“互联网+”翻转课堂创新桥梁工程课程教学模式研究

汪峰+刘鸿琳+刘章军

摘要：以我校桥梁工程课程为研究对象，剖析了桥梁工程课程目前存在的问题，提出了基于“互联网+”翻转课堂的桥梁工程课程教学新模式。在已建桥梁工程网络课程中，以桥梁工程知识点为主线融入翻转课堂教学元素，将课程内容进行碎片化设计和重构，构建基于课程网站的专业课云资源式学习环境。分析学生课前问题引导、观看专业课视频和问题讨论环节中桥梁知识的内化途径。将“翻转课堂”引入桥梁工程教学之中，有利于增强学生获得感，激发师生互动交流，进一步提高教学时效性和针对性。

关键词：互联网+；翻转课堂；桥梁工程；云资源式；教学模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）19-0184-03

近年来，世界各地的知名高校逐渐开始运用“互联网+”翻转课堂的教学模式，取得了显著效果，受到了媒体、教育工作者的关注[1]。我国在“十三五”时期，也明确提出了“互联网+”教育的行动计划。“互联网+”教育依托大数据、云资源和移动互联等技术，构建了全新的教育生态环境，培育出多种形式的教学模式[2][3]。其特点是通过课前问题引导、观看视频和课堂问题解决三个环节，重构教学流程和空间，对传统教学模式带来挑战和冲击。

目前，桥梁工程课程教学多以教师、教材为中心传授专业知识，学生在课后运用所学知识完成作业、实验和课程设计。该模式下桥梁工程的知识由教师简单传递给学生，信息是线型和单向，掌握知识的方式单一。由于时空限制，师生缺乏交流和互动，学生获得感不足[4]；其次桥梁专业课程网站多是将课堂教学大纲、PPT课件、教学视频等资料简单复制到网络平台，网站教学视频以45分钟为单位进行划分录制，内容多而全，交互性差，桥梁知识难点消化慢。而且专业课程过分强调桥梁系统的结构构造、理论计算，忽视了学生工程实际经验缺少，认知能力有限的实际问题，课堂教学针对性和吸引力较弱。桥梁工程由于理论覆盖面广，力学概念多，实践性强，其任务和目的不应是知识的单向传递和被动接受，而是要以工程实际问题来引导课程教学，通过师生双向的交流探讨，使桥梁基本知识逐渐内化和掌握，不断培养学生创新实践能力。因此，本项目结合桥梁工程专业课特点，剖析课程目前存在的问题，探索已建网络课程融入翻转课堂的方法，构建“互联网+”翻转课堂土木工程专业课教学新模式。本文研究成果为进一步增强桥梁工程课程教学针对性和实效性，培养道桥专业复合型创新创业人才提供理论支撑。

一、桥梁工程课程建设现状

桥梁工程是我校土木工程专业道桥方向的核心课程之一，该课程在大三下学期开设，其先修课程是理论力学、结构力学、结构设计原理等。该课程的特点是理论性与实践性强，密切联系工程实际。通过该课程的学习，使学生掌握桥梁工程的基本概念、结构体系、构造原理、计算理论与计算方法以及施工技术等方面的专业知识，为今后能顺利从事桥梁工程规划、设计、施工和管养等工作打下牢固基础。

近年来，随着我国交通基础设施的发展，新结构、新材料、新工艺逐渐应用于桥梁结构，桥梁工程的教学内容也逐渐发生变化。桥梁工程课程建设小组自2011年以来，一直探索符合桥梁发展需要的创新人才培养模式。目前，结合最新的桥梁施工、设计和科研的技术成果，基本建成了包括教案、录像、电子课件、模型展示及动画演示等在内的立体化教材体系，编制了一套内容翔实的、与学生实际相结合的教案和教学大纲，不断提升该课程的教学效果；并建立了相应的教学实习基地、开放实验室等，不断提高学生的动手实践能力；为了不断创新课程教学模式，课题组也建设了桥梁工程网络课程，获得了三峡大学优质网络课程，不断拓展教学思路，丰富教学手段和方法。通过网络课程，学生可以利用课余时间，充分发挥自主学习，了解最近的桥梁发展动态，在网站论坛模块，还可参与关于桥梁知识的一切讨论，经过5年网站运行，网站点击率不断攀升，发挥了课程网站应有的功能。

但随着“互联网+”教育的发展，翻转课堂开始走进校园，单纯的桥梁工程网络课程难以适应新的变化，例如网站的教学视频以一节课45分钟为单位进行划分录制，内容多而全，网站交互性差，专业知识消化难，师生互动和交流缺乏，学生的学习获得感较差。2015年以来，课程组申报和参与了桥梁工程开放课程建设，开始着手将翻转课堂引入教学之中，目的是进一步提高学生的创新意识和实践能力，倡导新型教学方法。因此，本文提出基于“互联网+”翻转课堂的桥梁工程课程教学新模式，解决以往课程网站使用率不高、交互性不足的问题，创新桥梁工程教学体系，进一步增强专业课程教学针对性和实效性。

二、桥梁工程翻转课堂探索与实践

“互联网+”翻转课堂模式是融合互联网技术的一种全新教学理念，其主要内涵是借助信息化、碎片化的云资源，教师给学生提供教学視频、动画课件或最新的专业学习资料。学生按照课前计划独立完成有关视频资源的学习，思考教师布置的问题；在课堂上，针对学生提出的疑问交流和讨论，一起完成桥梁知识的解惑、释疑等活动[5][6]。将这一模式引入桥梁工程专业课堂的教学之中，构建基于“互联网+”翻转课堂的桥梁工程教学方法，主要构思如下。

1.针对课程网站中的教学视频、试题、论坛等部分，需要以知识点和章节为主线，融入翻转课堂教学元素，将教学内容进行碎片化设计和重构，构建基于课程网站的专业课云资源式学习环境。

首先，对桥梁工程关键知识点的视频资源进行碎片化设计。我校目前桥梁工程网站提供了桥梁施工、设计的相关教学视频和动画仿真。这些视频都是以45分钟为单位，而且是以一个大的知识点进行录制完成。在传统课堂上，学生如果对相关的知识点不理解，可在网络课程网站观看视频，自己去学习。也可以在论坛中，发帖继续和老师讨论。但大三的学生由于需要学习的专业课程非常多，基本没有时间继续学习。因此，若将桥梁工程的大知识点碎片化处理，分成若干知识点，则学生可以根据信息检索到自己还没有掌握的关键知识点，然后反复学习和理解对应的视频，不受空间和时间的限制。在实践中，我们发现可以把每5分钟的课堂划分为5个知识点。例如，桥梁工程绪论中的桥面铺装，桥面铺装、排水装置、伸缩缝、照明等知识点，分别做成有特色的小视频，这样可以满足不同学生的需求。

其次，针对测试试题、论坛等栏目以知识点为线索的重构研究。目前，桥梁工程网站测试题目主要是针对课本上的某一章节内容进行划分，和平时的课后习题重复度较高。另外，论坛没有划分板块，不论是桥梁工程课本上知识点的讨论，还是桥梁设计、施工的专题、课外话题的讨论，都在一个模块下，不利于学生快速检索到关于知识点的所有讨论信息。因此，以桥梁工程知识点为线索，重构试题、论坛等网站栏目，将所有同类的知识点试题、讨论归并化处理。

2.基于桥梁工程专业知识的实际应用情景，需要掌握学生课前问题引导、观看专业课视频和问题讨论环节中知识内化过程和规律，了解分解知识内化的难度和增加专业知识内化次数的途径。

问题引导、观看视频和问题解决是“互联网+”翻转课堂的三大环节。桥梁工程上课前问题引导环节，在网站上，教师提出一些引导性的问题。例如，讲授桥梁工程现状和发展时，让学生准备国内外十大跨径的桥梁，并将相应的知识点的教学视频分发给学生。

观看视频环节。学生在课下时间认真观看教学视频，并通过课程讨论组、微信课程组、论坛等方式进行反馈，解决课前提出的相关问题，将不懂的知识点筛选出来。在这个环节中，桥梁工程知识点的正确概念开始在学生的脑海里面内化[7]。

问题解决环节。学生通过课程网站论坛、课程讨论群将不懂的知识点上传，教师收集整理。然后在课堂上与学生一起讨论、互动交流，逐个解决桥梁工程的难点、关键知识点，并鼓励学习小组之间通过比赛等方式积极解决。问题解决环节是学生掌握桥梁工程知识点的第二次内化过程，教师需要在该环节激活正确的概念，纠正和强化学生原有的基础知识。

由翻转课堂的三个环节可知，桥梁工程的知识内化主要通过学生观看视频和课堂问题讨论实现。在实际教学课堂中，教师需要从教学视频的制作入手，将复杂的、非良构的、不能自建的桥梁知识以简单、正确的概念展现，然后在课堂问题讨论中，进一步强化每个关键的知识点。不断反复地接触、讨论，完成知识内化，并被学生理解和掌握，利用互联网技术，实现桥梁工程课堂的真正翻转。基于“互联网+”翻转课堂桥梁工程课程教学新模式如图1所示。

翻转课堂虽然是一种基于信息技术的全新的教学手段，但是一门课程的教学效果的好坏，还需要其他的环境支持[8]。上述思路主要从微观层面，研究每堂课、每个知识点的翻转课堂模式。以自主学习为基本方式，引导研讨交流，以释疑解惑为基本指向，突出问题意识，以过程考核为基本手段，强化学生主体。在宏观层面，需要优化桥梁工程课程设置、教学内容、教学环境、教学资源、教师培训以及学习效果评价等多个环节。

三、课程建设效果与体会

基于“互联网+”翻转课堂不是传统桥梁工程课程网站的简单升级完善，而是以桥梁知识点为线索，形成了“微课”式的教学视频资源，创建了以学生为中心的教学环境，体会如下。

1.重构了桥梁工程教学思路。将翻转课堂元素融入到桥梁工程专业网络课程网站中，首先改变了“将课堂简单搬上网”的阶段，不仅为学生提供一种云资源式的学习环境，而且有效增加了师生互动交流，能够培养学生的创新实践能力。

2.变化了课程教学流程。基于“翻转课堂”的教学模式转变为学生课前学习教学视频、课件或教学案例等教学资源，通过桥梁工程课程网站，教师提供在线回复和答疑。课堂时间用于师生间、学生间的讨论交流。教师在课堂上有针对性地讲解桥梁工程中的难点和关键点，有助于促进学生对相关内容的掌握和内化，也符合时代潮流，易被新时代的学生接受。

3.提升了教学空间。学生不再受到45分钟课堂的限制，根据自身需求和兴趣，可以重復观看和学习相关视频资源，并及时和老师沟通交流，弥补了传统课程网站的不足。课程网站还可以协助教师有效、及时地展现最新、前沿的桥梁研究成果，动态掌握学生的学习过程和学习效果，迅速了解学生的学习状态，进而捕捉更有效地知识传递方法。

4.重新定位了师生角色。教师由传统的理论传播者，转变为教学云资源的管理者、提供者，课堂学习的解答者，讨论交流的引导者。学生由传统的知识接受者，转变为教学活动的积极参与者。

综上所述，桥梁工程专业课程实施“翻转课堂”模式，有助于加强和凝练课程教学资源建设，探索易于学生接受的专业课教学体系。该模式实现了网络平台与现实课堂紧密结合，一方面适应了互联网与信息时代大学生的学习习惯；另一方面通过翻转课堂颠倒了传统教学过程，有利于增强专业课程教学的针对性和实效性。

参考文献：

[1]Piedran，Chicaiza J.OCW-S：Enablers for Building Sustainable Open Education[C].2103 IEEE Global Engineering Education conference，2013：1262-1271

[2]张岩.“互联网+教育”理念及模式探析[J].中国高教研究，2016，（2）：70-73.

[3]何克抗.从“翻转课堂”的本质看“翻转课堂”在我国的未来发展[J].电化教育研究，2014，255（7）：5-16.

[4]齐春玲，王显利，王凯英.“慕课”对高校土木工程专业桥梁设计类课程教学改革的启示[J].产业与科技论坛，2016，14（13）：146-147.

[5]卢有亮，姜书艳.精品课程网站中融入MOOC教学方法的研究[J].电化教育研究，2016，33（1）：173-175.

[6]颜正恕，徐济惠.线上线下一体化“互联网+”个性化教学模式研究[J].中国职业技术教育，2016，（5）：74-78.

[7]赵兴龙.翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计[J].现代远程教育研究，2014，128（2）：55-61.

[8]王华，殷旭辉.基于互联网思维的参与式教学设计、实践与展望[J].中国农业教育，2015，（2）：86-88.

Exploration and Practice of Teaching Method of Bridge Engineering Based on Flipped Classroom Mode

WANG Feng，LIU Hong-lin，LIU Zhang-jun

（College of Civil Engineering & Architecture，China Three Gorges University，Yichang，Hubei 443002，China）

Abstract：Taking bridge engineering courses as the research object，the existing problems of the course was analyzed.The new teaching model based on "Internet plus" flip the classroom was purposed.In the network course of bridge engineering，the main line of the bridge engineering knowledge is integrated into the teaching elements of the flipped classroom，and the course content was designed and reconstructed.The learning environment based on cloud resources was built.The internalization process of bridge knowledge was analyzed in three stages including pre-class problem guidance，watching professional video，and problem discussion link.The "flipped classroom" integrating into bridge engineering has more advantageous，such as enhancing students' sense of access，innovative teachers teaching methods，stimulating the interaction between teachers and students，and further improving the timeliness and pertinence of teaching.

Key words：Internet plus；flip the classroom；bridge engineering；cloud resources；teaching mode