孫林娜，時(shí) 偉，郭 棟，白曉宇，楊忠年

(青島理工大學(xué) 土木工程學(xué)院，山東 青島 266033)

我國(guó)著名教育家錢學(xué)森在論述未來(lái)教育時(shí)曾經(jīng)談到：“未來(lái)教育=人腦+電腦+網(wǎng)絡(luò)”。MOOC，即大規(guī)模開放在線課程，作為一種現(xiàn)代信息技術(shù)與高等教育相融合的在線教育方式，最早在2007年被提出，于2011年掀起發(fā)展高潮。它具有廣泛性、優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源共享性、自由開放性及免費(fèi)等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也存在課程完成率低、難以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)、教學(xué)模式單一、評(píng)估及認(rèn)證方式不明確和人文主義、情感價(jià)值觀培養(yǎng)缺失等問(wèn)題[1]。SPOC，即小規(guī)模專有在線課程，具有典型的小眾性和私密性[2]，可以依托已有MOOC平臺(tái)，將線上豐富多彩的內(nèi)容與課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，為學(xué)生提供個(gè)性化教學(xué)，有效彌補(bǔ)MOOC的不足[3]。國(guó)內(nèi)已有部分教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用SPOC進(jìn)行教學(xué)改革研究，并取得一定成效[4-8]。本論文以《土力學(xué)》課程為例，探索“智能+教育”背景下的MOOC+SPOC 教學(xué)模式的改革與實(shí)踐。

1 課堂教學(xué)存在的問(wèn)題

《土力學(xué)》是土木工程專業(yè)必修核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)工程、地基處理、地下結(jié)構(gòu)等相關(guān)后續(xù)課程和專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握土的強(qiáng)度、變形和滲流特性，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用《土力學(xué)》的基本原理和方法解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，為從事土木工程專業(yè)相關(guān)的工程設(shè)計(jì)、施工、管理工作和科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[9]。該課程具有理論性、實(shí)踐性、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的《土力學(xué)》課程教學(xué)模式與現(xiàn)代工程專業(yè)認(rèn)證教學(xué)理念相比存在明顯不足，以教師課堂講授為主的方法不利于學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)，以結(jié)果為主的考核方式無(wú)法較全面的反映學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)過(guò)程。

針對(duì)課程教學(xué)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行教學(xué)改革主要體現(xiàn)在：(1)科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)，重塑線上線下教學(xué)內(nèi)容。《土力學(xué)》課程的課堂授課一般只有32課時(shí)，僅可以講完一些基本原理和基本概念，很難有時(shí)間進(jìn)行討論和探究。有些內(nèi)容只能安排學(xué)生課下自學(xué)，效果很難保證；(2)線上自學(xué)與線下課堂討論探究相結(jié)合。課堂教學(xué)中板書或PPT只是用文字和圖片進(jìn)行講述，不夠形象直觀。以講授代替討論和探究，學(xué)生往往缺少準(zhǔn)備時(shí)間，導(dǎo)致喪失了鍛煉創(chuàng)新和表達(dá)的機(jī)會(huì)。學(xué)生自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)偏少，缺少運(yùn)用理論解決實(shí)際問(wèn)題的機(jī)會(huì)。受學(xué)時(shí)所限，傳統(tǒng)教學(xué)大多以教師講授為主，學(xué)生被動(dòng)接受，知識(shí)內(nèi)化程度低下；(3)教學(xué)活動(dòng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。大班授課模式課堂互動(dòng)和創(chuàng)新性訓(xùn)練不足。合堂授課使教師很難在上課的同時(shí)兼顧到每個(gè)學(xué)生，且課堂分組討論互動(dòng)相對(duì)較難開展，無(wú)法有效提高學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力；(4)運(yùn)用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化手段達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)。手機(jī)影響課堂專注度?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代，學(xué)生受手機(jī)的影響越來(lái)越多，網(wǎng)絡(luò)能夠帶來(lái)更多的資源，同時(shí)也會(huì)影響學(xué)生上課的專注程度，如果課堂沒(méi)有足夠的吸引力，則學(xué)生很容易被手機(jī)帶跑，運(yùn)用雨課堂等現(xiàn)代教學(xué)工具有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和積極性；(5)應(yīng)用先進(jìn)質(zhì)量觀，以產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向，構(gòu)建科學(xué)課程考評(píng)體系。課程考核由過(guò)程性和終結(jié)性評(píng)價(jià)構(gòu)成，多元、全面、可測(cè)量。注重過(guò)程性管理，教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)指導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，改進(jìn)教學(xué)組織活動(dòng)。教學(xué)活動(dòng)有評(píng)價(jià)、有標(biāo)準(zhǔn)、可記錄、可回溯；(6)注重課程思政融入，實(shí)現(xiàn)課堂育人目標(biāo)。學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感不夠。由于所處社會(huì)大環(huán)境的不同，現(xiàn)在的學(xué)生以自我為中心的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，遇事更多的考慮個(gè)人的得失，社會(huì)責(zé)任感相對(duì)較差，職業(yè)素養(yǎng)也有待提高。通過(guò)實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)點(diǎn)與德融點(diǎn)深度融合，打造“有溫度、有高度、有深度”一流課程，適應(yīng)新時(shí)期課程育才、課堂育人目標(biāo)。

2 MOOC+SPOC混合式教學(xué)模式改革實(shí)踐

針對(duì)上述《土力學(xué)》課程傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，本課程組探索“智能+教育”背景下專業(yè)基礎(chǔ)課MOOC+SPOC教學(xué)模式，通過(guò)建設(shè)線上教學(xué)平臺(tái)以及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將以教師傳授為主的課堂教學(xué)改革為以學(xué)生為中心的線上線下混合式教學(xué)，重塑課程內(nèi)容，編制混合式教學(xué)知識(shí)點(diǎn)大綱，結(jié)合信息化技術(shù)手段，采用翻轉(zhuǎn)課堂、小組討論等多種教學(xué)方法，構(gòu)建多元考評(píng)體系，實(shí)現(xiàn)課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，打造《土力學(xué)》一流金課。

(1)重塑《土力學(xué)》教學(xué)內(nèi)容?；贠BE理念，重塑混合式教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，線上為低階性基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)；課堂為高階性教學(xué)內(nèi)容和組織實(shí)施，將最新學(xué)科前沿知識(shí)融入課堂教學(xué)，如土工合成材料及加筋土作用機(jī)理等；將課程重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行探究討論教學(xué)，如地基沉降計(jì)算、土的強(qiáng)度理論及應(yīng)用、擋墻土壓力分布等。線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)注重基本原理和方法，線下實(shí)驗(yàn)注重學(xué)生動(dòng)手能力、探究能力的培養(yǎng)。本課程共40 學(xué)時(shí)，其中線下30 學(xué)時(shí)：課堂24+實(shí)驗(yàn)6 學(xué)時(shí)；線上10 學(xué)時(shí)：慕課8+線上實(shí)驗(yàn)2 學(xué)時(shí)。學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)時(shí)間占總學(xué)時(shí)的25%。

(2)逆向設(shè)計(jì)法組織教學(xué)活動(dòng)。以學(xué)生為中心組織實(shí)施教學(xué)，教學(xué)過(guò)程包括課前自主學(xué)習(xí)、課中合作探究、課后深化拓展三階段。課前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)單，學(xué)生觀看課程視頻，完成測(cè)試；課中講解重點(diǎn)難點(diǎn)，組織學(xué)生討論，再答疑小結(jié)；課后進(jìn)一步解釋總結(jié)提煉。通過(guò)小組合作討論、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方法開展復(fù)雜工程問(wèn)題討論探究，培養(yǎng)學(xué)生分析解決工程問(wèn)題的能力。通過(guò)“知識(shí)點(diǎn)+社會(huì)熱點(diǎn)+升華點(diǎn)”的模式，開展課程思政教學(xué)。通過(guò)工程災(zāi)害的剖析，引導(dǎo)學(xué)生了解、分析事故帶來(lái)的慘痛和影響，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)責(zé)任感和職業(yè)道德；通過(guò)優(yōu)秀工程的介紹，讓學(xué)生深入了解工程的智慧與情懷，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣與專業(yè)自豪感；通過(guò)行業(yè)人物故事，讓學(xué)生對(duì)大師追求卓越的工匠精神進(jìn)行深入的了解，培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)。線上線下教學(xué)實(shí)現(xiàn)“兩性一度”目標(biāo)，支撐課程目標(biāo)達(dá)成。

(3)先進(jìn)信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合。把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式和數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)結(jié)合優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，將雨課堂(見圖1)、超星學(xué)習(xí)通、智慧樹翻轉(zhuǎn)課堂等等先進(jìn)信息技術(shù)引入課堂，進(jìn)行科學(xué)合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)課內(nèi)課外教學(xué)互動(dòng)。

(4)改進(jìn)混合式教學(xué)方法。線上自學(xué)充分利用課程資源庫(kù)、討論區(qū)等板塊，線下教學(xué)采用案例教學(xué)法(見圖2)、問(wèn)題教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、探究式教學(xué)法、討論式教學(xué)法等多種教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，認(rèn)識(shí)問(wèn)題和知識(shí)背后所蘊(yùn)含的理論思維、方法論和價(jià)值判斷，激發(fā)學(xué)生的思想碰撞和情感體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的價(jià)值引領(lǐng)。

圖2 線下教學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂

(5)虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織。通過(guò)建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(見圖3)，對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)習(xí)和檢驗(yàn)，在掌握基本實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上再進(jìn)入線下土工實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際操作，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率得到保證。此外，還可利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行綜合性、開放性拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，彌補(bǔ)線下實(shí)驗(yàn)受場(chǎng)地、時(shí)間、實(shí)驗(yàn)條件等的限制，更大程度的提高學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力。

圖3 自建虛擬仿真試驗(yàn)平臺(tái)

(6)構(gòu)建線上線下相結(jié)合的課程考評(píng)體系。課程最終成績(jī)由期末考試成績(jī)、平時(shí)成績(jī)、線上成績(jī)、線下實(shí)驗(yàn)成績(jī)等幾部分組成，其中平時(shí)成績(jī)包括課堂表現(xiàn)，翻轉(zhuǎn)課堂、課后作業(yè)測(cè)試、考勤等；線上成績(jī)包括在線慕課學(xué)習(xí)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)；線下實(shí)驗(yàn)包括操作、數(shù)據(jù)采集與處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)等；期末考試為總結(jié)性考核，覆蓋全部章節(jié)，綜合考察學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握情況。成績(jī)?cè)u(píng)定多元、科學(xué)、全面、可量化。

3 改革實(shí)施效果

經(jīng)過(guò)《土力學(xué)》課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的不懈努力，通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)方法的改革等，逐步形成了完整的《土力學(xué)》MOOC+SPOC教學(xué)和考核體系，應(yīng)用于2018年—2019年、2019年—2020年、2020年—2021學(xué)年的《土力學(xué)》教學(xué)中，學(xué)生課堂表現(xiàn)活躍，課堂教學(xué)評(píng)價(jià)優(yōu)秀，通過(guò)對(duì)筆者2015級(jí)選課班(傳統(tǒng)課堂)與2016級(jí)選課班(混合式)進(jìn)行對(duì)比，2015級(jí)69人平均73.58分，2016級(jí)52人平均80.65分，90分以上人數(shù)百分比增長(zhǎng)8%，80分～90分人數(shù)百分比增長(zhǎng)14%，不及格人數(shù)百分比明顯下降，課程教學(xué)效果明顯提高，教學(xué)改革成效顯著(見圖4)。此外，課程組積極指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外科技創(chuàng)新活動(dòng)，申請(qǐng)并授權(quán)發(fā)明專利8項(xiàng)、實(shí)用新型專利2項(xiàng)(見圖5)，參加全國(guó)大學(xué)生加筋土擋墻設(shè)計(jì)大賽取得較好成績(jī)(見圖6)。課程團(tuán)隊(duì)成員積極踐行價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)和知識(shí)傳授的三位一體育人過(guò)程，獲評(píng)山東省省級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)、首批課程思政示范團(tuán)隊(duì)，《土力學(xué)》課程于2020年獲評(píng)首批國(guó)家級(jí)線上線下混合式一流課程。

圖5 學(xué)生參與的授權(quán)發(fā)明專利證書(部分)

圖6 參加全國(guó)大學(xué)生加筋土擋墻設(shè)計(jì)大賽現(xiàn)場(chǎng)

4 結(jié) 論

傳統(tǒng)教學(xué)受時(shí)空限制，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)受互動(dòng)限制，MOOC+SPOC的混合式教學(xué)方式能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的完美結(jié)合，使學(xué)生從信息傳遞為主的低階學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)槲諆?nèi)化為主的高階學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力、問(wèn)題解決能力等，大大提升了高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。