基于MOOC的线上线下混合式教学模式在材料力学教学中的应用

1、基于MOOC的线上线下混合式教学模式在材料力学教学中的应用摘要落实高等教育教学改革，课程改革是重要抓手，线上线下混合式教学把网络在线教学的优势和传统课堂教学的优 势结合起来，目前已成为高校课堂教学改革的新方向。材料力学课程内容庞杂，既有理论知识又有实验技术，还与工程应用紧密 联系，单一的传统教学模式难以达到优良的教学效果。项目组尝试借助中国大学MOOC平台，将优质线上教学资源引入课堂教 学，借助信息化教学工具慕课堂，高效开展教学活动，解决了 “从慕课到课堂”的痛点问题。实行“课前一课中一课后”三个教学环 节，真正实现了从线上到线下，然后再回到线上的混合式教学模式，进一步激发并提升了学生的参与度

2、，激发了学生的学习积极 性和学习兴趣，提高了教学效果。关键词材料力学；混合式教学模式；中国大学；MOOC ；慕课堂、研究背景在“互联网+ ”的开放教育资源共享时代，慕课的产 生影响了知识的传播和教学模式的改变，全新的思想、 全新的知识传播方式，在全球引起了巨大的反响。信息 技术与教育教学的深度融合，使得在线开放课程迅速发 展起来，给人们提供了高质量的教育资源和多样化的学 习方式，同时也给高等教育教学改革带来了新的机遇与 挑战中国大学MOOC”网络教学平台，是一种全新的 教学模式，它的兴起和深入传播推进了我国高校各学科 专业的教学改革，教师可以通过简单实用的课程设计模 块让教学活动变得更加生动;

3、学生可在多终端设备上随 时随地按需参与教学过程;而教学管理部门可以通过对 后台数据的剖析掌握最新的教学动态l2Jo线上线下混合式课程教学已成为当前高校课堂教 学改革的新方向，越来越多的教师通过慕课、微课、混合 式教学对课堂教学进行改革。教师不再单向地以知识 传授为主，而是借助智慧教学网络平台，把网络在线教 学的优势和传统课堂教学的优势结合起来。由电脑端 教学后台和微信端小程序组成的智慧教学工具一慕 课堂，于2019年在中国大学MOOC平台上推出，这是一 款简洁实用的课堂教学智能助手,可以满足任课教师将 精品在线开放课程落地到课堂教学的迫切需求。二、材料力学的课程特点材料力学是工科高等院校本科生

4、的一门重要的技 术基础课，是以杆件为基本研究对象、分析和研究工程 构件承载能力的一门科学；它是各门力学课的基础，对 后续专业课程及工程应用都有深远的影响，并在工程技 术领域有着广泛的应用。材料力学与工程实际结合比 较紧密，课程教学设置为理论教学、实践教学两个教学 环节，课程既要传授材料力学的基本思想和理论，又要 注重培养学生运用所学知识解决工程实际问题的能力。目前，材料力学在河南理工大学（以下简称“我校”） 大多实行大班授课，基本上是90人左右，传统的课堂教 学是以教师“灌输式”讲解为主，学生被动接受,学生的 参与度不高且缺乏积极性；材料力学知识点繁多琐碎， 基本概念抽象难懂,对数学、物理基础

5、要求高;材料力学 例题和课后作业题比较多且复杂,学生作业完成情况不 理想，抄作业、抄答案现象比较严重，这导致期末考试不 及格率较高，平均分较低，学生学习存在很大困难，有明 显的畏难情绪。为了增强学习效果，提升学生的自主学习能力，针 对目前课程教学中存在的突出问题，本文从教学模式探 索、设计、实践和教学成效等方面深入探讨基于MOOC 的线上线下混合式教学模式和教学方法,逐步深化教育 教学改革，促进高校教育的快速发展。三、线上线下混合式教学模式设计传统的线下课堂教学模式，满足不了不同学习能力 学生的特殊需求，学生的自主学习能力得不到充分的发 挥和体现，而完全的网上在线学习又严重缺乏教师的指 导与监

6、管，教学效果往往不尽如人意。因此，传统课堂教学模式与MOOC教学模式实现优势互补,“线上”（网 络教学）+ “线下”（面授教学）混合式教学模式应运而 生I。“线上”+ “线下”混合式教学模式既不是彻底放弃课 堂教学，把课堂迁移到网上，也不是“线上”与“线下”的 简单叠加，而是通过课前导学、线上自主学习、课堂重点 难点讲解、线上线下深度讨论、过程性考核等多种教学 方式，将传统的以“教师讲授为主”的模式向以“学生自 主学习为主”的模式转变，培养学生自主学习的能力和 兴趣，锻炼学生独立思考的能力，从而获得最优化的学 习效果糜。线上线下混合式教学模式主张双主体原则，既充分 发挥教师的主导作用，又充分保

7、障学生的主体地位，其 分为三个环节“课前一课中一课后” 口，如图1所示。课 前，教师提前将各种教学资源上传到网络平台，并发布 课程学习任务，学生根据教师的要求课前进行自主学 习，同时可以进行在线讨论和检测。课中，教师借助课 堂教学工具慕课堂，对学生课前自主学习情况进行检 测，针对重难点和薄弱环节进行重点讲解，以及作业答 疑，学生之间进行小组讨论与交流。课后，学生在平台 上进行单元测验、线上考试，同时还要完成线下习题册 和期末考试。整个教学活动实现了从线上到线下，再到 线上的翻转过程，充分体现线上线下混合特征，最终落实 立德树人根本任务,培养符合社会需求的创新型人才。课堂答疑 小组交流） 实验实

8、训） 创新实践）（单元测验） 讨论区回复）再次回到（单元测验） 讨论区回复）再次回到MOOC 平台线上学习四、基于MOOC的混合式教学模式改革实践我校材料力学课程开设历史可以追溯到20世纪60 年代，在多年的开课过程中形成了一支优秀的教学团 队，有多名教师在全国教学比赛中获得教学奖励，并依 托河南省力学教学团队及河南省优秀基层教学组织进 行课程建设和发展。我校的“材料力学基础”课程于 2018年被认定为河南省精品在线开放课程，同年9月课 程在中国大学MOOC平台上线，到2020年已经运行了 4 个学期。慕课既重视理论讲解又重视工程应用,全部视 频和学习资源都经过多次优化，加入信息化手段，融入

9、动画、仿真，精心进行教学设计，以激发学生的学习兴 趣。目前已有教学视频81个，典型习题点评视频24个， 单元测验题169道，课堂讨论题120道。2019年春，我们在机械学院2017级机制专业3个班 的材料力学课程中，尝试采用混合式教学方法进行改 革。72学时的材料力学教学内容有13章，基于课程基 本要求和学生接受能力等方面的考虑，我们只选取了绪 论、拉伸压缩与剪切、扭转、压杆稳定、能量法交变应力 与动载荷作为翻转教学内容。弯曲内力、应力和变形、 超静定问题的求解、应力应变分析、组合变形等内容难 度较大，可以实施传统教学，也可酌情采用翻转教学法， 适当增加课堂讨论环节，鼓励学生在课外采取小组合作

10、 的学习模式l8Jo下面以材料力学的第三章“扭转”为例， 讲述如何使用混合式教学。（一）课前教学活动1.教师提前在中国大学MOOC上发布本章教学视 频、典型习题讲解视频、多媒体课件、讨论题和单元测 验，教师提前几天在QQ群上发布公告，布置课前学习 任务，要求学生完成本章5个小节教学视频和课件的观 看，提醒学生对教学视频中不理解的内容进行记录；2. 按照教师的要求，学生自主独立学习或者小组讨论学 习；3.自学反馈，学生将自主学习中遇到的问题在截止 时间前反馈给教师;4 .教师针对学生反馈的疑难点，提 前准备和设计第二天的课堂教学内容。（二）课堂教学活动将慕课堂作为信息化教学工具带入课堂，实现线上

11、 与线下教学高度融合，同时配备多种形式的教学资源。 1.利用慕课堂进行签名，检查学生的到课率；2.在慕课堂 上发布课前小测，检查课前学生观看视频完成情况；3. 主讲教师针对学生的薄弱环节重点讲解,如纯剪切应力 状态的深刻理解，圆轴扭转时横截面上切应力计算公式 推导过程、三种强度计算等考试常见题型，扭转变形的 刚度计算；4.学生对疑难点进行分组讨论，教师在整个 讨论的过程中随时指导，最后点评练习题以及评价学生 表现，让学生对所学内容理解得更加透彻。（三）课后检测为了进一步巩固课堂上学习过的知识，课后应该从 以下两方面进行检测。1.在规定的时间内完成线上单 元测验和单元作业，过期不能提交，以此督促

12、学生在学 完本章内容后及时进行复习和知识归纳;针对每个知识 点，教师会在平台上的课堂讨论区设置一两个讨论题， 鼓励大家参与讨论，提高学生的学习兴趣;学生若有其 他不理解的内容，可以在答疑讨论区进行提问答疑，教 师会积极回复学生的问题，对个别差生进行个别辅导； 最后学生还要完成线上的期中期末测试。2.学期开始， 教师发放与教材对应的习题册，每节课堂教学结束后， 教师会布置习题册上的作业，让学生完成，并且每一章 学完都要上交，教师再批改作业。（四）考核评价采用线上线下混合式教学模式改革之后，更加着重 强调学生的自主学习能力，以及在完成任务过程中培养 学生分析问题、解决问题的能力。在这种情况下，不能

13、 采用传统的考核方式，而要对学生的学习过程给予关注 和评价，重点突出线上学习和线下学习结果的双重考 核，注重评价多元化和考核过程化，考核内容和分值如 表1所示。表1考核内容和分值考核内容分值各自占比评价方式规则说明平时成绩2030%慕课堂考勤记录、随堂小测70%线下作业、回答问题及课堂讨论线上慕课成绩2050%在线单元测验10%在线讨论参与度40%线上期中、期末考试实验成绩1030%实验考勤70%实验报告线下期末考试成绩50100%闭卷笔试（五）教学总结与反思学的3个班学生进行问卷调查，结果表明，92.5%的学生 比较乐于接受混合式教学模式。71%的学生满意多种 形式相结合的考核方式。在“线上

14、+线下”混合式教学 中，60.2%的学生认为最喜欢的学习活动方式是“课堂 讨论”；75.7%的学生喜欢参与到与他人的交流与合作 中，并且认为混合式教学可以提高学习的积极性。对于 “用后台数据生成对学生的形成性评价与总结性评价”， 65.5%的学生表达了希望，27.6%的学生则认为一般。六、结语本文基于MOOC对材料力学混合式教学模式进行 了初步的研究和探索，课前课后学生借助网络平台的自 主学习，课中宝贵的50分钟最大限度地留给师生面对面 的高质量互动。经过一学期的教学实践表明，材料力学 这门课比较适合采用“线上慕课+线下课堂”的教学模 式，大多数学生认为以前知识的学习在课堂，知识的内 化和提升

15、是课后通过作业和测试或者实验、实践操作来 完成的；现在知识的学习在课外,知识的内化和提升是 通过课堂上教师针对性地讲解和学生之间的互动讨论 来完成的。而且由于课堂上和慕课平台上互动交流较 多，学生的学习主动性得到了很大的提高，抄作业的现 象减少了，学生的自学能力和考试成绩也得到了一定的 提升。总之，教师的教学水平、教学方法的提升是提高 教学效果的关键因素,教师通过采用慕课真正实现了线 上线下教学的高度融合，提高了学生的学习主动性，提 升了课堂教学的质量和效率。任课教师可以在后台实时监测学生的线上学习数 据，实现精准教学，根据学生掌握知识的情况，实施个性 化指导。每学期结束后，主讲教师要进行教学总结与反 思，将学生的过程性考核数据和期末试卷成绩进行对比 分析，了解学生对每章知识点的掌握情况，用于指导下 一学年的课程教学。五、实施混合式教学后的建设成效（一）学生的学习成绩得到了明显的提高为对比课程的教学效果,项目组在土木、机械、采矿 等专业中将学生分为两类,一类是全程采用混合教学模 式（