沙麗榮，高振國，王秀麗

(1.吉林建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院，長春 130118;2.吉林省結(jié)構(gòu)與抗震科技創(chuàng)新中心，長春 130118)

建設(shè)中國特色、世界水平的一流本科課程體系，是當(dāng)前我國提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要舉措。課程質(zhì)量是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵和核心，直接決定著人才培養(yǎng)質(zhì)量[1]。理論力學(xué)課程是土木、機(jī)械、交通、航天、材料等諸多工程類專業(yè)重要基礎(chǔ)課程之一，在課程體系中起到承先啟后的重要作用，它不僅是學(xué)習(xí)后續(xù)其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)，而且也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的源泉。如何建設(shè)適合新時代要求的一流本科課程，在教學(xué)過程中怎樣提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度，如何改革理論力學(xué)課程的教學(xué)方法，教育并引導(dǎo)學(xué)生從“要我學(xué)”的學(xué)習(xí)觀念轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”的學(xué)習(xí)理念，是目前教育教學(xué)改革過程中面臨的共同課題。

隨著我國高校教學(xué)改革的不斷深入，教學(xué)模式呈現(xiàn)出多樣化的趨勢，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)在教學(xué)體系中越來越發(fā)揮著重要的作用。慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂和智慧教室等各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式不斷開發(fā)出來，并在教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用[2-4]。直到2008 年，混合教學(xué)模式的提出[5]，彌補(bǔ)了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)完成率低的不足，在教學(xué)實(shí)踐過程中取得了良好的效果[6]。理論力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在一流課程建設(shè)過程中，轉(zhuǎn)變教育教學(xué)觀念，采用混合教學(xué)模式，同時深入挖掘理論力學(xué)課程內(nèi)容中所蘊(yùn)含的課程思政元素，將思政教育與專業(yè)課程相結(jié)合，對理論力學(xué)的教學(xué)模式進(jìn)行改革試驗(yàn)，取得了令人滿意的教學(xué)改革效果。

一、理論力學(xué)課程現(xiàn)狀及存在問題

理論力學(xué)課程是土木、機(jī)械、交通、航天、材料等諸多工程類專業(yè)的一門必修技術(shù)基礎(chǔ)課程，對于實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)起著非常重要的支撐作用。理論力學(xué)教學(xué)改革需要解決的重點(diǎn)問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

(一)不能充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位

長期以來，理論力學(xué)教學(xué)模式主要采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，教師對于每個知識點(diǎn)逐一進(jìn)行講解，整節(jié)課教師一直在講，學(xué)生聽，沒有體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，教師與學(xué)生互動較少，很容易使學(xué)生產(chǎn)生疲憊感而跟不上教師的授課進(jìn)程，達(dá)不到理想的教學(xué)效果。如何落實(shí)以學(xué)生的全面發(fā)展為中心，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)積極性是建設(shè)一流課程首先需要解決的問題。

(二)傳統(tǒng)課堂不能滿足創(chuàng)新性要求

理論力學(xué)課程內(nèi)容屬于經(jīng)典力學(xué)的范疇，課程內(nèi)容和結(jié)論確定，教學(xué)內(nèi)容相對于科技發(fā)展明顯滯后。社會的發(fā)展進(jìn)步伴隨著新材料、新工藝、新技術(shù)和新產(chǎn)品的不斷研制和開發(fā)出來，學(xué)生很難將成熟的課程理論與日新月異的科學(xué)技術(shù)聯(lián)系起來。因而，在課程改革建設(shè)過程中，需要緊密結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，為課程注入新的活力。

(三)傳統(tǒng)課堂實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱

在理論力學(xué)教學(xué)過程中，教學(xué)目標(biāo)是掌握基礎(chǔ)理論和培養(yǎng)分析問題的能力，但是忽略了實(shí)踐教學(xué)，沒有設(shè)置實(shí)踐教學(xué)或者試驗(yàn)學(xué)時。理論力學(xué)的課程內(nèi)容本身比較抽象，直接應(yīng)用性不強(qiáng)，缺少實(shí)踐教學(xué)將會導(dǎo)致學(xué)生的動手能力大大減弱，同時也將會抑制學(xué)生的創(chuàng)新欲望，達(dá)不到學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一的課程思政要求。

(四)課程考核評價(jià)形式單一

以往的理論力學(xué)課程考核，只是采取單一的期末閉卷考試形式進(jìn)行。傳統(tǒng)考核評價(jià)方式的主要缺點(diǎn)在于，部分學(xué)生平時不努力學(xué)習(xí)，僅僅在考試之前進(jìn)行突擊復(fù)習(xí)，雖然也可能通過考試，但是在后續(xù)其他課程的學(xué)習(xí)過程中就會明顯表現(xiàn)出基礎(chǔ)知識掌握不牢，造成學(xué)習(xí)新知識困難，無法實(shí)現(xiàn)知、情、意、行有機(jī)統(tǒng)一的三全育人教學(xué)目標(biāo)。

鑒于理論力學(xué)課程教學(xué)過程中存在的以上不足，結(jié)合吉林建筑大學(xué)(以下簡稱“我?！?一流課程教學(xué)改革和課程思政建設(shè)要求，教學(xué)團(tuán)隊(duì)對理論力學(xué)教學(xué)模式進(jìn)行了試驗(yàn)性的教學(xué)改革和實(shí)踐。

二、一流課程建設(shè)思路與方案

理論力學(xué)教學(xué)改革的總體設(shè)計(jì)方案是以廣度優(yōu)先為原則，同時融入課程思政，比較全面、概括性地講授本課程所涉及的基本原理和基本理論，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算工程問題的能力和工匠精神。在教學(xué)過程中采用線上+線下的混合教學(xué)模式，學(xué)生按照教學(xué)要求課前在線上觀看教學(xué)視頻，預(yù)習(xí)指定知識點(diǎn)并完成相應(yīng)的教學(xué)任務(wù);課堂教學(xué)則采用面對面的線下方式進(jìn)行，教師講解重點(diǎn)和難點(diǎn)、組織并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組討論和項(xiàng)目實(shí)踐等課程活動。課后學(xué)生可以根據(jù)課前線上學(xué)習(xí)過程和課中對學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握情況，選擇性地重復(fù)觀看教學(xué)視頻，鞏固所學(xué)知識。

(一)線上課程開發(fā)與應(yīng)用

理論力學(xué)一流課程建設(shè)基于我校在線教育綜合平臺開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)課程。根據(jù)我校學(xué)情和學(xué)期教學(xué)計(jì)劃要求制作了相應(yīng)的教學(xué)視頻，并準(zhǔn)備了相對應(yīng)的課前學(xué)習(xí)資料和與本次課程內(nèi)容相關(guān)的視頻資料。同時提煉與課程內(nèi)容相契合的思政元素，包括一些經(jīng)典的或時效性很強(qiáng)的并與教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系密切的工程案例和視頻資料等。例如在理論力學(xué)緒論中，引入了2020 年初我國僅用10 天時間從設(shè)計(jì)到建造完工的武漢火神山醫(yī)院的相關(guān)視頻，介紹施工過程中的各種工程機(jī)械和醫(yī)院建筑結(jié)構(gòu)的同時，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識和了解科學(xué)的設(shè)計(jì)理念和我國飛速發(fā)展的建造技術(shù)，以及7 000 余名建設(shè)者日夜鏖戰(zhàn)的奉獻(xiàn)精神，激發(fā)學(xué)生的愛國主義情懷[7]。其次，按照本節(jié)課程內(nèi)容的難點(diǎn)和重點(diǎn)定制學(xué)習(xí)任務(wù)單，要求學(xué)生在線完成學(xué)習(xí)任務(wù)單，并將在線學(xué)習(xí)中遇到的難點(diǎn)和問題反饋給教師。學(xué)習(xí)任務(wù)單作為學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)的導(dǎo)向，有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)和思考能力，并督促學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，另一方面也為教師線下課堂教學(xué)提供了需要重點(diǎn)講解的知識點(diǎn)。

(二)線下課堂教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

根據(jù)學(xué)生課前線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中任務(wù)單所反映出來的問題，課堂教學(xué)過程中教師有針對性地進(jìn)行知識要點(diǎn)和難點(diǎn)講解，并且把課堂教學(xué)的時間盡可能多地留給學(xué)生進(jìn)行討論和交流。討論內(nèi)容既包括學(xué)習(xí)心得交流，也包含案例分析等，例如，在乒乓球運(yùn)動中，為什么會有直線球和弧圈球？飛機(jī)起飛原理和火箭發(fā)射原理有何不同點(diǎn)？通過討論，培養(yǎng)學(xué)生正確認(rèn)識問題和分析問題及解決工程實(shí)際問題的能力，通過面對面的討論，不斷提高學(xué)生的語言組織能力和語言表達(dá)能力，增強(qiáng)師生之間、學(xué)生之間的情感溝通。通過教師的指導(dǎo)和啟發(fā)，使學(xué)生能夠得出正確結(jié)論，實(shí)現(xiàn)課程思政的育人目標(biāo)。

課堂教學(xué)階段結(jié)束后，學(xué)生通過課后作業(yè)檢驗(yàn)本次課程的掌握程度。學(xué)生也可以根據(jù)課前線上學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)兩個階段對學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握情況，選擇性地對教學(xué)視頻進(jìn)行后在線學(xué)習(xí)，從而加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和掌握。

(三)實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

線下課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)了對學(xué)生“學(xué)思結(jié)合”的教學(xué)目標(biāo)，而“知行統(tǒng)一”思政教育目標(biāo)則需要通過實(shí)踐環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)[8]。因此，在理論力學(xué)教學(xué)過程中增加了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。在實(shí)踐教學(xué)的過程中，鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的理論力學(xué)知識來解決一些工程實(shí)際問題，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，咨詢老師或者學(xué)生間的相互切磋，學(xué)生能夠親自完成目標(biāo)任務(wù)的設(shè)計(jì)并形成總結(jié)報(bào)告，在合作與競爭的氛圍中提高了學(xué)習(xí)主動性和協(xié)作能力。通過制作紙飛機(jī)和試飛比賽，使學(xué)生能夠親自體會到功和能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系;通過對公交車站牌的設(shè)計(jì)，加深了學(xué)生對固定端約束力特點(diǎn)的理解和掌握。理論力學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和綜合實(shí)踐能力，同時培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀的工程素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)合作能力以及學(xué)術(shù)表達(dá)能力等綜合素質(zhì)。實(shí)踐教學(xué)有利于實(shí)現(xiàn)“價(jià)值塑造與知識傳授、能力培養(yǎng)一體化”這個課程思政的總目標(biāo)。

(四)課程考核評價(jià)模式改革

為了檢驗(yàn)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和掌握情況，一流課程建設(shè)過程中必須提高課程考核的規(guī)范性與科學(xué)性[9]。在理論力學(xué)教學(xué)過程中實(shí)施全過程考核，平時的線上學(xué)習(xí)和線下課堂學(xué)習(xí)與實(shí)踐全部納入考核范圍，避免期末突擊復(fù)習(xí)的情況。改革后的課程總成績分成兩部分：一部分是平時的過程性考核成績，占總成績的40%;另一部分是期末閉卷考試成績，占總成績的60%。而平時過程性考核成績又細(xì)化為在線課程學(xué)習(xí)(10%)、在線測試和在線作業(yè)(10%)、線下課堂參與度(10%)、實(shí)踐課程參與度(10%)。注重學(xué)習(xí)過程的整體評價(jià)，將定量與定性評價(jià)緊密結(jié)合，能夠充分體現(xiàn)課程評價(jià)的多維度，同時促進(jìn)一流課程建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

三、改革試驗(yàn)教學(xué)效果

教學(xué)團(tuán)隊(duì)從2017 年開始對理論力學(xué)實(shí)施線上線下混合式一流課程建設(shè)。通過幾年的課程改革與實(shí)踐應(yīng)用，取得了令人滿意的教學(xué)效果。

(一)試驗(yàn)過程

教學(xué)試驗(yàn)通過同一教師的兩個不同教學(xué)班進(jìn)行對比試驗(yàn)，將兩個班的學(xué)生分別作為測試組和對照組進(jìn)行對比測試。第一組為測試組，采用線上線下混合模式教學(xué)，測試對象為2019 級機(jī)械工程專業(yè)兩個班共79 名學(xué)生;第二組為對照組，授課對象為2019 級地下空間工程專業(yè)兩個班共82 名學(xué)生，采用傳統(tǒng)模式教學(xué)。試驗(yàn)要求測試組學(xué)生課前完成線上教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)，在線完成學(xué)習(xí)任務(wù)單，將在線學(xué)習(xí)中遇到的難點(diǎn)和問題在線反饋給教師。線下課堂教學(xué)時，教師根據(jù)反饋問題進(jìn)行重點(diǎn)難點(diǎn)解析，安排學(xué)生針對所學(xué)知識進(jìn)行討論，教師對本次教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，同時安排下一步的學(xué)習(xí)任務(wù)。圖1為測試學(xué)期中三個月內(nèi)學(xué)生訪問學(xué)習(xí)平臺的統(tǒng)計(jì)圖，可以看出，每天都有學(xué)生登錄學(xué)習(xí)平臺，體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，能夠滿足不同學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和學(xué)習(xí)積極性。圖2 為測試學(xué)期內(nèi)學(xué)生登陸學(xué)習(xí)平臺時長和登陸次數(shù)統(tǒng)計(jì)圖，學(xué)生訪問學(xué)習(xí)平臺最多為126 次，登陸時間最長3 620 min。統(tǒng)計(jì)圖表明，學(xué)生完全可以根據(jù)自身學(xué)習(xí)速度和對知識的掌握程度，隨時登陸教學(xué)平臺，也可以通過反復(fù)觀看教學(xué)視頻，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解、復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)知識點(diǎn)，有利于促進(jìn)學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。

圖1 學(xué)生訪問學(xué)習(xí)平臺的統(tǒng)計(jì)圖

圖2 學(xué)生登陸時長和登陸次數(shù)的統(tǒng)計(jì)圖

(二)試驗(yàn)結(jié)果分析

理論力學(xué)課程改革試驗(yàn)的教學(xué)效果通過期末考試和調(diào)查問卷進(jìn)行驗(yàn)證。測試組和對照組學(xué)生統(tǒng)一參加學(xué)校組織的期末閉卷考試，考試成績和人數(shù)分布情況如圖3 所示。從圖中可以看出，測試組學(xué)生成績分布相對比較集中，60～70 分?jǐn)?shù)段人數(shù)明顯多于對照組，平均成績較高。由此可見，采用線上線下混合教學(xué)模式有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

圖3 期末考試成績對照圖

問卷調(diào)查采取網(wǎng)絡(luò)匿名的形式組織期中和期末兩次問卷，分別從學(xué)生對混合課程的接受度、提高學(xué)習(xí)質(zhì)量、課程設(shè)計(jì)的滿意度以及意見建議等方面進(jìn)行調(diào)查。96.2%的測試組學(xué)生參與了問卷調(diào)查，所有參與問卷調(diào)查的學(xué)生都表示愿意接受并認(rèn)同混合教學(xué)模式，豐富的在線課程資源和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)能夠滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，學(xué)生對本課程改革和建設(shè)非常滿意。

四、結(jié)束語

基于混合教學(xué)模式，堅(jiān)持“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，將課程建設(shè)與課程思政有機(jī)融合，對理論力學(xué)進(jìn)行一流課程建設(shè)的教學(xué)改革。通過教學(xué)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，新的教學(xué)體系能夠有力地推動一流課程建設(shè)，改革成果有利于促進(jìn)一流專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。同時，改革后的教學(xué)模式有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果，同時為其他一流課程建設(shè)提供參考。