基于“互联网+”智慧教学的混合式一体化教学模式探索与实践

周继磊　代祥俊　王玥

［摘 要］文章旨在将云计算、移动互联网和大数据挖掘技术深度融入基础力学课程线下以及线上教学场景中，充分利用现代教学技术和方法、网络教学平台和课堂教学平台，整合各种教学资源，进行高校基础力学课程整合式一体化教学方法改革与探索。根据课程思政和新工科建设课程教学目标要求，以雨课堂为载体，将慕课和网络教学平台等教学资源有机结合起来，优化教学环节、调整教学流程和重组教学步骤，将课堂时间和空间向课外延伸，为高校工科大学生课程教学改革提供了新的思路。

［关键词］“互联网+”；雨课堂；课程思政；工程教育认证；教学模式

［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2024）07-0056-04

随着现代科学技术的发展，人工智能、大数据、5G、云计算等新信息技术方兴未艾，随之而来的大规模在线课程和网络教学平台在我国高校快速发展。目前高校教学模式逐渐由传统课堂教学向“互联网+传统课堂+移动终端”的混合式教学模式转变，并获得了广泛应用，如慕课（MOOC）+雨课堂、微课+雨课堂、翻转课堂+雨课堂、慕课+翻转课堂+雨课堂等多种混合式教学模式已成为高校教学模式的主流，不仅推动了高校教育教学改革，而且促进了高等教育的内涵式发展[1]。其中，作为混合式教学载体的雨课堂是“学堂在线”与清华大学在线教育办公室共同研发的一款线上教学工具，将教师传统教学活动与学生手机终端连接起来，利用信息技术将教师的PPT、慕课、网络教学平台和微信结合在一起，对完整教学过程进行跟踪监测和实时评估，形成了信息化与智能化特征明显的高效互动、动态开放的智慧教学理念，在越来越多的高校混合教学模式中获得了实践和推广。

目前的混合式教学主要针对某一门课程进行教学模式建构，由于不同学科的课程性质和教学目标差异较大，且不同学科教育需求也在不断变化，混合式教学正面临新的要求和挑战，如我国高校目前正在大力推动“思政课程”和“课程思政”同向同行，要求教师在能力培养和知识传授的同时，实现大学生价值塑造；对于工程教育专业课程，还要满足基于成果导向的工程教育认证要求，而目前“互联网+”智慧教学改革中对新工科课程混合式教学模式的探讨较少。因此，把课程思政和工程教育认证的培养目标融入基于“互联网+”智慧教学的混合式教学模式的构建和应用中，是当前工科院校教学面临的一个重要任务。

近十年来，山东理工大学（以下简称我校）力学教研组进行了改革和探索，建立和完善了多种教学平台和教学资源，比如推进数字化教学资源建设、完整搭建了课程网络教学平台、引申触类教学[2]、教学内容的解构与重构[3]、翻转课堂教学[4-5]、多元混合式教学[6-7]、教学方法改革[8-9]、課程思政教学改革[10]、智慧树省级在线MOOC平台等。如何在“互联网+”智慧教学的混合式教学模式背景下，有效整合和合理取舍现有的多种教学平台和教学资源，已成为我校及许多高校面临的挑战。

本文立足我校工科类专业基础力学课程教学实际，探讨基于“互联网+”智慧教学的高校课程混合式一体化教学创新和应用，根据课程思政和新工科建设课程教学目标要求，以雨课堂为载体，整合现有教学平台和教学资源，重新设计教学目标和教学环节，调整教学流程和重组教学步骤，以期在“雨课堂”技术支持下，为开展混合式一体化教学提供科学可行的模式参考和实践借鉴。

一、基础力学课程混合式一体化教学设计与实施

根据混合式教学模式，结合我校近年来在工科类专业基础力学课程的教学改革成果和教学实践，本文以雨课堂为载体，构建了一种适合普通高校各类工程专业课的线上线下混合式一体化教学模式——基于“互联网+”智慧教学的混合式一体化教学模式（见图1）。该教学模式以传统课堂、翻转课堂、雨课堂和线上课堂为教学平台，基于“教师主导，学生主体”原则，按照“课前—课中—课后”的顺序实施教学，实现“知识传授、能力培养和价值塑造”三位一体的育人目标。

（一）课前

通过雨课堂创建班级，在课前推送即将在课堂上讲授的课程知识点课件。该课件与课堂讲授课件有所区别，其中包含的知识点为课程基本知识点，学生通过自学即能掌握。另外，在雨课堂课件中插入课程视频，视频来源可多样化，包括雨课堂内嵌的学堂在线的视频、国家高等教育智慧教育平台的视频，以及哔哩哔哩、优酷等平台的视频，视频内容可包括知识点讲解和力学基本理论的背景介绍、力学科学家的故事、重大工程事故案例、我国古今建筑成就等课程思政内容，激发学生主动学习的欲望。为检验学生自主学习的效果，可在课件中插入测试题，教师通过手机终端及时掌握学生预习的情况，包括学习时间长短、浏览课件页数、测试题的作答情况等。学生也可以在反馈区与教师实时交流在预习过程中遇到的问题，教师搜集学生遇到的难点问题并进行解答。

（二）课中

对课程知识体系进行重构，将知识、能力教学内容主要分成基本知识体系、知识拓展应用和工程结构力学综合应用问题三大模块。将价值塑造（课程思政）教学内容分成科学精神与人文素养、职业道德与行为规范、情怀培养与精神涵养、问题应对与方法论四大部分。基于雨课堂和传统课堂等平台，针对不同教学内容模块采用多样化的教学策略。

对于知识体系模块，主要采用“线上自主学习（课前）+翻转课堂+教师辅助引导”的教学模式，对于翻转课堂知识点，每个小组派出一名代表到讲台上交流展示本小组的学习成果，转述小组成员的观点并进行综合评价。知识拓展应用模块，主要采用“课堂教师精讲+小组讨论”的教学模式，教师通过雨课堂的测试功能，对学生进行随堂测试，通过查看学生的整体正确率来判断学生对重难点知识的掌握情况及知识应用情况。对于工程结构力学综合应用问题模块，主要基于项目、工程案例，采用“小组探究学习和讨论+教师辅助引导”的教学模式。借助雨课堂的弹幕和投稿功能，学生可以即时发表自己的观点，从而促进师生的互动，培养学生主动参与课堂讨论的意识，积极发言。对于价值塑造模块，根据材料力学的基础学科和工程应用特性，将价值塑造（课程思政）对应的四大部分思政元素灵活嵌入“教师、教材、教案、教室、教风”五个核心要素中（即“五教”融合），贯穿整个教学过程。

（三）课后

课后，学生可以根据雨课堂推送的课件进行复习，教师也可以根据学生在课前和课中的学习情况，有针对性地设计后测题目；关键知识点的后测题目可适当加大难度，增加工程实际问题，以培养学生的力学建模能力（通过一些假设和简化，把工程结构转化为力学模型）、力学知识应用能力（利用所学知识点进行理论推导、有限元几何建模和数值模拟）和团队协作能力。学生对不明白或者想探讨的地方，可以通过雨课堂的“报告老师”板块给教师留言，与教师进行互动探讨。最后，学生提交学术论文，实现课堂教学内容的真正内化。

二、基础力学课程混合式一体化教学考核与评价

目前，形成性考核模式存在一定的缺陷，存在抄袭现象，对学生产生的作用有限，同时对教师批改作业形成负担。从对期末考试的分析来看，部分学生对基本概念和基本知识点的掌握薄弱，对综合性计算题只掌握了表面的解题方法和步骤，对综合知识点理解不透彻。为克服上述问题，课程组改革传统的“平时作业+实验成绩+期末考试”的课程考核模式，采用了灵活的过程性考核模式，增加过程考核部分在成绩评定中的比例（见图2）。

在传统课堂实验和课程作业考核的基础上，引入雨课堂过程性考核。雨课堂通过自动采集每位学生在课前、课中和课后整个学习过程中的学习情况，使整个考核过程更加公正和智能化，帮助教师量化了解学生的学习效果，更好地评估教学过程，进而调整自己的教学策略，促进教师教学由“经验驱动”向“数据驱动”转型。

教师可根据学生的能力和兴趣选择不同的过程考核方式，强调学生在新的考核机制中的主体作用。比如通过翻转课堂考核培养学生的自主学习能力、交流沟通能力、表达能力以及团队协作能力；利用思维导图对课程的知识点脉络进行总结和归纳，考查学生的信息综合能力；自主学习报告考查学生自主查阅文献、获取知识、文字处理、公式编辑和图形绘制等能力。要求学生以项目专题、工程案例为例，进行三维建模、有限元数值模拟以及撰写研究性论文，以此考查学生利用现代技术手段综合分析和解决实际工程问题的能力。通过开放性的创新实验考核，考查学生自主设计实验和操作实验的能力、团队协作精神，以及利用实验解决实际工程问题的能力。

三、混合式一体化教学模式的实踐

课程组对混合式一体化教学模式进行了三个学期的实践，取得良好的教学效果，课程教学获得师生广泛好评，学生对授课内容、教师的态度和素养以及教学方法认可度高，教学质量评价成绩处于学校前列。以材料力学课程为例，学生成绩优良率明显提高（见图3），课程教学目标达成度均在70%以上。

虽然混合式一体化教学取得了良好的教学效果，但也存在一些问题，比如由于增加了过程性考核，导致占用过多学生的课余时间；由于运用雨课堂教学，教师需要付出更多时间和精力，而在“重科研、轻教学”的教师评价体系下，如果教师缺乏教学积极性，再好的教学工具都难以发挥功效。针对占用学生过多课余时间问题，课程组推送的课前预习资源以学生易于接受的视频类、趣味性内容为主，尽量降低学生的预习难度，提高他们的积极性；针对教师的积极性问题，采用虚拟教研室的共享功能，根据教师特点分工整合资源，如教学型教师负责课件设计和客观题设计，教学科研型教师负责工程实际问题和科研前沿课题中的力学工程应用问题设计等。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 韩淼.基于慕课和雨课堂的高校思政课混合式教学：以“毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论”慕课为例[J].现代教育技术，2018，28（7）：65-70.

[2］ 李丽君，沈玉凤，许英姿.力学教学中的引申触类[J].实验技术与管理，2012，29（4）：180-182.

[3］ 李丽君，刚宪约，许英姿，等.力学相关课程教学过程中的解构与重构[J].实验技术与管理，2016，33（3）：214-216.

[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］ 许英姿，沈玉凤，华珍，等.基于“翻转课堂”理念的教学模式研究与实践[J].实验技术与管理，2015，32（9）：173-175.

[6］ 沈玉凤，王厂，许英姿，等.网络环境下《材料力学》课程多元混合式教学模式探析[J].中国教育信息化，2016（20）：34-37.

[7］ 刘露，沈玉凤.基于信息化的材料力学混合式教学模式的实践[J].大学教育，2018（1）：63-66.

[8］ 周继磊，程相孟，张东焕，等.以工程教育认证为导向的材料力学课程教学模式探索研究[J].大学教育，2019（4）：78-80.

[9］ 周继磊，张东焕.材料力学教学中数理应用能力的培养[J].高教学刊，2019（15）：72-74.

[10］ 周继磊，张东焕.高校工科类基础类课程思政教育的探索与实践：以材料力学课程为例[J].教育教学论坛，2020（47）：219-220.

［责任编辑：黄紧德］