，反馈到QQ小组长群。教师整理三方面的反馈信息，一是QQ课程群，学生直接反馈的疑问；二是QQ小组长群，小组长反馈的各组疑问；三是学生完成学习通线上测验的情况，重点是错误率高的题目所涉及到的知识点。教师根据以上反馈信息，了解到学生课前对内容的掌握程度，可有针对性地设计课堂教学内容和教学方法，更有效地授课。从教学实践来看，课前安排任务的完成质量决定着本次课的教学效果，因此，加强了对学生课前完成任务的督促与检查，从完成情况来看效果较好。

3.课中安排

结构力学课程每次课包含2节小课堂，每节课堂45 mins，共90 mins。课中内容主要包含两部分，讲授和课堂讨论。第1节课为讲授，首先对上次课程内容进行回顾以及再次答疑，约5-10 mins；然后根据备课情况，有针对性地讲解本次内容的重点及难点，约35-40 min。第2节课安排是，首先利用学习通对本次内容学习效果进行测验，约10 mins；然后学生进行小组讨论，约15 mins；学生反馈疑问，约5 mins；教师进行答疑及总结本次课程内容，约15 mins。以上安排可以根据结构力学课程进度进行适当调整。要重视课堂小组讨论，为了避免部分同学不积极参与讨论的情况出现，教师在学生讨论过程中应进行巡视，适时参与其中，鼓励学生积极参与小组讨论，效果要好于教师不巡视的情况。

4.课后安排

课后学习是学生对本次内容的内化及吸收过程。学生经过预习阶段、课堂学习阶段后基本能够听懂并理解本次课程讲授的知识点，但能否灵活应用本次课程的知识点，关键还要看完成作业的情况。作业是检验学生是否真正掌握本次课程知识点的主要工具，所以有必要布置一定数量的作业。学生认真独立地完成作业过程中遇到疑问可以继续反馈，然后完成学习通线上测试，教师经过整理反馈，下次上课利用5-10 mins进行答疑。每次课的内容经过学生预习1次、上课学习1次、下课复习1次、中间讨论1次、教师解答疑问2次，基本上可以解决学生遇到的大部分疑问，如果还有个别未能解决的疑问，学生可以课下找老师单独解答。从学生反馈来看，同学的疑问大部分都是做作业后遇到对知识点不能深入理解所造成的问题，经过答疑，基本上都可以解决。

5.考核安排

结构力学增加了过程考核比例，课程考核包含期末试卷成绩和平时成绩，其中试卷成绩占60%，期末考试采用半开卷考试，考试时允许学生把结构力学相关的公式、知识点等内容手写在A4纸一面，并写上班级、学号、姓名，带入考场作为参考。学生在准备A4纸参考内容时，重新对结构力学知识点进行整理，属于学习的一部分，并且杜绝了学生考试作弊的现象。过程考核平时成绩占40%，由于作业和学习通测验是学生学习过程中的两个最主要方面，学生需要通过做一定量的练习题才能深刻理解结构力学的基本概念和基本原理。作业内容为计算题，主要是绘制结构力学的内力图，学习通测验为客观题，主要为结构力学的基本概念和基本原理，这两部分成绩作为学生的平时成绩。作业成绩占20%，学习通测验成绩占20%。另外规定，学生期末试卷成绩低于50分时，总成绩不计入平时成绩，保证学生在关注平时成绩的时候也要保证期末试卷的成绩。从两年的教学实践来看，半开卷考试杜绝了打小抄的现象。由于过程考核评分权重的增加，促进了平时学习的积极性，培养了学生独立思考的能力。

三、教学实施效果分析

河北科技大学结构力学课程进行了两年的教学改革，限于篇幅，以2020-2021学年学生的学习情况为例进行说明，学生三个班共104人，称为一班、二班和三班。

1.结构力学与材料力学成绩对比分析

材料力学成绩反映了学生对力学知识的掌握程度，基本上是学生对结构力学先修知识的综合反映。对材料力学和结构力学卷面成绩的分析对比，反映出了新教学模式的效果。

结构力学与材料力学成绩对比如表1所示，一班和二班结构力学和材料力学平均成绩比值均大于1.1，二班结构力学和材料力学平均值比值0.96，全部学生平均值比值为1.07，总体上来看，结构力学课程新模式教学效果好于传统教学。为了对比新模式教学与传统教学不同程度学生的情况，把各班材料力学成绩按照70分以上（一班（1）、二班（1）、三班（1））和70分以下（（一班（2）、二班（2）、三班（2））的学生分别进行材料力学与结构力学成绩统计分析，结果见表1，新模式教学对于基础较好的学生来说作用不大，但是对于基础较差的学生帮助较大。主要原因之一是结构力学试卷中力法和位移法试题较难，整体得分较低，未能区分不同程度的学生，导致了基础相对较好的学生结构力学成绩没有获得较高的分数；另外一个原因是结构力学新模式教学中利用学习通测试的客观题较多，材料力学成绩较低的学生经过训练，基本掌握了结构力学基本概念和基本原理。

2.学生成绩影响因素分析

（1）学习通线上测验成绩

学习通测验包含三部分内容，一部分是预习完成PPT课件和视频后的课前测验；一部分是课上讲授本次课程知识点后的课中测验；最后一部分为学生复习完的课后测验，每次测验10-20道客观题。统计学习通测验成绩与期末成绩的关系如表2所示，期末成绩与学习通测验成绩基本呈正相关，说明期末成绩高的学生平时学习掌握的较好，期末突击影响因素较小。

表1 结构力学与材料力学成绩对比

表2 期末成绩与线上测验成绩的关系

（2）作业成绩

结构力学学习需要一定数量的练习，布置了一定数量的作业，表3为期末成绩与平时作业成绩的关系，由表3可知，期末成绩与作业成绩大体上呈正相关，针对成绩较差的学尤为明显，由于作业成绩评阅比较宽松，导致了作业成绩普遍高于期末成绩，作业成绩大体反映出了学生平时的学习态度。

表3 期末成绩与作业成绩的关系

（3）观看视频时间

虽然线上观看视频时间不作为平时成绩计入总成绩，为了了解学生线上观看视频时间与期末成绩的关系，统计二者关系如表4可知，结构力学期末成绩与学生线上观看视频的时间大体上呈正相关。但是总体来看，部分学生观看时间较短，可以从侧面说明部分学生课后学习时间较少，对结构力学课程不够重视。

表4 观看视频时间与期末成绩的关系

四、结论

“对分课堂+混合式”突破了传统的教学模式，实现了二者的充分融合。以结构力学期末考试成绩为依托，对新教学模式的教学效果及影响因素进行了探讨，得到了以下结论。

第一，新教学模式的实施，增加了生生互动、师生互动的时间，培养了学生学习兴趣，增强了学生的活力，激发了大部分学生的自主学习能力，活跃了学生上课气氛，提高了学生的沟通与合作能力，提高了教学的效果。

第二，结构力学的期末成绩与平时作业成绩和学习通线上测验成绩大体呈正相关，作业成绩由于评阅比较宽松，导致了作业成绩普遍高于期末成绩。

第三，本次仅依据期末考试成绩探讨了对分课堂与混合式教学模式的效果，对学生综合能力的评价，还有待更科学的评价机制。

实践中也发现了一些问题，例如，讨论及答疑时间有时占用上课过多时间、协调课堂各环节的时间等，还有极少部分同学，不能按照教师布置的任务按时按质的完成教师布置的课前、课中以及课后的任务，以上这些均需要教师在教学实践中不断探索，提高课堂掌控能力。

[1]祝智庭，孟琦.远程教育中的混和学习[J].中国远程教育，2003（19）：30-34+79.

[2]何克抗.从BlendingLearning看教育技术理论的新发展(上)[J].电化教育研究,2004（03）：1-6.

[3]张学新.对分课堂：大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛，2014，12（05）：5-10.

[4]陈廷国，曲激婷，陈璨.结构力学课程混合式教学探索与实践[J].高等建筑教育，2020，29(01)：9-15.

[5]陈朝晖，王达诠，陈名弟，文国治.基于知识建构与交互学习的混合式教学模式研究与实践[J].中国大学教学，2018(08):33-37.

[6]黄婧.中国对分课堂研究的知识图谱分析[J].内江师范学院学报，2022，37（01）：96-100.

The Practical Exploration of“PAD Class +Mixed”Teaching Model of Structural Mechanics

YU Hai-feng，LIU Wei-ran，ZHANG Hua，KANG Li-hua

(Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050018, China)

The teaching mode of "PAD Class +Mixed " is applied in the teaching practice of structural mechanics. The students use the Learning Pass PPT courseware, teaching videos, and online tests to study and review before and after class, and the teachers use the classroom to teach in the way of student-student and student-teacher interaction and discussion. The final grade of structural mechanics is compared with the homework grade, online quiz grade, video watching time, and the final exam scores of Mechanics of Materials, the prerequisite course. The results showed that the new teaching mode improved the teaching effectiveness, and the online quiz, homework grades and video viewing time were the main factors affecting the teaching effectiveness of the new teaching mode.

PAD Class; mixed mode; Structural Mechanics

G642

A

1008—6129（2022）04—0001—05

2022-07-27

2020-2021年度河北省高等教育教学改革研究与实践项目——“新工科背景下智能建造实验班/专业课程体系建设研究”，课题编号：2020GJJG565；2021 年河北省研究生课程思政示范课程教学团队项目——“工程地震与结构抗震”，课题编号：YKCSZ2021129。河北科技大学2020--2021年度教育教学改革研究项目——“基于一流课程建设背景下的教学模式创新与实践—结构力学为例”, 课题编号：2020-YB14。

于海丰（1980—），辽宁兴城人，河北科技大学建筑工程学院，教授。