基于网络教学平台的混合教学模式建设与实践——以安徽理工大学钢结构基本原理课程为例

姚韦靖，陈海明，傅菊根 (安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001)

1 引言

近年来，随着以网络技术为核心的信息技术在教育领域的应用，教育信息化、在线教育成为教育改革的热点[1]。信息技术的应用不仅拓展了形象教学的演示时空，而且打破了以课堂为主的教学时空观念，对课堂建设、教学方法革新都提出了新的要求，教学更加注重课外教学、关注学生自主学习能力的培养[2-3]。其中，网络课程是最常用的信息化教学形式之一，通过网络表现的某门学科教学内容及实施教学活动的综合。在建设过程中，出现了大规模在线开放课程和小规模在线开放课程两种形式，分别为MOOC(Massive Open Online Course，大型开放式网络课程)和SPOC(Small Private Online Course，小规模私有在线课程)。由于大型网络课程无法与传统课堂进行混合教学，无法对学习者的学习行为进行有效管理，也无法获取学习行为大数据进行分析，因而出现了小型私有网络课程，针对教学资源、智能化的学习行为管理及准确的大数据分析，可保证混合教学顺利开展，充分利用网络规模效应来分摊教学人均成本，并通过大数据分析学生的学习行为，最终优化“教”与“学”的双边活动，以弥补传统课堂教学的局限[4]，该种教学模式称为混合式教学模式，受到极大关注与推广[5]。

钢结构基本原理课程及其课程设计是土木工程类专业学生的一门专业基础课，具有较强的理论性和实践性。学生基础差别大、学习效果参差不齐，用传统教学模式常出现成绩不均匀、学习效果差等现象[6-7]。为此，课程组基于超星泛雅网络教学平台，完成该课程教学资源的整合，实现了线上、线下混合教学的有机结合，取得了较好的教学效果，最后通过调查问卷完成效果评价。

2 课程建设与教学实践

2.1 超星泛雅网络教学平台介绍

基于安徽理工大学网络教学平台，即超星泛雅网络教学平台建设网络课程，属于小型私有网络课程(SPOC)，其最大的特色是能有效融合传统课堂和在线教学，便于采用混合式教学模式[8]。使用该平台，有利于课程内容的模块化梳理、有利于学生自主学习创新能力培养、有利于教学评价体系规范化。其主要功能可概述为四大块，分别为资源建设、教学准备、教学实施和学习评价，如图1所示。

图1 超星泛雅网络教学平台功能组成

2.2 课程建设情况

基于超星泛雅网络教学平台完成钢结构基本原理课程的建设，包括如下几个主要方面。

2.2.1 章节组成与知识点梳理

针对钢结构基本原理课程的知识内容，完成课程章节知识点的梳理[9-11]，共分为8大章节，分别为第1章绪论、第2章钢结构的材料、第3章钢结构的连接、第4章轴心受力构件、第5章受弯构件设计、第6章拉弯压弯构件、第7章钢结构最新技术、第8章补充拓展。每个章节在原有课堂课程的基础上，补充了典型工程教学案例、重点概念解析、课堂习题作业讲评、课后练习、教学视频等。如图2所示为第3章钢结构连接的课程内容示意。

图2 课程内容示意

2.2.2 制作、整理丰富的教学资源

根据学生线上学习的需要，制作、整理了丰富的教学资源，包括如下内容。

①典型案例库建设：根据与教学内容的适应性，拓宽同学们的实践能力，收集整理了10个典型工程案例，包括纽约世界贸易中心大楼倒塌的原因分析、天津高银117大厦、曹娥江大闸、珠海歌剧院、北京首都国际机场3号航站楼、魁北克大桥、杭州湾跨海大桥海中平台改造项目、上海世博会中国馆、三峡升船机、上海芦浦大桥。每个案例均给出了工程介绍、结构设计及相应照片、设计图等，以及部分参考文献。

②主要概念解析：根据章节内容给出了重点、难点概念解析。

③课题习题讲解：根据章节内容，给出课堂讲解例题的详细解答。

④课后习题讲解：根据章节内容，布置相应的习题作业，给出作业的详细解答。

⑤课后练习题库：根据章节内容，以判断题、选择题、讨论题的形式，梳理出课后习题库。

⑥补充拓展内容：包括钢结构数值计算实例、钢结构照片赏析、钢结构的发展与应用三个方面。

钢结构数值计算实例，采用ANSYS有限元数值模拟的方法，完成了典型钢结构工程的数值计算分析，供感兴趣的同学们研究学习，共有7个方面的内容，包括三角形屋架受力分析、钢结构排架平面外失稳分析、钢结构排架受力分析、膜结构、索网结构、空间钢架结构、空间双层网壳。

钢结构照片赏析，收集整理6个方面工程常见的钢结构施工照片集，包括焊接、栓接、梁柱构件、构件的制作与加工、构件吊装与安装、节点与柱脚。

钢结构的发展与应用，以工程实例简介的形式整理总结了近年来钢结构工程在各领域的发展，包括土木建筑工程中大跨度结构、高层建筑、工业建筑、纪念性建筑、电力工程以及水利工程中的应用。

将课程建设的资源罗列如表1所示。

课程资源建设情况汇总 表1

2.2.3 课程实践情况

使用网络教学平台后，改变了传统教学以课堂为主、满堂灌的教学方式，延伸了传统教学时空，从课堂延伸到课前、课后，从教室延伸到网络。建立起了覆盖学生学习全过程、全时空的教学网络。整个教学过程的各个环节都是线上、线下教学的相互融合，真正做到了混合式教学。

我们将整个教学过程划分为课前学习准备、课中线上线下教学和课后总结拓展，明确了每个阶段教师的教学任务活动及学生的学习任务活动，具体见图3。

图3 信息化混合式教学模式

①课前学习准备阶段

如图3所示，课前学习准备阶段中，教师利用网络平台，将课件、教材、视频、工程案例等资源上传至平台，供同学们课前预习使用，引导学生自主学习，让同学们总结学习中碰到的疑问并发布至平台或带到课堂中讨论。该阶段的核心任务是培养学生自主学习的能力。

此外，在2020年初，面临新型冠状病毒肺炎在全国肆意蔓延的严峻形势，防控疫情成为社会各界的首要任务，教育部发布了《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》，要求各高校积极开展在线教学活动。为此，课程组基于网络教学平台，通过设置多样性和趣味性的课堂活动来提高学生学习的积极性和参与度，包括设置签到、选人、抢答、投票、测试、问答、分组讨论等环节，提前编辑保存，课堂教学根据需要随时发起任务通知。以此种方式完成课前学习的准备工作。

②课中线上线下教学阶段

基于网络教学平台，探索线上、线下混合式教学模式中课堂教学的方法，在2020年疫情期间，课程组采用腾讯课堂的方式进行实时交流授课，线上授课多采取引导式、启发式、案例式教学，线下授课则侧重于参与式、探究式、体验式教学。在学生完成自主学习后，对课堂学习的知识点有了基本的掌握，课堂教学主要解决学生课前自主学习后存在的疑问，帮助学生将碎片化知识点构建成完整的知识体系。

课堂中着重采用探究式的教学方法，以问题为牵引，如钢结构基本原理课程第3章钢结构的连接中焊缝问题，以“如何判别连接中角焊缝是受弯还是受扭？”“焊脚尺寸是否选用大的比小的好？”等问题的研讨，培养锻炼学生的逻辑思维、发散思维能力；亦通过翻转课堂的方式，增加课堂的活力，布置相应的知识点进行翻转课堂教学，学生汇报接受其他学生或老师的质疑，通过自身的讲解更易于被学生接受，借助质疑来加深对该知识点的理解。

③课后总结拓展阶段

学生通过网络平台完成课后练习题、讨论题，阅读拓展资料，有目标、有步骤地开展课后自主学习。教师通过课堂报告和学情统计掌握学生在课堂中的参与情况、资源访问情况、作业完成情况等，有助于教学反思和教学方案的优化。

学生在课后巩固过程中碰到的疑问可在网上发帖或带入课堂，供其他学生和老师研讨。而对于一些计算、设计等实践性强的问题，需要教师在课堂完成讲解，将具体答案步骤随后发布至平台，供学生课后复习。

④学生学习评价阶段

课程基于传统模式学习评价办法，寻求新的创新与突破，将成绩分为卷面成绩和平时成绩两部分，分别占70%和30%，进一步地，利用网络平台准确掌握每个学生的学习行为，如点击次数、交流发言、在线时间等，将平时成绩细化、量化为线上课程参与度和课后作业完成度两个方面，其中线上课程参与度包括在线时间、发言交流等，课后作业完成度包括线上作业完成度、线下作业完成度。通过对平时成绩的量化、细化评定促进了学生成绩的提高，也有力提升了学生自主学习能力。

3 课程建设效果与建议

3.1 课程建设效果

对于本次搭建的网络教学平台，对我校城市地下空间工程2018级2班34位同学，于2021年3月-6月，完成40课时的理论课程、20课时的课程设计，网络教学平台统计显示，章节学习次数达到493次，已发布任务点数达到62次，另有20人次以上的学生参与了讨论与发帖。采用调查问卷的方式深入调研同学们对该种网络课程建设的效果与评价，调查结果如下：

①对于“构建的网络教学平台与教室面授的混合教学方式的学习经历？”(问题1)有38.24%的同学感到非常满意，有44.12%的同学感到满意，而没有同学感到一般、不满意或很不满意；

②对于“网络教学平台与教室面授的混合教学方式，你认为对你的帮助体现在哪些方面？”(问题2)，共设置了调动学习积极性、预习习惯培养、复习习惯培养、提高学习效率、拓展课程信息量、促进对这门课程的理解和没有帮助等7个选项，最多可选3项，其中大部分同学认为复习习惯培养、促进对这门课程的理解、拓展课程信息量这三个方面的帮助较大，分别有24.73%、19.35%、18.28%的同学选择了该选项，而仅有1位同学选择没有帮助；

③对于“构建的网络教学平台，哪些方面的内容对你的学习帮助较大？”(问题3)，共设置了课件、课后练习与作业答案、工程案例、课外拓展内容等4个选项，最多可选2项。其中大部分同学认为课件、课后练习与作业答案这两个方面的帮助较大，分别有45.16%、41.94%的同学分别选择了上述选项。

而对于工程案例资源，有8.82%的同学认为帮助很大，有76.47%的同学认为帮助较大，其余14.71%的同学认为一般。

对于课外拓展资源，有14.71%的同学认为帮助很大，有61.76%的同学认为帮助较大，其余23.53%的同学认为一般。

上述问题说明网络教学平台中的资源形成了课堂教学资源外的良好补充，对绝大部分同学的学习起到有益的促进作用。

④对于“构建的网络教学平台，你更乐于接受哪种表现形式和内容”(问题4)，大部分同学更乐于接受影音内容、图片内容、拓展内容这三方面的表现形式和内容，分别有33.33%、30.86%、13.58%的同学选择了上述选项。说明同学们较为厌恶传统的文字表达，而对于课外拓展知识和灵活多变的表达形式较为青睐。

⑤对于“超星泛雅网络教学平台设计的满意程度”(问题5)，有82.35%的同学感到非常满意(23.53%)或满意(58.82%)，而有14.71%的同学感到一般，仅有1位同学感到不满意。

进一步地，在登录平台的方便性、浏览内容的方便性、与教师沟通的方便性、与教师沟通的有用性、与同学沟通的方便性、与同学沟通的有用性，分别有79.41%、79.41%、52.93%、67.64%、38.23%、38.23%的同学选择了非常满意或满意，而没有同学选择不满意或很不满意；对于与同学沟通的方便性和有用性两个方面，分别仅有1位同学感到一般。说明网络教学平台服务端经过多年的运行与测试调整，在设计使用方面已逐步趋于完善。

此外，对于网络教学平台的内容方面，有38.46%的同学认为需要在增加学科进展、学科研究热点、辅助学习软件、方便学生下载等方面做出改进；而有21.15%和21.15%的同学希望提高多媒体课件质量、增加教学录像和提高习题库质量，并实时更新；还有19.23%的同学认为在做好网络互动平台建设，增强师生间、学生间的交流上需要改进。说明网络教学平台在教师建设端仍有许多工作和内容需要深入开展。

⑥最后，在问题6中，91.18%的同学还会继续选择采用此类教学方法的课程，剩余8.82%(3位)同学表示不会继续选择采用此类教学方法的课程，并且有49.18%、22.95% 的同学认为课上听老师讲授、线上网络学习平台是最适合、效率最高的学习方式。表明该教学模式的效果较好，得到了同学们的认可。

3.2 课程建设建议

从课程建设效果调查问卷结果来看，大多数同学对该种混合教学模式的学习经历感到满意，认为网络平台中的资源有利于养成复习习惯、促进对这门课程的理解、拓展课程信息量，而结合自身建设经验，我们发现网络课程平台建设既要从教师建设端改进，也要求超星泛雅等平台服务端做出相应改进。

教师建设端的改进建议：

①对于课程内容的表达方式，学生更倾向于图片、影音等内容，应避免死板的文字表达，提高学生的学习兴趣；

②在今后的网络课程建设中，应着力增加学科进展、学科研究热点内容，提高多媒体课件质量，适当增加教学录像，提高习题库的质量，并实时更新。

平台服务端的改进建议：

①服务平台的使用效率不高，在平台中浏览课件、观看视频、提问交流等都需要学生花费较多的时间，学生在平台中学习、观看视频、做练习等同步进行时，时间分配、平台使用效率等有待改进；

②目前我校有许多课程都尝试建设网络课程，但是否适用于所有课程还需要进一步的研究与实践，特别是我校工程实践类工程较多，其实践性较强，其基于网络平台课程的建设需进一步完善。

4 结语

超星泛雅作为一种在线网络教育平台，能够融合传统课堂教学和在线教学，利于发挥混合式教学模式的优势。通过钢结构基本原理课程混合教学的建设与实践，丰富了教学内容与素材、提高了学生学习兴趣与参与度，利于培养学生自主学习、创新能力，取得了良好的教学效果。但教师还应着力提高课件质量，增加学科前沿性内容，完善习题库；服务平台还应着力提高使用效率，积极探索对工程实践类课程的适用性。此外，本研究主要集中于课程活动而展开，在院校等层面还需深入讨论，以进一步提炼混合式教学高层设计策略，使该教学模式在更多类型课程、专业实施推广。同时，亦应当进行更多循环实践，以更有效地改善和优化该教学模式。