云教學支撐下的《工程力學》翻轉課堂教學模式探索

李健　王海明　李鳳娟　席宣宣　周嶺

【摘 要】隨著網絡社會的不斷推進，高校教育云的發展是大勢所趨，依托于移動互聯網、智能學習終端及網絡教學系統的云教學也隨之興起。這里將翻轉課堂教學理念引入到《工程力學》課程教學中，并探討在云科技大數據平臺的支撐下，打破原有教育屏障，構建一個集傳統課堂教學、課后自學、互動交流于一體新型教學體系，并為《工程力學》課程的互聯網+教學作出有益探索。

【關鍵詞】云教學；翻轉課堂；工程力學；教學模式

中圖分類號： G434；TB12-4 文獻標識碼： A 文章編號：2095-2457（2018）04-0067-003

Exploring Teaching Mode of "Engineering Mechanics" Flip Class under the Support of Cloud Teaching

LI Jian1 WANG Hai-ming1 LI Feng-juan1 XI Xuan-xuan2 ZHOU Ling1

（1. School of Mechanical Electrification Engineering， Tarim University， Alar， Xinjiang 843300， China；

2. School of Science and Technology， Xinjiang University， Xinjiang Aksu 843000， China）

【Abstract】With the continuous advancement of the internet society， the development of college education cloud is the trend of the times， and the cloud teaching based on mobile internet， intelligent learning terminal and network teaching system also rises. Here， the concept of flipping classroom teaching was introduced into the teaching of Engineering Mechanics， and under the support of the cloud technology big data platform， the education barrier was broken and a new type of traditional classroom teaching， self-study after school， and interactive communication was constructed. Teaching system and making useful explorations of Internet + teaching in Engineering Mechanics.

【Key words】Cloud teaching； Flipping classroom； Engineering mechanics； Teaching mode

0 引言

《2013-2017年中國網絡教育行業市場前瞻與投資預測分析報告》顯示，近幾年來，我國在線教育用戶規模呈現逐年上升的趨勢，2017年預計達到1.2億人。與此同時，互聯網+教學對傳統的教育教學觀念提出了挑戰，互聯網+教學更容易突破傳統教學模式下陳舊死板、千人一面的桎梏，提供私人定制，其核心理念也更加貼近教育教學規律和人才成長規律，可以進行人性化、多樣化的人才培養[1]。

接下來的十年，將會是云計算的時代。隨著云計算產業的迅速發展，其應用逐步從互聯網行業向制造、金融、教育、醫療等傳統行業滲透和融合，不斷促進傳統行業的轉型升級，高校教育云的發展是大勢所趨。《教育信息化十年發展規劃（2011～2020）》中明確提出了建設中國教育化云服務平臺的任務計劃，云計算將成為教育行業信息化的下一個熱點，在高校院所廣泛應用[2]。

翻轉課堂是指重新調整課堂內外的時間，將普通課堂中的講授移到課外進行，課堂內通過實驗、項目訓練、研討、團隊合作等方式讓學生成為學習的主動實施者，學生的工程實踐能力和溝通交流、團隊協作能力在課堂上能直接得到很好的鍛煉。在這種教學模式下，教師不再占用課堂的時間來講授信息，而由學生在課后完成，教師將有更多的時間與每個人交流；學生可以通過看視頻講座、聽播客、閱讀電子書甚至在網絡上與人討論等方式來學習；課后，學生自主規劃學習內容、學習節奏、風格和呈現知識的方式，教師則采用講授法和協作法來滿足學生的需要和促成他們的個性化學習[3-4]。

云教學是指依托于移動互聯網、智能學習終端及網絡教學系統支撐下線上線下新型教學體系，創造一種動態的、交互的個人學習環境，使教學由傳統的教師堂課傳授向學生自主學習、小組合作學習以及個性化學習轉變。目前，隨著網絡社會的不斷推進與學生自我意識的不斷覺醒，傳統課堂教學已經難以為繼[5]。將云科技大數據平臺與傳統教學模式結合，進行有效融合優化，在“互聯網+”背景下，努力構建一種云教學平臺支撐下的《工程力學》課程翻轉課堂教學模式改革與創新，已經成為當下“教育發展”一種必然，也同時是對“互聯網+教育”領域的一項有益實踐與探索。

1 當前《工程力學》課程教學中存在的一些問題

隨著網絡社會的不斷推進，高校課程的“互聯網+”教學已是大勢所趨。但目前《工程力學》課程的教學仍以教學課堂傳授、板書理論演繹為主，這其中存在的各類問題如下：

1.1 教學主體缺失

傳統的教學活動中以教師為中心，一切教學活動都以教師為主導來開展，教師在課堂上利用語言、形體動作、手勢、板書、示范等多種形式來向學生傳授教學方案中劃定好的知識；當學生在課程學習中出現各種問題時，依據先前制定好的各種教學管理條例，教師也能進行有效的控制與處理，這樣就方便了教師對整體情況的組織與掌控，使之不偏離教學目標的要求。

教學的主體是學生，教學過程是在人與人之間的接觸與交流。傳統的教學模式下，學校院系制定的一切教學計劃都是以教師為主，教師自己制定的教學方案又很少考慮學生的認知水平與接受能力，一切以教學計劃為綱。這種情況下，教師的教學內容相對學生而言就顯得枯燥乏味、晦澀難懂，不夠能因材施教，更不能發揮學生的個性與主觀能動性，課堂氣氛沉悶、壓抑，學生對內容疲于思考、被動接收，課堂教學有淪為“填鴨式教育”的趨勢。

1.2 教學計劃死板

當前教學模式下，教師教學的重點在教案，教案對教學內容、教學步驟、教學方法等都進行了具體的設計和安排規劃。比如：教師每學期開課前，教師必須要完成整體教學內容的規劃和教學方案的設計，制定好每堂課上所要講授的內容；課堂上教師只需按照教案設定好的程序按部班，教案主導全局，主演是教師，學生配合劇情即可。

如此引導下，教師只關注自己的教學任務完成情況，而不會將精力投入到學生身上，學生在課程學習中遇到的各種問題，學生對知識的掌控缺陷，都沒有得到很好的處理。這種教學模式，知識從教材經教師傳遞給學生，注定只能進行知識的傳授，而無法釋放學習的天性，培養他們對知識的應用創新能力。

1.3 教學手段單一

傳統“工程力學”課程教學當中，以教師的課堂講述、板書演繹為主，教學過程當中注重基礎理論與公式推演，強調學生的數學基礎與理論聯系實際的能力，然而目前的“90后新人類”大學生普遍存在理論基礎差、理論聯系實際能力偏弱的情況，這樣就造成了當下大學生對“工程力學”課程教學內容被動接受、惰于思考、缺乏實踐創新能力的實現，具有填鴨式的弊端，教學質量不高。

2 翻轉課堂教學理念的特點

翻轉課堂，可稱為“顛倒課堂”，是指重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。翻轉課堂教學模式可以讓課堂回歸到學生能力的培養：翻轉課堂將普通課堂中的講授移到課外進行，課堂內通過實驗、項目訓練、研討、團隊合作等方式讓學生成為學習的主動實施者，學生的工程實踐能力和溝通交流、團隊協作能力在課堂上能直接得到很好的鍛煉。翻轉課堂相對傳統教學有四大顛覆：從被動學習向主動學習翻轉；從考試成績向學習能力翻轉；從有教無類向因材施教翻轉；從孤立式教育向共享型翻轉。

翻轉課堂從根本上將教師和學生在教學過程中的角色進行了顛覆，改教師傳授為教師組織、引導。翻轉課堂模式對教師的教學能力、交往能力、課程評價能力、科研能力都都提出了很高的要求，教師要從課前學習設計、課堂教學儲備、課后教學評價、師生互動交流等多個方面去做準備，以完成整個翻轉課堂教學過程。

3 云教學支撐下的《工程力學》翻轉課堂

教學模式探索

3.1 基于大數據的云教學系統構建

在教師、學生、家長作為學生教學中不可或缺的三方角色，如何將學校教師教學、學生課后自學、家長監督教育進行有效融合，在互聯網的助力下形成良好的家校合作制度，讓學生取得較好的學習效果，這里引入云計算技術，搜集教師、學生、家長與學生學習有關的大數據，分析其中蘊含的內在聯系，構建一個集傳統課堂教學、課后自學、互動交流于一體新型教學體系，主要構成如下：

數據搜集、分析處理，在校園網上搜集教師、學生、家長三方與學生學習有關的數據，之后將這些數據資源進行整合并依托云計算技術進行有效的分析處理，為接下來的應用服務提供依據和支撐；應用服務部分，教師、學生、家長三方聯合起來將校園網中的現有資源進行重新組合，既能保證學生有充裕的學習資源，又能滿足教室有足夠的備課資料，同時家長通過對學生學習生活痕跡的監督，也可以實時了解學生的學習、生活、心理變化；網絡與移動終端，教師、學生、家長可以在手機、電腦或PAD等網絡終端上，通過注冊登錄來了解學習自己想要得到的資料、信息，并可以進行便捷的交流互動。

3.2 翻轉課堂教材選取與教學方案的制定

根據院系機械電子工程專業培養方案的內容安排與培養目標，我院機械類專業學生的學習能力與實踐水準，以及當下《工程力學》課程課時量逐漸減少的現實需求，篩選符合我院教學體系與具體情況的合適教材。

明晰《工程力學》課程中哪些內容是主干，可利用翻轉課堂教學模式在課堂教學中進行講授，而哪些內容是課堂教學無法及時展開的重點難點，需要通過微課程模式，放置在課外教學。課堂教學采取理論與實踐相結合的模式，課堂之外的自主學習選取網絡視頻公開課或是微課程的方式來進行。

3.3 翻轉課堂中微課程選擇、設計與制作

在注重應用的原則下，針對教學學時內無法深入展開的一些重點難點，如運動學綜合應用實例、物體受力變形中的組合變形以及一些力學基本理論的數學推導，可以采用微課程的方式，將這些內容分別整理為一系列8-15分鐘的PPT式微課程，將內容制作得更加簡潔、生動、易懂，并利用電腦網絡與手機APP等多樣的傳播形式，方便學生利用課余碎片化時間來學習。

微課程內容的選取應根據高等教育及《工程力學》課程的特點，采用合適的教學方法，如案例教學法、啟發式教學等，使學生在反復的聽講和練習中提高能力。其次，微課的設計與制作過程中要注意到多個關鍵技術問題，如微教案設計、腳本編寫、素材的搜集和制作、PPT制作、教學實施與錄制、后期視頻編輯等等，這些技術難題都應得到解決。最后，根據上一步制定好的教學方案，節選課堂上無法展開卻又不可或缺的知識點，設計好相應的教案、腳本并選取教學模式，運用相關技術錄制微課視頻。

3.4 翻轉課堂教學交流平臺的創立

通過這一平臺，學生可以在課前、課上、課后分別完成不同的學習任務，與教師或學生間進行實時的溝通，避免了帶著疑問去學習新知識所帶來的困難。這就大大促進了學生學習的積極性，由此形成一個良性循環的學習氛圍。此外，該平臺的統計分析功能也可幫助教師實時分析掌握學生在學習過程中遇到的疑難問題，及時應對或補充講解，為開展個性化教學提供幫助。

這樣就可以把握針對90后“網絡新人類”在學習過程中的心理特點與價值取向，能夠積極并及時得與學生進行線上線下平等交流、互動，根據學生的反饋對教學內容和教學方式隨時隨地進行調整，從而達到較好的教學學習效果。

4 結語

這里基于云科技大數據平臺，對云教學支撐下《工程力學》的課程教學進行了翻轉課堂教學模式改良、探索，從教師對知識的傳授和學生對課程的學習兩方面對傳統課題教學進行了徹底的顛覆與創新。新型《工程力學》課程教學體系的構建，將會極大的激發學生學習的主動性與積極性，提高教學質量，并為今后類似課程的“互聯網+教學”提供借鑒與參考。

【參考文獻】

[1]夏東鋒.“翻轉課堂課下教學模型”與對應云教學系統的構建[J].江蘇開放大學學報，2014（5）：27-31.

[2]劉玥.基于云教學平臺的大學英語視聽說課翻轉課堂教學模式研究[J].中國教育信息化，2016（20）：64-67.

[3]何朝陽，歐玉芳，曹祁.美國大學翻轉課堂教學模式的啟示[J].高等工程教育研究，2014（2）：148-151.

[4]許英姿，沈玉鳳.基于翻轉課堂的理論力學教學改革與實踐[J].力學與實踐，2015，37（6）：737-740.

[5]于智慧.睿易云教學——有趣有效的在線智慧課堂[J]. 人民教育，2017（18）：113-114.