“双一流”建设背景下基于MOOC的力学课程混合式教学创新与实践

刘雯雯　王利霞　刘艳萍　李晓玉

［摘 要］针对当前工科各专业力学类课程的传统培养模式与“双一流”建设背景下亟须培养高水平力学人才和具有扎实力学基础的高级工程技术人才之间的矛盾和问题，课程组以推进本科力学教育实施“线上自主学习+线下目标培养”教学模式为根本任务，合理运用现代信息技术手段，开展基于MOOC的线上线下混合式教学，开辟智能教育新途径，使学生在知识、能力、素质方面都能获得较大提升。

［关键词］MOOC；力学课程；混合式教学；智能教育

［中图分类号］ G642 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）23-0055-04

为应对新经济的挑战、服务国家战略、满足产业需求，教育部于2017年2月提出新工科建设， 把改革创新作为教育发展的强大动力，把提高质量作为教育改革发展的核心任务。2018年6月，时任教育部部长陈宝生提出，要把“水课”变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”[1-2]。 2020年6月，《教育部关于印发〈高等学校课程思政建设指导纲要〉的通知》对“高校课程思政建设干什么、怎么干、谁来干”进行了全面部署[3]。《2022年教育部工作要点》强调，要实施教育数字化战略行动[4]。这表明，以高质量课程为基础的创新教育教学受到国家与教育主管部门的高度重视并大力推和。

课程是人才培养的核心要素，切实提高人才培养质量离不开课程改革这一教学核心环节。全国教育专家委员会会长冯恩洪认为，要通过有效的教研，帮助教师养成二次备课的习惯[5]，而学生在课前的线上学习数据可以帮助教师针对学生的薄弱环节精准进行二次备课。许多研究表明，从整体到个体，从模糊到清晰，基于MOOC的混合式教学的探索与应用已迈入快速发展期。葛福鸿等构建了基于智能教学平台的高校混合式教学模式[6]；常赟杰等设计了大数据背景下的动态可反馈混合式教学模式[7]；商娟叶开展了计算机类课程混合式学习有效性的研究[8]；杨树泉探究了基于信息技术的混合式教学模式在高等数学中的应用[9]；邢丽丽证明了精准教学的混合式教学在促进学生自主学习、独立思考、协作探究等方面起着积极的作用[10]。

一、力学课程痛点问题

力学理论及方法涉及土木、水利、机械、材料、航空航天等领域，是大工科类学科的基础和支撑。基础力学课程是工科各专业的必修课程，且学分较多、内容难以理解，其学习效果对学生之后的专业课学习影响深远，因此亟须通过教学改革创新来提高课程教学质量，培养具有较强实践和创新创业能力的复合型人才。同时，要在基础力学课堂上发挥主渠道育人作用，全方位沉浸式培养学生的家国情怀、工匠精神等。

当前，郑州大学力学与安全工程学院（以下简称我院）承担的工科基础力学教学任务涉及郑州大学机械、土木、水利、材料、化工、力学、安全等16个专业，面向对象广泛，生源呈现多元性，学生的学习能力参差不齐，部分学生缺乏自主学习能力、团队协作意识、力学建模能力、分析和解决实际问题能力、实践能力等（见图1）。

二、力学课程教学改革的目标

郑州大学的材料力学、工程力学课程已被认定为河南省线上一流课程，材料力学课程已在中国大学慕课网上线运行7学期，荣获河南省线上教学优秀课程一等奖、信息化教学成果一等奖。教学团队在推动郑州大学“双一流”建设背景下，以传统教学模式为中心，与MOOC+翻转课堂的创新教学模式有机结合，开辟智能教育新途径，通过实施有效的混合式教学改革，更好地改变教师的教学方式和学生的学习方式，提高课堂教学质量，鼓励学生深度学习、勇于创新，使学生的“学”与教师的“教”呈现螺旋式上升，让学生乐学、会学，教师能教、善教，实现师生共同发展，达到如下教学改革目标：知识探究方面，要让学生掌握基本概念及任务，掌握分析和解决问题的基本方法；能力建设方面，要培养学生根据实际工程建立力学模型的能力、综合分析解决问题的能力和创新能力；人格养成方面，鼓励学生主动学习、独立思考、勇于挑战、成就自我，培养学生的家国情怀、文化自信、工匠精神、职业操守。

三、力学课程教学改革的思路

教学团队坚持质量为本，构建基于MOOC的混合式教学模式，注重从知识到能力的迁移再到综合素质的提升，培养学生全面解决实际工程力学问题的能力；强化内涵建设，采用基于MOOC的混合式教学手段，反映学科前沿，聚焦社会热点，在教学中加入讨论与互动；结合综合性课题及挑战性任务，激发教学活力，设置高质量“综合性课题”，设立“挑战性任务”，利用小组讨论、主动式学习加大课程难度。

混合式教学总体上要遵循“三促成”和“三结合”的原则，基于信息化和五星教学法，发挥“线上+线下”的教学优势，由浅入深地把学生引向深度学习。通过挑战性问题激发学生的好奇心和想象力，引导学生积极主动探索、讨论、获取和运用新知识，培养学生互相合作、协同创新的能力，促进学生主动学习、挑战自我，获得成就感。

目前，基于MOOC的混合式教学关键问题（见图2）有以下几点：一是线上资源的有效利用。教师课前统计学生的线上学习情况，总结共性问题，规划授课重点，做到线上线下紧密结合，做好线上资源的维护和答疑。二是混合式教学的大胆探索。通过创新的知识传输、创新的反馈、创新的质量监控及持续改进，解决学生学习主动性不高及认知参与度不足、不同学生的学习结果差异大等问题。三是挑战式学习方式的逐步形成。要重视培养目标的深入理解、课程内容的深入挖掘、课程设计的合理组织、跨学科问题凝练，开展导向式教学、体验式探索教学活动，深入激发学生的学习动力，培养学生的量化分析能力和批判性思维。四是课程思政的深入开展。要深入挖掘基礎力学系列课程中的思政元素，有机结合中华优秀传统文化开展课程教学。

四、力学课程教学改革实施方案

力学课程混合式教学改革方案（见图3）具体如下：

（一）资源建设与应用

资源建设与应用是基于MOOC的混合式教学改革的关键。通过进一步完善教学课件、重点难点讲解视频、应用案例、重点例题或习题讲解视频、试题库、拓展阅读材料、教学动画、力学虚拟实验8个方面的数字课程资源，实现课程资源的重构和精品化、资源的共享。

（二）课堂组织与创新

课堂组织与创新是建设基于MOOC的混合式教学的重要手段，要着重做好MOOC线上资源的维护和答疑，做好将传统课堂与在线课堂、雨课堂、翻转课堂相融合的混合式教学[11]。通过课前、课中、课后“线上自主学习+线下项目培养”的教学模式，结合在线研讨、随堂研讨、小组讨论等环节，形成混合式教学的闭环流程，依托学习通、雨课堂等信息化教学平台，激发学生在课堂教学中参与互动的积极性，培养学生独立思考的综合能力。充分利用现代信息技术，开展教（创新方法）、学（聚焦互动）、赛（竞赛实践）、评（多元评价）四环节的改革。

（三）教学评价与激励

教学评价与激励是建设基于MOOC的混合式教学的质量保障。为了构建有效的反馈机制及科学的评测体系，教学团队设计了合理的调查反馈表，并分别对教师、学生开展阶段性成果总结汇报研讨会，从而提升学生学习的积极性，真正促进师生“学习共同体”的共同进步、共同发展。试行教师评定与学生自评相结合、线下与线上相结合的多元化考核方法，及以人才培养对象和社会用人单位满意度为主的多维评价方式。

（四）课程思政与育人

课程思政与育人是建设基于MOOC的混合式教学的重要环节。深入挖掘思政元素融入课堂，做到定期研讨、多项并举、不断优化。例如引入经典工程实例、高精尖技术中的力学问题培养学生关心祖国相关领域发展、报效祖国的情怀；从多个变量的情况入手，培养学生化繁为简、各个击破的科学研究思维；介绍我国劳动人民在工程领域的伟大成就，增强学生的民族自豪感和文化自信。

五、特色與创新

（一）教学设计创新：激发学生内在潜力，培养科学研究思维

通过工程实例引出科学问题，激发学生的学习动力。通过重组课程板块、主线教学法、细化科学推导、科研融入教学、综合性课题、挑战性任务等提升学生能力，强调学生的自主学习和个性化学习，培养学生的高级思维，建立课程的高阶性、挑战度。

（二）教学模式创新：MOOC+学习通+翻转课堂，与信息化深度融合

积极探索课堂教学与信息化深度融合路径，通过MOOC的课前预习、在线测试，学习通的选人、抢答和投票等功能与学生积极互动，结合问题式、启发式等多种教学方法，实现快速高效的知识传输与反馈。

（三）课程思政创新：培养学生的家国情怀、社会责任、科学精神、职业操守

深入挖掘基础力学课程的思政元素，从东汉郑玄、北宋李诫到中国速度、超级工程，从旧社会守旧落后、受制于人到中华人民共和国自立自强、飞速发展，通过劳动人民的伟大成就，增强学生的民族自豪感和自信心，激发学生投身祖国建设的信心和决心。引导学生从课内搭桥、团结协作，到校外考察、切身体验，做到课程思政润物无声。

六、成果与总结

教学团队以力学系列课程为载体，合理运用MOOC这一平台，依托课程教学新模式实现线上线下混合式教学的智能教育，有效提高了本科力学课程的教学质量，推动教师教学水平与学生综合素养的同步提升。教学团队积极投身教学改革、参加教学竞赛，近两年获省部级以上奖项17项，包括全国高校教师教学创新大赛三等奖2项、河南省教学创新大赛特等奖2项、河南省教育信息化优秀成果一等奖1项；鼓励学生踊跃参赛，参赛学生获全国周培源大学生力学竞赛奖40余项。教学改革成果被广泛运用于省内外40余所高校，受益人数2万人。

后续，教学团队将致力于以下两个方面的研究：一是进一步拓展每门力学课程MOOC的应用领域，在工科专业内进行跨课程MOOC的联合应用，有利于学生学习兴趣的提高、知识体系的梳理和专业志向的树立；二是进一步完善混合式智能教育新模式，拓展知识运用领域，提升学生的动手实践能力，在学生生活、品德教育等方面挖掘其应用潜能，使学生在知识、能力、素质方面都能获得较大提升。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 陈怡帆，杜志强.教师教育“金课”建设问题研究[J].决策探索（下），2020（8）：63-64.

[2] 陆恩.“金课”视角下高职国际商务礼仪课程教学改革实践[J].高教学刊，2019（25）：183-185.

[3] 教育部.教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[EB/OL].（2020-05-28）[2023-05-14].https：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[4] 教育部.教育部2022年工作要点[EB/OL].（2022-02-08）[2023-05-14].http：//www.moe.gov.cn/jyb_sjzl/moe_164/202202/t20220208_597666.html.

[5] 冯恩洪.两个途径帮助教师走进好课堂[J].教学管理与教育研究，2017，2（20）：128.

[6] 葛福鸿，王云.基于智能教学平台的高校混合式教学模式构建与应用研究[J].现代远距离教育，2020（3）：24-31.

[7] 常赟杰，高为民，李可欣.大数据背景下的动态可反馈混合式教学模式设计[J].教育现代化，2019，6（33）：123-125.

[8] 商娟叶.双一流建设背景下计算机类课程混合式学习有效性研究[J].教育现代化，2019，6（33）：170-172.

[9] 杨树泉.基于信息技术的混合式教学模式在高等数学中的应用研究[J].才智，2019（24）：133.

[10] 邢丽丽.基于精准教学的混合式教学模式构建与实证研究[J].中国电化教育，2020（9）：135-141.

[11] 张娟，王艳，余龙.理论力学“四堂融合”混合式教学和考核模式改革的实践[J].力学与实践，2019，41（2）：210-215.

［责任编辑：刘凤华］