“互聯網+”翻轉課堂創新橋梁工程課程教學模式研究

汪峰+劉鴻琳+劉章軍

摘要：以我校橋梁工程課程為研究對象，剖析了橋梁工程課程目前存在的問題，提出了基于“互聯網+”翻轉課堂的橋梁工程課程教學新模式。在已建橋梁工程網絡課程中，以橋梁工程知識點為主線融入翻轉課堂教學元素，將課程內容進行碎片化設計和重構，構建基于課程網站的專業課云資源式學習環境。分析學生課前問題引導、觀看專業課視頻和問題討論環節中橋梁知識的內化途徑。將“翻轉課堂”引入橋梁工程教學之中，有利于增強學生獲得感，激發師生互動交流，進一步提高教學時效性和針對性。

關鍵詞：互聯網+；翻轉課堂；橋梁工程；云資源式；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）19-0184-03

近年來，世界各地的知名高校逐漸開始運用“互聯網+”翻轉課堂的教學模式，取得了顯著效果，受到了媒體、教育工作者的關注[1]。我國在“十三五”時期，也明確提出了“互聯網+”教育的行動計劃。“互聯網+”教育依托大數據、云資源和移動互聯等技術，構建了全新的教育生態環境，培育出多種形式的教學模式[2][3]。其特點是通過課前問題引導、觀看視頻和課堂問題解決三個環節，重構教學流程和空間，對傳統教學模式帶來挑戰和沖擊。

目前，橋梁工程課程教學多以教師、教材為中心傳授專業知識，學生在課后運用所學知識完成作業、實驗和課程設計。該模式下橋梁工程的知識由教師簡單傳遞給學生，信息是線型和單向，掌握知識的方式單一。由于時空限制，師生缺乏交流和互動，學生獲得感不足[4]；其次橋梁專業課程網站多是將課堂教學大綱、PPT課件、教學視頻等資料簡單復制到網絡平臺，網站教學視頻以45分鐘為單位進行劃分錄制，內容多而全，交互性差，橋梁知識難點消化慢。而且專業課程過分強調橋梁系統的結構構造、理論計算，忽視了學生工程實際經驗缺少，認知能力有限的實際問題，課堂教學針對性和吸引力較弱。橋梁工程由于理論覆蓋面廣，力學概念多，實踐性強，其任務和目的不應是知識的單向傳遞和被動接受，而是要以工程實際問題來引導課程教學，通過師生雙向的交流探討，使橋梁基本知識逐漸內化和掌握，不斷培養學生創新實踐能力。因此，本項目結合橋梁工程專業課特點，剖析課程目前存在的問題，探索已建網絡課程融入翻轉課堂的方法，構建“互聯網+”翻轉課堂土木工程專業課教學新模式。本文研究成果為進一步增強橋梁工程課程教學針對性和實效性，培養道橋專業復合型創新創業人才提供理論支撐。

一、橋梁工程課程建設現狀

橋梁工程是我校土木工程專業道橋方向的核心課程之一，該課程在大三下學期開設，其先修課程是理論力學、結構力學、結構設計原理等。該課程的特點是理論性與實踐性強，密切聯系工程實際。通過該課程的學習，使學生掌握橋梁工程的基本概念、結構體系、構造原理、計算理論與計算方法以及施工技術等方面的專業知識，為今后能順利從事橋梁工程規劃、設計、施工和管養等工作打下牢固基礎。

近年來，隨著我國交通基礎設施的發展，新結構、新材料、新工藝逐漸應用于橋梁結構，橋梁工程的教學內容也逐漸發生變化。橋梁工程課程建設小組自2011年以來，一直探索符合橋梁發展需要的創新人才培養模式。目前，結合最新的橋梁施工、設計和科研的技術成果，基本建成了包括教案、錄像、電子課件、模型展示及動畫演示等在內的立體化教材體系，編制了一套內容翔實的、與學生實際相結合的教案和教學大綱，不斷提升該課程的教學效果；并建立了相應的教學實習基地、開放實驗室等，不斷提高學生的動手實踐能力；為了不斷創新課程教學模式，課題組也建設了橋梁工程網絡課程，獲得了三峽大學優質網絡課程，不斷拓展教學思路，豐富教學手段和方法。通過網絡課程，學生可以利用課余時間，充分發揮自主學習，了解最近的橋梁發展動態，在網站論壇模塊，還可參與關于橋梁知識的一切討論，經過5年網站運行，網站點擊率不斷攀升，發揮了課程網站應有的功能。

但隨著“互聯網+”教育的發展，翻轉課堂開始走進校園，單純的橋梁工程網絡課程難以適應新的變化，例如網站的教學視頻以一節課45分鐘為單位進行劃分錄制，內容多而全，網站交互性差，專業知識消化難，師生互動和交流缺乏，學生的學習獲得感較差。2015年以來，課程組申報和參與了橋梁工程開放課程建設，開始著手將翻轉課堂引入教學之中，目的是進一步提高學生的創新意識和實踐能力，倡導新型教學方法。因此，本文提出基于“互聯網+”翻轉課堂的橋梁工程課程教學新模式，解決以往課程網站使用率不高、交互性不足的問題，創新橋梁工程教學體系，進一步增強專業課程教學針對性和實效性。

二、橋梁工程翻轉課堂探索與實踐

“互聯網+”翻轉課堂模式是融合互聯網技術的一種全新教學理念，其主要內涵是借助信息化、碎片化的云資源，教師給學生提供教學視頻、動畫課件或最新的專業學習資料。學生按照課前計劃獨立完成有關視頻資源的學習，思考教師布置的問題；在課堂上，針對學生提出的疑問交流和討論，一起完成橋梁知識的解惑、釋疑等活動[5][6]。將這一模式引入橋梁工程專業課堂的教學之中，構建基于“互聯網+”翻轉課堂的橋梁工程教學方法，主要構思如下。

1.針對課程網站中的教學視頻、試題、論壇等部分，需要以知識點和章節為主線，融入翻轉課堂教學元素，將教學內容進行碎片化設計和重構，構建基于課程網站的專業課云資源式學習環境。

首先，對橋梁工程關鍵知識點的視頻資源進行碎片化設計。我校目前橋梁工程網站提供了橋梁施工、設計的相關教學視頻和動畫仿真。這些視頻都是以45分鐘為單位，而且是以一個大的知識點進行錄制完成。在傳統課堂上，學生如果對相關的知識點不理解，可在網絡課程網站觀看視頻，自己去學習。也可以在論壇中，發帖繼續和老師討論。但大三的學生由于需要學習的專業課程非常多，基本沒有時間繼續學習。因此，若將橋梁工程的大知識點碎片化處理，分成若干知識點，則學生可以根據信息檢索到自己還沒有掌握的關鍵知識點，然后反復學習和理解對應的視頻，不受空間和時間的限制。在實踐中，我們發現可以把每5分鐘的課堂劃分為5個知識點。例如，橋梁工程緒論中的橋面鋪裝，橋面鋪裝、排水裝置、伸縮縫、照明等知識點，分別做成有特色的小視頻，這樣可以滿足不同學生的需求。

其次，針對測試試題、論壇等欄目以知識點為線索的重構研究。目前，橋梁工程網站測試題目主要是針對課本上的某一章節內容進行劃分，和平時的課后習題重復度較高。另外，論壇沒有劃分板塊，不論是橋梁工程課本上知識點的討論，還是橋梁設計、施工的專題、課外話題的討論，都在一個模塊下，不利于學生快速檢索到關于知識點的所有討論信息。因此，以橋梁工程知識點為線索，重構試題、論壇等網站欄目，將所有同類的知識點試題、討論歸并化處理。

2.基于橋梁工程專業知識的實際應用情景，需要掌握學生課前問題引導、觀看專業課視頻和問題討論環節中知識內化過程和規律，了解分解知識內化的難度和增加專業知識內化次數的途徑。

問題引導、觀看視頻和問題解決是“互聯網+”翻轉課堂的三大環節。橋梁工程上課前問題引導環節，在網站上，教師提出一些引導性的問題。例如，講授橋梁工程現狀和發展時，讓學生準備國內外十大跨徑的橋梁，并將相應的知識點的教學視頻分發給學生。

觀看視頻環節。學生在課下時間認真觀看教學視頻，并通過課程討論組、微信課程組、論壇等方式進行反饋，解決課前提出的相關問題，將不懂的知識點篩選出來。在這個環節中，橋梁工程知識點的正確概念開始在學生的腦海里面內化[7]。

問題解決環節。學生通過課程網站論壇、課程討論群將不懂的知識點上傳，教師收集整理。然后在課堂上與學生一起討論、互動交流，逐個解決橋梁工程的難點、關鍵知識點，并鼓勵學習小組之間通過比賽等方式積極解決。問題解決環節是學生掌握橋梁工程知識點的第二次內化過程，教師需要在該環節激活正確的概念，糾正和強化學生原有的基礎知識。

由翻轉課堂的三個環節可知，橋梁工程的知識內化主要通過學生觀看視頻和課堂問題討論實現。在實際教學課堂中，教師需要從教學視頻的制作入手，將復雜的、非良構的、不能自建的橋梁知識以簡單、正確的概念展現，然后在課堂問題討論中，進一步強化每個關鍵的知識點。不斷反復地接觸、討論，完成知識內化，并被學生理解和掌握，利用互聯網技術，實現橋梁工程課堂的真正翻轉。基于“互聯網+”翻轉課堂橋梁工程課程教學新模式如圖1所示。

翻轉課堂雖然是一種基于信息技術的全新的教學手段，但是一門課程的教學效果的好壞，還需要其他的環境支持[8]。上述思路主要從微觀層面，研究每堂課、每個知識點的翻轉課堂模式。以自主學習為基本方式，引導研討交流，以釋疑解惑為基本指向，突出問題意識，以過程考核為基本手段，強化學生主體。在宏觀層面，需要優化橋梁工程課程設置、教學內容、教學環境、教學資源、教師培訓以及學習效果評價等多個環節。

三、課程建設效果與體會

基于“互聯網+”翻轉課堂不是傳統橋梁工程課程網站的簡單升級完善，而是以橋梁知識點為線索，形成了“微課”式的教學視頻資源，創建了以學生為中心的教學環境，體會如下。

1.重構了橋梁工程教學思路。將翻轉課堂元素融入到橋梁工程專業網絡課程網站中，首先改變了“將課堂簡單搬上網”的階段，不僅為學生提供一種云資源式的學習環境，而且有效增加了師生互動交流，能夠培養學生的創新實踐能力。

2.變化了課程教學流程。基于“翻轉課堂”的教學模式轉變為學生課前學習教學視頻、課件或教學案例等教學資源，通過橋梁工程課程網站，教師提供在線回復和答疑。課堂時間用于師生間、學生間的討論交流。教師在課堂上有針對性地講解橋梁工程中的難點和關鍵點，有助于促進學生對相關內容的掌握和內化，也符合時代潮流，易被新時代的學生接受。

3.提升了教學空間。學生不再受到45分鐘課堂的限制，根據自身需求和興趣，可以重復觀看和學習相關視頻資源，并及時和老師溝通交流，彌補了傳統課程網站的不足。課程網站還可以協助教師有效、及時地展現最新、前沿的橋梁研究成果，動態掌握學生的學習過程和學習效果，迅速了解學生的學習狀態，進而捕捉更有效地知識傳遞方法。

4.重新定位了師生角色。教師由傳統的理論傳播者，轉變為教學云資源的管理者、提供者，課堂學習的解答者，討論交流的引導者。學生由傳統的知識接受者，轉變為教學活動的積極參與者。

綜上所述，橋梁工程專業課程實施“翻轉課堂”模式，有助于加強和凝練課程教學資源建設，探索易于學生接受的專業課教學體系。該模式實現了網絡平臺與現實課堂緊密結合，一方面適應了互聯網與信息時代大學生的學習習慣；另一方面通過翻轉課堂顛倒了傳統教學過程，有利于增強專業課程教學的針對性和實效性。

參考文獻：

[1]Piedran，Chicaiza J.OCW-S：Enablers for Building Sustainable Open Education[C].2103 IEEE Global Engineering Education conference，2013：1262-1271

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[3]何克抗.從“翻轉課堂”的本質看“翻轉課堂”在我國的未來發展[J].電化教育研究，2014，255（7）：5-16.

[4]齊春玲，王顯利，王凱英.“慕課”對高校土木工程專業橋梁設計類課程教學改革的啟示[J].產業與科技論壇，2016，14（13）：146-147.

[5]盧有亮，姜書艷.精品課程網站中融入MOOC教學方法的研究[J].電化教育研究，2016，33（1）：173-175.

[6]顏正恕，徐濟惠.線上線下一體化“互聯網+”個性化教學模式研究[J].中國職業技術教育，2016，（5）：74-78.

[7]趙興龍.翻轉課堂中知識內化過程及教學模式設計[J].現代遠程教育研究，2014，128（2）：55-61.

[8]王華，殷旭輝.基于互聯網思維的參與式教學設計、實踐與展望[J].中國農業教育，2015，（2）：86-88.

Exploration and Practice of Teaching Method of Bridge Engineering Based on Flipped Classroom Mode

WANG Feng，LIU Hong-lin，LIU Zhang-jun

（College of Civil Engineering & Architecture，China Three Gorges University，Yichang，Hubei 443002，China）

Abstract：Taking bridge engineering courses as the research object，the existing problems of the course was analyzed.The new teaching model based on "Internet plus" flip the classroom was purposed.In the network course of bridge engineering，the main line of the bridge engineering knowledge is integrated into the teaching elements of the flipped classroom，and the course content was designed and reconstructed.The learning environment based on cloud resources was built.The internalization process of bridge knowledge was analyzed in three stages including pre-class problem guidance，watching professional video，and problem discussion link.The "flipped classroom" integrating into bridge engineering has more advantageous，such as enhancing students' sense of access，innovative teachers teaching methods，stimulating the interaction between teachers and students，and further improving the timeliness and pertinence of teaching.

Key words：Internet plus；flip the classroom；bridge engineering；cloud resources；teaching mode