融合式教学在基础力学课程中的研究

葛大丽

（安徽建筑大学土木工程学院 安徽·合肥 230601）

理论力学、材料力学和工程力学作为基础力学，是土木工程、机械工程、航天航空工程等工科专业的专业基础课，在学生的学习体系中起到承上启下的作用，前接高等数学和大学物理，后面衔接各专业的专业课[1]，基础力学教学质量和教学效果对人才培养至关重要。

虽然基础力学课程在各相关工科专业课程中地位毋庸置疑，但经过长期调查发现开设基础力学课程的理工类高校，尤其非“211”“985”高校，基础力学课程考试挂科率普遍偏高[2]。基础力学课程相对于多数理工类课程难度较高，想学好基础力学，不仅需要扎实的数学知识、丰富的想象能力和缜密的逻辑分析能力，还需要学生课上紧跟老师思路和课后巩固复习。但在智能手机普及的今天，很多大学生每天网络世界虚度大量宝贵时间，即使人在教室，也是出工不出力的无效挂机，对老师布置的作业应付交差，根本不愿意“温故而知新”。相较于其他公共基础课程和专业课，基础力学课程任课教师面临的挑战更大，需要具备的教学业务能力更高，需要改变传统课堂教学模式，需要根据当代大学生接受知识的兴趣点和兴奋点传授知识。

传统课堂教学课前教师准备资源、实施备课，课前准备工作有可能脱离学生前期课程学习基础；课中教师在课堂滔滔不绝，学生被动听课，因基础力学知识点涵盖较广且学时数有限，教师对学生极少提问甚至不提问，学生发言的机会极少，无法满足所有学生回答问题、发表看法的需求，导致学生上课积极性、专注度不高，一方面教师不了解学生对知识的吸收情况，另一方面学生听不懂也只能听之任之，“教”与“学”处于背靠背状态；课后学生被动地完成单一化作业，学生遇到问题不能及时向老师提问，课后作业拖拉或抄袭现象严重，长此以往教师甚至怀疑布置课后练习的重要性。传统的课堂教学地点局限在教室，时间局限在课堂45分钟，教学手段陈旧单一，教学过程考核缺乏公平性、真实性和全面性，不能培养具有实践应用能力、创新能力和团队合作意识的高质量人才。随着“物联网+教育”理念的提出和智能终端的普及，教学资源、教学设备、教学手段和授课学生均在悄然变化，超星学习通、蓝墨云班课、课堂派和雨课堂等网络教学平台如雨后春笋般涌入大众视野，能够拓展课堂、随时互动、及时掌握学生学习动态的融合式教学模式正在全国高校推进基础力学课程的教学改革。[3][4]

1 基础力学融合式教学模式的实施过程

线上线下融合式教学不是简单的线上与线下教学方式的叠加，而是充分发挥两种教学方式的优势[5]，是将传统线下课堂和一般线上学习相结合的综合性教学模式，基于翻转课堂教学理念开展，既保留了传统线下教学的优势，又结合了在线教学的先进性，从而实现了教与学的模式变革。具体实施过程如下：

1.1 课前教学资源准备

丰富、全面和多样化的教学资源是实施融合式教学的基础，融合式教学资源包含线下课程资源和线上课堂资源两部分[6]。线下资源主要是指教材、参考文献、作业练习册等。线上资源建设除了传统的教学大纲、教学日历和授课PPT等教学资源外，教师需自制微课视频或者选择适合授课对象的MOOC资源，形成线上课程基础性学习体系，供学生课前预习、自主学习和课后复习使用。为满足线下课堂互动和及时反馈教学效果的需求，教师需要根据知识点准备在线测试题、分组任务、主题讨论话题等互动资源。为拓宽学生知识面和提升学生学习能力，与知识点相关的工程应用、学科前沿、人物传记、趣味力学问题及教学论文等延伸性教学资源也是线上教学资源的重要组成部分。

1.2 制定教学导学单

学生线上自主学习应该目标明确，教师在深入研究教材内容和学生知识基础的情况下，结合教学知识点、教学计划进度和教学目标制作导学单，引导学生自学。导学单的内容包括学生在进入线下课堂前需要完成的视频观看进度、与教学内容相关的检测题、讨论区的提问和探究性主题讨论等内容。制作导学单一方面有利于在学校教学课时安排的前提下调控学生学习进度，加强授课的计划性、针对性和目标性，构建高效课堂；另一方面导学单将学习任务具体化，引导学生进入自主学习状态，在解决问题的过程中培养学生自学能力；再者教师可根据学生完成导学单规定任务的数量和质量，制定分层学习任务，对学生因材施教，使优等生接受挑战，中等生得到激励，后进生能够成长。导学单可以引导学生自主学习、主动参与、自主发展，是线上和线下教学衔接的关键。

1.3 线上自主学习

超星学习通、蓝墨云班课、课堂派和雨课堂等网络教学平台均可满足学生随时随地的学习的需求。为了顺利开展线上教学活动，教师开课前在网络教学平台创建教学班级群并导入学生名单或邀请学生入群。教师可在网络教学平台上传教学资源、发布通知、布置学习任务和督促学生学习等，学生在导学单的指引下通过网络教学平台随时随地自主学习、接收通知、完成学习任务等。学生如果在自主学习过程中遇到问题，可以在网络教学平台的讨论区与教师和同学进行交流、讨论以及留言；教师在网络教学平台可对学生提交的课后练习进行批改和打分，并及时指出存在的问题；教师也可以对参与主题讨论的学生点赞、送花。学生的线上自主学习不是纯粹被动的接受，而是有明确学习任务的自主学习。

1.4 线下课程因学定教

教师利用网络教学平台的学情分析数据设计线下课堂，开展线下教学，因材施教，因学定教。教师可关注学生线上视频观看人数比例、视频观看反刍比、在线测试题成绩、学生提问的数量与质量等学习轨迹数据，及时反馈、评价和督促学生完成线上学习。在线上学习数据支撑下教师可掌握学生对知识点的掌握水平和存在的问题，合理地设计课堂教学，集中讲解知识结构，共同交流与讨论，在课堂上有针对性地答疑解惑，教师可再次利用网络教学平台推送随堂检测题，学生在课堂上在线完成测验。例如：学生线上完成牵连运动是定轴转动的加速度合成定理学习后，教师根据学生线上自主学习和完成测试题情况，了解在课前自学中存在的问题。一般学生在初学该知识点对科氏加速度理解不够透彻，教师在线下课堂通过一个已知动点三种运动的简单实例导入课程，分别计算动点的相对加速度、牵连加速度和绝对加速度，并与牵连运动是平动的加速度合成定理比较，直观地得出科氏加速度的存在性，注重讲授科氏加速度方向判断和大小的计算方法，之后发布在线提交的课堂互动练习，检验学生对所学知识的掌握情况，教师当堂点评学生的完成情况。因学生通过线上自主学习对知识点已有初步掌握，线下课堂教师可通过多样化互动帮助学生掌握灵活应用知识点，最后教师与学生协作总结归纳教学重难点。

1.5 课后固强补弱

课后教师通过大数据分析不同学生、不同阶段对所学内容的掌握情况，针对个别知识掌握不牢的学生设置多样化的互动，解决学生在学习中遇到的问题，对个别学生实行单独在线辅导，帮助学生固强补弱，提高学习成绩。不仅如此，课后学习还可以是课堂的延伸拓展，例如：单张A4打印纸沿长边对折后可立于桌面原因的讨论可加深学生对压杆稳定性影响因素的理解，学生搜集科氏加速度产生的自然现象资料可促使学生深度认识科氏加速度的存在性，鼓励学生参加全国大学生周培源力学竞赛可以让学生建立学习基础力学的荣誉感等等。将知识应用与生活紧密结合，既可以提高学生学习基础力学的兴趣，又可以锻炼学生从实际问题建立力学模型、对已建立的力学模型提出解决问题的能力，从而促进学生对所学知识进行深层构建。

2 基础力学融合式教学的优点

线上线下融合式教学从时间上和空间上打通课内课外，并实现课堂深度互动，可调动学生学习积极性，启发学生的智慧，提高教学效率和教学质量，提升人才培养质量，基础力学线上线下融合式教学有如下特点：

2.1 教学主体学生化

传统教学教师在课堂采取满堂灌，教师在反复的教学中对讲授内容滚瓜烂熟，而学生在学习时却是雾里看花。历届学生反馈学习基础力学的感受是“听课都会，做题却不对”。通过融合式教学教师将重复性的知识传授录制成教学视频，学生在线上课程学习后完成教师设计的教学任务，学生在完成任务中发现学习中的不足。线下课堂教师的关注点在学生的“学”而不是传统的“教”，根据学生线上任务完成情况，有针对性地授课。每一堂课的教学内容都是教师和学生共同的作品，教师和学生由原来的主从关系变成为伙伴关系，实现教学主体学生化。

2.2 线上线下互补化

学生利用智能终端根据教学进度和自身情况课前合理安排学习时间，并完成相关测验题，不同的学生可以“异步化”学习。但一般的线上教学，缺乏学习氛围和仪式感，并且教学内容固定化，而融合式教学，在学生线上异步学习后，教师针对学习存在的问题教学，在线下课堂开展同步教学，增加面对面交流的机会。线上异步教学和线下同步教学，既满足学生学习时间碎片化、个性化的需求，又营造良好的学习氛围，实现线上线下教学的互补化。

2.3 教学过程互动化

学生在线上学习时遇到不懂的知识点可在讨论区或班级群聊提问，学生提出的问题可促进学生与学生之间或教师与学生之间线上交流，教师也可以收集存在的问题在线下课堂与学生面对面交流。教师通过网络教学平台发布课堂练习，学生在课堂现场完成课堂练习，教师可及时获取学生学情数据并反馈给学生，学生也可及时发现学习中的不足。在课堂上教师还可以利用网络教学平台开展签到、抢答、选人、投票、问卷、测试等多样化互动活动。基础力学在教学互动化过程中关注学生的学习效果，避免期末突击学习，促进学生对课程知识的理解和掌握。

2.4 教学考核精准化

融合式教学将教学过程中产生的行为数据动态采集，信息数据覆盖课前、课中、课后，网络教学平台可系统翔实地记录细节性的教学行为数据，比如学生有哪些题目回答有误、课前的预习视频看了几遍、课后作业是否圆满完成、正确率如何等等。不仅如此，传统的基础力学教学，学生只会生搬硬套解题，不能将理论联系实际，而基础力学融合式教学将公式、定理等理论知识与实际生活、工程相结合，形成主题讨论、小组任务等研讨性学习任务，促使学生活学活用，提高学生的交流能力、实践能力、科技创新能力和团队协作能力，并实现真实公平的多方位过程性考核，实现教学考核精准化。

3 结语

基础力学课程由于内容抽象、复杂、枯燥以及长期的单一化教学模式影响，造成了课程很重要但教学效果不理想的不良现象。融合式教学利用网络教学平台将传统教学模式、网络教学、大数据统计等优势相结合，从时间和空间上拓宽传统课堂，丰富了教学资源和教学手段，以学生为中心培养学生的良好学习习惯，关注学生学习的参与度，增加学生学习积极性和主动性，以崭新的教学形式提高人才培养质量。目前，融合式教学已在基础力学课程教学中逐步开展，但还有很多问题需要解决，比如拓展型教学资源丰富性，学习过程成绩评定标准的合理性，以及融合式教学中教师付出劳动量的认定等等。