云教学支撑下的《工程力学》翻转课堂教学模式探索

李健　王海明　李凤娟　席宣宣　周岭

【摘 要】随着网络社会的不断推进，高校教育云的发展是大势所趋，依托于移动互联网、智能学习终端及网络教学系统的云教学也随之兴起。这里将翻转课堂教学理念引入到《工程力学》课程教学中，并探讨在云科技大数据平台的支撑下，打破原有教育屏障，构建一个集传统课堂教学、课后自学、互动交流于一体新型教学体系，并为《工程力学》课程的互联网+教学作出有益探索。

【关键词】云教学；翻转课堂；工程力学；教学模式

中图分类号： G434；TB12-4 文献标识码： A 文章编号：2095-2457（2018）04-0067-003

Exploring Teaching Mode of "Engineering Mechanics" Flip Class under the Support of Cloud Teaching

LI Jian1 WANG Hai-ming1 LI Feng-juan1 XI Xuan-xuan2 ZHOU Ling1

（1. School of Mechanical Electrification Engineering， Tarim University， Alar， Xinjiang 843300， China；

2. School of Science and Technology， Xinjiang University， Xinjiang Aksu 843000， China）

【Abstract】With the continuous advancement of the internet society， the development of college education cloud is the trend of the times， and the cloud teaching based on mobile internet， intelligent learning terminal and network teaching system also rises. Here， the concept of flipping classroom teaching was introduced into the teaching of Engineering Mechanics， and under the support of the cloud technology big data platform， the education barrier was broken and a new type of traditional classroom teaching， self-study after school， and interactive communication was constructed. Teaching system and making useful explorations of Internet + teaching in Engineering Mechanics.

【Key words】Cloud teaching； Flipping classroom； Engineering mechanics； Teaching mode

0 引言

《2013-2017年中國网络教育行业市场前瞻与投资预测分析报告》显示，近几年来，我国在线教育用户规模呈现逐年上升的趋势，2017年预计达到1.2亿人。与此同时，互联网+教学对传统的教育教学观念提出了挑战，互联网+教学更容易突破传统教学模式下陈旧死板、千人一面的桎梏，提供私人定制，其核心理念也更加贴近教育教学规律和人才成长规律，可以进行人性化、多样化的人才培养[1]。

接下来的十年，将会是云计算的时代。随着云计算产业的迅速发展，其应用逐步从互联网行业向制造、金融、教育、医疗等传统行业渗透和融合，不断促进传统行业的转型升级，高校教育云的发展是大势所趋。《教育信息化十年发展规划（2011～2020）》中明确提出了建设中国教育化云服务平台的任务计划，云计算将成为教育行业信息化的下一个热点，在高校院所广泛应用[2]。

翻转课堂是指重新调整课堂内外的时间，将普通课堂中的讲授移到课外进行，课堂内通过实验、项目训练、研讨、团队合作等方式让学生成为学习的主动实施者，学生的工程实践能力和沟通交流、团队协作能力在课堂上能直接得到很好的锻炼。在这种教学模式下，教师不再占用课堂的时间来讲授信息，而由学生在课后完成，教师将有更多的时间与每个人交流；学生可以通过看视频讲座、听播客、阅读电子书甚至在网络上与人讨论等方式来学习；课后，学生自主规划学习内容、学习节奏、风格和呈现知识的方式，教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习[3-4]。

云教学是指依托于移动互联网、智能学习终端及网络教学系统支撑下线上线下新型教学体系，创造一种动态的、交互的个人学习环境，使教学由传统的教师堂课传授向学生自主学习、小组合作学习以及个性化学习转变。目前，随着网络社会的不断推进与学生自我意识的不断觉醒，传统课堂教学已经难以为继[5]。将云科技大数据平台与传统教学模式结合，进行有效融合优化，在“互联网+”背景下，努力构建一种云教学平台支撑下的《工程力学》课程翻转课堂教学模式改革与创新，已经成为当下“教育发展”一种必然，也同时是对“互联网+教育”领域的一项有益实践与探索。

1 当前《工程力学》课程教学中存在的一些问题

随着网络社会的不断推进，高校课程的“互联网+”教学已是大势所趋。但目前《工程力学》课程的教学仍以教学课堂传授、板书理论演绎为主，这其中存在的各类问题如下：

1.1 教学主体缺失

传统的教学活动中以教师为中心，一切教学活动都以教师为主导来开展，教师在课堂上利用语言、形体动作、手势、板书、示范等多种形式来向学生传授教学方案中划定好的知识；当学生在课程学习中出现各种问题时，依据先前制定好的各种教学管理条例，教师也能进行有效的控制与处理，这样就方便了教师对整体情况的组织与掌控，使之不偏离教学目标的要求。

教学的主体是学生，教学过程是在人与人之间的接触与交流。传统的教学模式下，学校院系制定的一切教学计划都是以教师为主，教师自己制定的教学方案又很少考虑学生的认知水平与接受能力，一切以教學计划为纲。这种情况下，教师的教学内容相对学生而言就显得枯燥乏味、晦涩难懂，不够能因材施教，更不能发挥学生的个性与主观能动性，课堂气氛沉闷、压抑，学生对内容疲于思考、被动接收，课堂教学有沦为“填鸭式教育”的趋势。

1.2 教学计划死板

当前教学模式下，教师教学的重点在教案，教案对教学内容、教学步骤、教学方法等都进行了具体的设计和安排规划。比如：教师每学期开课前，教师必须要完成整体教学内容的规划和教学方案的设计，制定好每堂课上所要讲授的内容；课堂上教师只需按照教案设定好的程序按部班，教案主导全局，主演是教师，学生配合剧情即可。

如此引导下，教师只关注自己的教学任务完成情况，而不会将精力投入到学生身上，学生在课程学习中遇到的各种问题，学生对知识的掌控缺陷，都没有得到很好的处理。这种教学模式，知识从教材经教师传递给学生，注定只能进行知识的传授，而无法释放学习的天性，培养他们对知识的应用创新能力。

1.3 教学手段单一

传统“工程力学”课程教学当中，以教师的课堂讲述、板书演绎为主，教学过程当中注重基础理论与公式推演，强调学生的数学基础与理论联系实际的能力，然而目前的“90后新人类”大学生普遍存在理论基础差、理论联系实际能力偏弱的情况，这样就造成了当下大学生对“工程力学”课程教学内容被动接受、惰于思考、缺乏实践创新能力的实现，具有填鸭式的弊端，教学质量不高。

2 翻转课堂教学理念的特点

翻转课堂，可称为“颠倒课堂”，是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。翻转课堂教学模式可以让课堂回归到学生能力的培养：翻转课堂将普通课堂中的讲授移到课外进行，课堂内通过实验、项目训练、研讨、团队合作等方式让学生成为学习的主动实施者，学生的工程实践能力和沟通交流、团队协作能力在课堂上能直接得到很好的锻炼。翻转课堂相对传统教学有四大颠覆：从被动学习向主动学习翻转；从考试成绩向学习能力翻转；从有教无类向因材施教翻转；从孤立式教育向共享型翻转。

翻转课堂从根本上将教师和学生在教学过程中的角色进行了颠覆，改教师传授为教师组织、引导。翻转课堂模式对教师的教学能力、交往能力、课程评价能力、科研能力都都提出了很高的要求，教师要从课前学习设计、课堂教学储备、课后教学评价、师生互动交流等多个方面去做准备，以完成整个翻转课堂教学过程。

3 云教学支撑下的《工程力学》翻转课堂

教学模式探索

3.1 基于大数据的云教学系统构建

在教师、学生、家长作为学生教学中不可或缺的三方角色，如何将学校教师教学、学生课后自学、家长监督教育进行有效融合，在互联网的助力下形成良好的家校合作制度，让学生取得较好的学习效果，这里引入云计算技术，搜集教师、学生、家长与学生学习有关的大数据，分析其中蕴含的内在联系，构建一个集传统课堂教学、课后自学、互动交流于一体新型教学体系，主要构成如下：

数据搜集、分析处理，在校园网上搜集教师、学生、家长三方与学生学习有关的数据，之后将这些数据资源进行整合并依托云计算技术进行有效的分析处理，为接下来的应用服务提供依据和支撑；应用服务部分，教师、学生、家长三方联合起来将校园网中的现有资源进行重新组合，既能保证学生有充裕的学习资源，又能满足教室有足够的备课资料，同时家长通过对学生学习生活痕迹的监督，也可以实时了解学生的学习、生活、心理变化；网络与移动终端，教师、学生、家长可以在手机、电脑或PAD等网络终端上，通过注册登录来了解学习自己想要得到的资料、信息，并可以进行便捷的交流互动。

3.2 翻转课堂教材选取与教学方案的制定

根据院系机械电子工程专业培养方案的内容安排与培养目标，我院机械类专业学生的学习能力与实践水准，以及当下《工程力学》课程课时量逐渐减少的现实需求，筛选符合我院教学体系与具体情况的合适教材。

明晰《工程力学》课程中哪些内容是主干，可利用翻转课堂教学模式在课堂教学中进行讲授，而哪些内容是课堂教学无法及时展开的重点难点，需要通过微课程模式，放置在课外教学。课堂教学采取理论与实践相结合的模式，课堂之外的自主学习选取网络视频公开课或是微课程的方式来进行。

3.3 翻转课堂中微课程选择、设计与制作

在注重应用的原则下，针对教学学时内无法深入展开的一些重点难点，如运动学综合应用实例、物体受力变形中的组合变形以及一些力学基本理论的数学推导，可以采用微课程的方式，将这些内容分别整理为一系列8-15分钟的PPT式微课程，将内容制作得更加简洁、生动、易懂，并利用电脑网络与手机APP等多样的传播形式，方便学生利用课余碎片化时间来学习。

微课程内容的选取应根据高等教育及《工程力学》课程的特点，采用合适的教学方法，如案例教学法、启发式教学等，使学生在反复的听讲和练习中提高能力。其次，微课的设计与制作过程中要注意到多个关键技术问题，如微教案设计、脚本编写、素材的搜集和制作、PPT制作、教学实施与录制、后期视频编辑等等，这些技术难题都应得到解决。最后，根据上一步制定好的教学方案，节选课堂上无法展开却又不可或缺的知识点，设计好相应的教案、脚本并选取教学模式，运用相关技术录制微课视频。

3.4 翻转课堂教学交流平台的创立

通过这一平台，学生可以在课前、课上、课后分别完成不同的学习任务，与教师或学生间进行实时的沟通，避免了带着疑问去学习新知识所带来的困难。这就大大促进了学生学习的积极性，由此形成一个良性循环的学习氛围。此外，该平台的统计分析功能也可帮助教师实时分析掌握学生在学习过程中遇到的疑难问题，及时应对或补充讲解，为开展个性化教学提供帮助。

这样就可以把握针对90后“网络新人类”在学习过程中的心理特点与价值取向，能够积极并及时得与学生进行线上线下平等交流、互动，根据学生的反馈对教学内容和教学方式随时随地进行调整，从而达到较好的教学学习效果。

4 结语

这里基于云科技大数据平台，对云教学支撑下《工程力学》的课程教学进行了翻转课堂教学模式改良、探索，从教师对知识的传授和学生对课程的学习两方面对传统课题教学进行了彻底的颠覆与创新。新型《工程力学》课程教学体系的构建，将会极大的激发学生学习的主动性与积极性，提高教学质量，并为今后类似课程的“互联网+教学”提供借鉴与参考。

【参考文献】

[1]夏东锋.“翻转课堂课下教学模型”与对应云教学系统的构建[J].江苏开放大学学报，2014（5）：27-31.

[2]刘玥.基于云教学平台的大学英语视听说课翻转课堂教学模式研究[J].中国教育信息化，2016（20）：64-67.

[3]何朝阳，欧玉芳，曹祁.美国大学翻转课堂教学模式的启示[J].高等工程教育研究，2014（2）：148-151.

[4]许英姿，沈玉凤.基于翻转课堂的理论力学教学改革与实践[J].力学与实践，2015，37（6）：737-740.

[5]于智慧.睿易云教学——有趣有效的在线智慧课堂[J]. 人民教育，2017（18）：113-114.