网络环境下《材料力学》课程多元混合式教学模式探析

沈玉凤，王 厂，许英姿，刘 露，谭 敏

（1.山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博255049；2.山东理工大学教务处,山东 淄博255049）

网络环境下《材料力学》课程多元混合式教学模式探析

沈玉凤1，王 厂2，许英姿1，刘 露1，谭 敏2

（1.山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博255049；2.山东理工大学教务处,山东 淄博255049）

多元智能理论认为人类思维和认识的方式是多元的，教学方式应随着教学内容、学生群体、教师特性的差异而改变。材料力学是一门集理论、实验、应用于一体的课程，单一的教学模式难以达到良好的教学效果。文章提出了基于材料力学教学的多元混合式教学模式，根据不同的教学内容将传统课堂讲授、自主学习、翻转课堂、对分课堂、小组探究等多种模式有机结合，经过两轮的教学实践，取得了良好的效果。

多元智能理论；材料力学；多元混合式教学

一、引言

翻转课堂模式[1]无疑是近年来在国内外广泛关注的新模式，越来越多的教师结合课程教学开展翻转课堂教学实践，取得了不少成果。经过笔者的教学实践，感觉在操作层面上还存在一些问题。首先，学生在缺少教师监控的环境下难以保持学习的动力。对于学习自主性不是太高的地方高校大学生来说，自主学习的动力主要取决于学习者自身的内因，但来自教师和同学等方面的外部因素也会起到很大的作用。课前的网络学习没有了教师的监控，学生的学习热情和学习动力都会大打折扣。再者，学生自主学习碰到的疑问无法及时得到反馈，学生累积的疑问会越来越多，进而影响学习的热情和自主性，学生容易半途而废，或者敷衍了事，学习的知识就变得支离破碎，没有系统性和条理性。[2]

在此大背景下，混合式学习（Blended Learning）的概念应运而生。混合式学习是指在学习过程中，将面授学习（Face-to-FaceLearning,F2F）的优势与在线学习（OnlineLearning）的优势相融合，以达到有效学习的一种学习模式。目前混合学习的基本理念几乎是公认的，即在“适当的”时间，将“适当的”学习技术与“适当的”学习风格相契合，对“适当的”学习者传递“适当的”能力，从而取得最优化的学习效果与学习方式。[3]混合学习是学习理念的一种提升，这种提升会使得学生的认知方式发生改变，教师的教学模式、教学策略、角色也都发生改变。

但混合学习模式在操作层面上，给老师和学生都带来了挑战，其挑战来自混合学习理念中的五个 “适当的”,即如何才能做到“适当”，这就要求教师要认真研究教学内容、学生群体状态等诸多要素。材料力学课程是机械类、土木各专业的重要技术基础课，[4]课程学习的目的是为后续课程以及未来的工作搭建一个扎实稳固的基础性支撑平台。课程内容相对庞杂，有以高等数学、理论力学作为基础的理论知识，也有基于实验的材料性能知识，更有直接面向工程的应用性知识。内容中，有的需要学生理解，有的需要掌握，有的则要会应用，还有的需要学生学会分析，锻炼综合能力。因此，根据课程中不同的教学内容和教学目标设计，合理应用传统教学、网络教学、对分课堂等有效教学方法，形成适合课程特点、适合教师风格、适合学生学习习惯的多元混合教学模式。本文结合材料力学内容特点，提出了“教师精讲+自主学习+对分课堂+翻转课堂+小组协作探究学习”的多元混合式教学模式，经过两轮的教学实践，取得了良好的效果。

二、多元智能理论与多元混合式教学

多元智能理论是由美国哈佛大学教育研究院的心理发展学家霍华德·加德纳(HowardGardner)在1983年提出。加德纳从研究脑部受创伤的病人发觉到他们在学习能力上的差异，从而提出本理论。他认为我们每个人都拥有八种主要智能：语言智能、逻辑—数理智能、空间智能、运动智能、音乐智能、人际交往智能、内省智能、自然观察智能。多元智能理论有助于老师从学生的智能分布去更加了解自己的学生，知道学生之间存在差异，同一个同学对不同内容的接受程度也存在差异，应该采取多样化的更适合他们的教学方法。[5]

多元智能理论应用在课程教学中，给我们诸多启发。一是要改变以往的学生观，多元智能理论认为几乎每个人都是聪明的，但聪明的范畴和性质呈现出差异。要用赏识和发现的目光去看待学生，改变以往用一把尺子衡量学生的标准，要重新认识到每位学生都是某些方面的天才，只要我们正确引导和挖掘他们，每个学生都能成才。二是要用多元化的教学方法，多元智能理论强调应该根据每个学生的智能优势和智能弱势选择最适合学生的方法。根据不同的教学内容选择不同的教学方法，促进学生潜能的开发，最终促进每个学生都成为优秀的自己。三是教师要改变自己的教学目标，多元智能并不主张将所有人都培养成全才，而是认为应该根据学生的不同情况来确定每个学生最适合的发展道路。通俗来讲，多元智能理论不是让学生千军万马过独木桥，也不是简单地要求给学生多架几座桥，而是主张给每条学生都铺一座桥。教育的价值除了为社会培养有用之才，更在于发展和解放人本身。

多元混合式教学模式一定程度地体现了多元智能教育理念，在多元混合教学环境中，学习者的多元智能可以得到潜移默化的浸润式的发展，如果教育者对混合式教学环境进行精心设计，学习者多元智能的发展将更具系统性和成效性。混合式教学环境能够为学习者的多元智能发展创设适应性、触发性和诱导性的学习氛围，是诱导、激发和强化多元智能发展的强效活动平台。本文的多元混合式教学突破了传统课堂教学时间和空间维度的限制，可以帮助学习者扩大交流对象，通过教学中对分课堂、小组研讨、翻转课堂、问题探究等多种形式的教学活动安排，能够为学习者创设情境化的问题空间，引导学习者学会解决现实问题，从而建构有意义的知识。[6]此外，在多元混合式教学实践中，学生通过运用现代教育技术，如多媒体软件、文字处理软件、PPT课件制作、数据处理工具等，不仅可以极大地提高学习效率、节省学习时间，而且可以开拓和体验全新的学习方式，感受新型的学习文化，更重要的是锻炼了学生的表达、自主学习、团队合作、批判思维等能力。

三、《材料力学》课程多元混合教学模式改革

1.教学目标设计

课程教学模式改革总体教学目标基于以下三点：①提升专业素养，教会学生力学概念、力学基本分析方法、力学知识体系、工程中的力学问题、力学文化与力学扩展。②重视能力培养，培养学生分析问题解决问题的能力、自主学习的能力、准确而优雅的书面和口头表达能力、批判性思维能力、团队协作能力、终身学习能力、人生规划与幸福生活能力和领导力。③关注人格养成，引导学生习得一种积极乐观的良好思维习惯，具有高贵的品格和丰富内心世界，真实、善良、健康、快乐地工作和生活。

2.信息化学习环境创建

只有在丰富的信息化学习环境下，才能保证课程教学模式改革的顺利实施。本课程搭建了资源丰富的网络教学综合平台，教学资源栏目上传了课程信息化教学设计、按照章节区分的教学课件、按照知识点区分的教学课件、电子教案、实验教学、课堂拓展等9个二级栏目。教学活动栏目设计了：教学笔记、课程作业、答疑讨论、研究型教学、播客单元、在线测试、课程问卷等10个二级栏目。在课程建设栏目设计了：课程教学研究、课程学习、学习进程、教师教案、学习讨论区、研究型学习、行程性评价、翻转课堂学习指导等13个二级栏目，教学平台能够满足信息化环境下教学模式改革的需求。另外平台上的教学邮箱、学习笔记、答疑讨论、常见问题指导、课程通知等栏目很好地实现了师生之间、生生之间及时的信息交互，充分营造了交流讨论的学习氛围，为教学模式改革的顺利进行构建了较为理想的信息化学习环境。

3.材料力学多元混合教学模式

基于以上目标，设计了“教师精讲+自主学习+对分课堂+翻转课堂+小组协作探究学习”的多元混合式教学模式。教师精讲主要是讲透基本概念、基本原理、重点难点、易混淆点。其他内容主要是开展自主学习、对分课堂、翻转课堂、小组协作探究等学习形式，充分发挥了学生学习的主体地位。

（1）学生自主学习

对于理论性不强、文字叙述较多、学生通过浏览网络平台的相关学习资源能够自主完成学习的内容（应力集中、非圆截面杆扭转、提高弯曲强度措施、提高弯曲刚度措施、提高压杆稳定性措施）安排学生自学。

主要环节包括：教师提前布置学习任务、在网络平台上发布学习任务书和学习指导书；学生课下通过查阅文献、研读教材、研读授课课件、观看老师的微视频等资源进行学习，撰写学习报告，提交在网络教学平台上；教师审阅学习报告，就学生学习的效果进行跟踪指导和评价，及时把发现的问题通过网络教学平台反馈给学生；教师针对大多数学生存在的共性问题进行课堂反馈和交流；所有的环节结束后，学生独立完成在线测试，以检测自己的学习效果。

（2）对分课堂学习

对分课堂是一种有效的 “教师讲授+学生讨论的合作学习模式，[7]该模式以思维训练为导向，逐步引导学生会学习、会表达、会思考、会提问、会解决问题。注重学生的课后复习，鼓励督促学生平时学习，把应该付出的努力分散到整个学期。

主要步骤为：①分组：教师预先根据学情分析，开课之前对学生进行随机分组，4人一组，并指定一名小组长，将分组情况提前公示在网络教学平台上，以备学生随时查阅。②第一次上课交代好分组情况，并要求小组4人并排坐在一起，预备进入小组讨论和小组探究学习。③课上：要求学生认真听讲、掌握核心知识。④课下：要求学生独立学习、自主阅读教材、浏览课件、温习授课内容，并独立思考、独立完成作业。⑤待作业完成后，学生就所学习的内容，以及自己对内容的掌握程度梳理“亮考帮”，即将自己学习的结果分为三个等级展示出来：最大的收获、学懂的、不懂的。⑥小组讨论：下一次课上，利用10-15分钟进行4人小组的交流讨论，组员之间温习课本内容、分享学习体会或针对自己的“亮考帮”互相解答疑问。在此过程中，组员之间为别人解答、为自己释疑。讨论结束后各小组要总结本次讨论的精华和解决不了的困惑。⑦教师与学生之间互动讨论：教师随机抽查4-5组的小组讨论效果，被抽查到的同学一定要说 “我们组的收获是……”，“我们组遗留的困惑是……”。教师针对共性的疑惑给出解答，同时展示、点评优秀作业，促进学生的共同进步。对分课堂可以让全班每一位同学都动口、动脑、彼此交流意见想法。在交流的过程中，训练学生能够清楚阐明自己的观点，并且能被他人正确理解；也能训练学生学习倾听，准确理解他人的观点。

（3）翻转课堂学习

翻转课堂学习模式强调学生课前预习，在预习环节发现自己解决不了的、困惑的、迷茫的问题，课上师生、生生交流讨论，解决迷茫点、困惑点。

本课程设计的主要步骤为：①学习准备：对分课堂的4人小组合并形成翻转课堂6-8人学习小组。评价组由班长2人+学习委员2人+课代表2人组成，评价组提前制定翻转课堂表现的评分标准，经教师审阅并给出指导意见；评价组再进行修改，最终形成对讲课组和提问组都有所考评的评价标准。②网络学习与师生交流，内容包括任务发布、进入学习、撰写学习报告、审阅与答疑、修改报告、网上提交等环节。③课堂讨论与生生交流，首先是登台讲课，课堂交流环节按照学习小组进行，教师根据学生的分组名单随机抽取一位学生登台讲课，讲课时间控制在8-10分钟。然后是生生交流，讲解完成后其他小组同学就讲课同学的学习效果以及学习质量提出质疑。讲课同学的小组成员可以帮助讲课同学回答问题。

（4）小组协作探究学习

为了培养学生分析问题解决问题的能力，提高学生的团队意识，锻炼学生的书面写作和口头交流表达能力，设计了小组协作探究学习环节。[8]

主要步骤为：①教师提前2-3周在网络平台上发布小组探究学习项目，学生4人一组，每人领取一项任务。②学生各自独立完成自己的任务，学习有困难的学生可以求助组内成员的帮助。③2-3周之后，待学生各自完成自己的任务，组内成员之间进行交叉批阅、纠错，然后将自己的学习成果进行拍照留存，形成Word文档或PPT文档，并将纸质成果上交，作为行程性评价的一部分。④纸质材料上交后，进入课堂交流环节。本着学生自主自愿的原则，学生登上讲台面对全体同学讲解思考的过程、分析问题的思路、解决问题的方法、付出努力之后的收获体会，目的在于对学生思维能力、探索精神的培养。⑤讲解完成后，必须回答同学提出的问题。此环节重点在于吸引学生的参与，提升学生的交流表达能力，锻炼学生的逻辑思维和推理能力。教师多鼓励学生大胆登台讲解，敢于在众人面前表达自己的想法。⑥学生之间的课堂交流环节之后，教师针对概念含糊不清之处给予进一步的指导和纠正。同时在网络教学平台上公示教师对此次小组作业的进一步解疑和分析过程的指导。

四、效果与总结

1.学生学习成绩得到提高

表1 第一轮多元混合教学改革学生学习成绩对比

表2 第二轮多元混合教学改革学生学习成绩对比

实验班与平行班期末考试采用了相同的试卷。从实验班和平行班的成绩对比来看，实验班级的总体成绩普遍得到提高。

2.学生的综合能力得到锻炼和提高

我们对103名学生进行了课程教学改革满意度调查和综合能力调查，见表3。

表3 学生满意度调查结果

进行学生能力提高调查：通过材料力学课程的学习，我在以下几个方面得到了提高（可选择多项），见表4。

表4 学生综合能力训练调查结果

从调查结果可以看出，学生的综合能力都得到不同程度的锻炼和提高，认为自己自主学习能力得到提高的学生最多，其次是口头表达和逻辑思维能力。学生综合能力的提高，透过学生的留言也充分地得到了印证。如学号为14120201078的同学写道：在这个新学期我摒弃了上学期一些不好的学习习惯，比如上课玩手机、做作业时总是想着看参考答案等。这表明我克服了自己最大的敌人那就是惰性，这也是本学期我最大的收获。并且我也获得了丢失的自信。在材料力学课程的学习过程中，我获得了以下能力：①总结知识点，归纳分析的能力；②学会了提出问题，比以前更加善于提出问题。③提高了与人沟通的能力，更加自信地与他人分析讨论问题，能清楚地表达自己的观点。如学号为14110202008的同学写道：材料力学课堂形式多样，小组协作、翻转课堂、小组讨论等在各个方面综合提高了我们的能力。课前讨论环节在一定程度上“逼迫”我们发现问题、积极思考；小组协作对于我们的团队合作能力得到了提高；翻转课堂提升了我敢于在公众场合大声说话的勇气。透过本学期材料力学课程的学习，我在综合素质方面得到了提高，让我有了一个20岁青年应有的冲劲儿，有勇气敢于在公共场合大胆地表达自己的想法，敢于表现自己。

3.结束语

从调查反馈信息来看，多数同学喜欢并积极参与这种教学模式，课前学生们查阅资料、收集信息、小组讨论、网络讨论、整理学习报告；课上学生登台讲解，回答同学们的提问，也提出问题质疑别人；课后查漏补缺、完成在线测试。这种模式给学生充分的自主学习时间与空间，让学生真正地参与教学的各个环节，做课堂的主人，做学习的主宰，充分锻炼了学生的思维能力、自学能力、交流表达能力，同时也增强了自信心，加强了同学之间的交流和联系，促进了同学之间的深度合作。学生们的收获是显而易见的。但也存在一些不足，如个别同学思想比较传统，仍然抱住传统的观念、传统的学习方法不放，对教学模式和信息化教学带有一定的抵触和偏见，认为“期末我考个高分不就行了吗，干嘛这么复杂”。

本文基于多元智能理论对多元混合式教学模式的研究和探索才刚刚起步。多元混合式教学不但在教学实践上融合了传统课堂教学和网络化教学的优势，而且它是一种更加开放、更加包容的教学模式，可以根据教学目标、教学内容、学生群体差异、教师特性等不断接纳、改进、融合各种新的教学方法。

[1]张金磊.“翻转课堂”教学模式的关键因素探析[J].中国远程教育,2013(10)：59-64.

[2]周雨青,万书玉.“互联网+”背景下的课堂教学——基于慕课、微课、翻转课堂的分析与思考[J].中国教育信息化,2016(2)：10-12.

[3]韩锡斌,王玉萍,张铁道等.迎接数字大学：纵论远程、混合与在线学习——翻译、解读与研究[M].北京：清华大学出版社,2016：50-55.

[4]米红林.国外材料力学课程教学模式与初探[J].科技创新导报,2014(4)：160.

[5]孙洁.论混合式教学的多元智能及人本主义理论基础[J].科学大众（科学教育）,2013(8)：128-129.

[6]王竹立.新建构主义的理论体系和创新实践[J].远程教育杂志,2012(6)：3-11.

[7]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(5)：5-10.

[8]王丹华,刘敏昆,孟宝兴.混合式学习环境下的小组学习设计与应用研究[J].中国教育信息化,2016(4)：34-36.

(编辑：李晓萍)

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1673-8454（2016）20-0034-04