基于微課的翻轉課堂教學模式在土力學與地基基礎教學中的實踐

谷淡平　易紅衛　唐斯　吳佳偉　湯國麗

[摘要]隨著互聯網技術的發展，在線教育迅速崛起，其中基于微課的翻轉課堂教學模式在土力學與地基基礎課程教學中受到重視。論文在分析傳統教學模式不足的基礎上引入基于微課的翻轉課堂教學模式，對該模式的教學過程進行詳細設計，構建基于微課的土力學與地基基礎課程翻轉課堂教學模型，通過具體實踐驗證了該教學模式具有較好的教學效果。

[關鍵詞]課程教學;土力學與地基基礎;微課;翻轉課堂

[中圖分類號]G642[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3437（2019）11-0060-03

一、引言

土力學與地基基礎是土木工程專業基礎課程，包含土力學與地基基礎兩大部分，既有抽象的理論知識，又有密切聯系實踐的知識，學生普遍認為該課程的知識點難以掌握[l]。傳統的教學模式已經遠不能滿足培養理論基礎扎實，實踐能力強，具有創新意識和創業精神的高素質土建類特色應用型人才的需要，教學改革勢在必行。在土力學與地基基礎課程教學中轉變教學理念、改變教學方法，對土木工程和工程管理專業培養高素質的應用型人才有著重要的意義。

近年來，在創新驅動發展戰略和教育改革發展規劃的指引下，我國高等學校課堂教學模式一直在嘗試進行各種變革。隨著互聯網技術的發展，在線教育迅速崛起，改變了傳統教育的教學模式，尤其以微課、翻轉課堂等在線教育模式的改革成效較為突出。眾多學者開始將基于微課的翻轉課堂教學模式引入具體的課堂教學中。楊九民等[2]針對現代教育中課程資料利用率低、學習效果差的問題，首先提出了以微視頻資源學習為核心的翻轉課堂教學模式，并驗證了該模式的有效性。姜玉蓮[3]以基層廣播電視大學課程實踐為例，積極創新課堂教學模式，提出了基于微課程的翻轉課堂教學模式，并認為此教學模式可以促進開放性大學的資源建設。劉銳等[4]在現有微課資源的基礎上，構建了基于微課的翻轉課堂教學模式，對這種模式的設計及銜接進行了具體介紹。李曉東等[5]將基于微課的翻轉課堂教學模式應用在具體的課程中，并認為該教學模式在影視英語的教學上有顯著的優勢。土木工程專業引進翻轉課堂教學模式的時間并不長，李桂賢[6]首先將翻轉課堂教學模式應用于土力學與地基基礎課程教學中，并對其應用實踐進行了教學反思，提出了個人意見和建議。陳志雄[7]指出了傳統土力學教學模式和現代MOOC網絡視頻教學的不足，提出了課前自主學習、課中翻轉課堂和課后知識拓展三大教學模塊，介紹了土力學課程基于慕課的翻轉課堂教學新思路。

總結現有研究發現，基于微課的翻轉課堂教學模式從提出到應用到具體學科的時間并不長，但發展速度很快。然而，土木工程專業引入該教學模式很少。本文從土木工程專業人才培養模式出發，結合筆者在該課程中的教學實踐，對土力學與地基基礎這門課程基于微課的翻轉課堂教學模式進行具體設計，以為該模式在土木工程專業課程教學中積累實踐經驗。

二、微課與翻轉課堂

微課 Micro-lecture）起源于美國北愛荷華大學的LeRoyA.McGrew教授1993年提出的60秒課程，要求利用60秒的時間向大眾普及一個化學常識[8]。稍后英國納皮爾大學的T.P.Kee提出了一分鐘演講（The One Min-ute Lecture，簡稱OML）[9]。然而，最早將微課應用于教學的是美國圣胡安學院的高級教學設計師戴維·彭羅斯（David Penrose）。Penrose于2008年綜合了短小課程設計的思想，明確提出了微課的理念，同時也提出建設微課程的5個步驟來指導微課開發。Morris認為微課可以作為網絡課程的重要組成部分，為傳統課堂的教學模式提供一種新的思路。微課逐漸在全世界各個領域的教學中得以推廣和應用[10]。

翻轉課堂同樣起源于美國，2005年阿拉帕霍高中老師Karl Fisch和Aaron Sams嘗試采用與提出翻轉課堂的教學模式。隨后，可汗學院的Salman Khan制作了大量的微小教學視頻并被廣泛地引用，翻轉課堂模式迅速傳播開來。

在線教育的出現推動了翻轉課堂教學模式的發展，2012年，拜倫高中利用MOOC進行翻轉課堂教學，結果發現學生學習興趣明顯提高。2014年，加州大學伯克利分校的Amande Fukesi教授嘗試用一種小而精的課程類型SPOC （Small Private Online Course）來開展翻轉教學[11]。同年，南京大學的張寶輝開始對翻轉課堂進行研究[12]，至此，翻轉課堂教學模式的研究和應用也開始受到國內廣大學者的追捧。翻轉課堂不改變學生群體性學習的特點，不改變教師的主體地位，也不改變課堂秩序，而是將傳統教學的知識本位、以教定學、知識灌輸的教學理念轉變為問題本位、以學定教、能力培養的新型教學理念。基于微課的翻轉課堂教學模式改革，為信息時代的教與學提供了新的思路，其核心思想就是利用微課理念和現代在線教育平臺來實施翻轉課堂教學。

三、土力學與地基基礎課程教學問題

傳統的土力學與地基基礎課程教學主要存在4個問題，這些問題嚴重影響了這門課程的教學效果。

首先，本課程存在內容多課時少的問題。本課程實際由2部分組成，既有土力學原理又有基礎工程的專業內容，課堂教學內容繁多，一般開課48學時，這么少的學時讓任課教師感到很有壓力，如何給課堂減負是本課程需要解決的關鍵問題之一。

其次，力學學習是較為枯燥的且難度相對較大，學生學習的積極性容易受挫，如何調動學生的學習積極性，也是本課程需要解決的另一個關鍵問題。

再次，土力學與地基基礎是在試驗和實踐中發展起來的學科，其課程涉及眾多土力學試驗，需要在本課程開設的同時開設相應的試驗課程，但受實驗室設備不足、排課時間沖突等因素的影響，本課程的試驗課一般滯后于理論課，這就會影響學生的學習效果。

此外，基礎工程為隱蔽工程.其構造等都難以表露，一般在現實生活中很難看到工程原型，學生缺乏感性認識，這就增加了學習難度。

眾多的教學問題導致教師認為這門課程不好教授，學生認為難學，運用傳統教學方法來開展本課程的教學很難獲得理想的效果，因此對本課程的改革勢在必行。實踐證明引入基于微課的翻轉課堂教學模式能有效緩解上述問題。

四、基于微課的翻轉課堂教學模式設計

（一）教學模式的構建

筆者在研究了微課、翻轉課堂理論的基礎上，針對土木工程專業學生的特點和學習習慣，在土力學與地基基礎課程構建基于微課的課前學習、課堂討論、課后拓展的翻轉課堂教學模式，其具體模式如圖1所示。

（二）教學模式的設計與實施

以土木工程專業土力學與地基基礎課程為對象進行基于微課的翻轉課堂教學模式設計與實施，其主要過程如下文所述。

（1）分析教學對象的學習需求

根據培養標準中的素質、知識、能力要求，結合土木類學生的專業背景和特點，對土力學與地基基礎課程的學習需求進行分析。

（2）制作微課

學習和研究微課制作技術，根據教學大綱要求對土力學與地基基礎課程的教學內容進行分解，確定課程的重點、難點和要點內容并制作微課教學課件，根據內容的不同選擇微課的形式，完成微課制作。

（3）搭建在線課堂

建立基于微課、MOOC平臺的在線課堂，實現基于在線課堂的學習交流、主體討論、教學答疑以及小組協作與自主學習等教學功能，強化在線課堂的建設。

（4）實施翻轉教學

在借鑒國內外翻轉課堂實際應用案例的基礎上，設計一套適合土力學與地基基礎這門課程的翻轉課堂教學模式。該模式通過學生課前的知識學習、課內的討論與答疑和課后的拓展來實現知識傳遞、知識內化和知識拓展。

（5）開展教學評價與考核

選擇合適的課程教學考核形式，可采用學生自評、互評和教師點評相結合的形式。

（6）總結教改實踐

根據學生的反饋，對土力學與地基基礎課程基于微課的翻轉課堂教學模式的改革效果進行及時評估與總結，進一步完善該課程的教學模式和教學方法。

（三）教學模式實施的保障條件

基于微課的翻轉課堂教學模式，首先要求學校擁有功能齊全的錄播室和實驗室，建立覆蓋校園的無線網絡。其次，師生之間要有一個功能較為完善能滿足開展本課程教學模式需要的推送平臺。此外，要有一支能合理運用現代教學手段的師資隊伍和激勵師生投身教改的考核制度等。

（四）教學效果

筆者為了驗證基于微課的翻轉課堂教學模式的教學效果，選取本校2個班級的土力學與地基基礎課程進行試點教學，其中一個班級采用傳統教學法，另一個班級采用基于微課的翻轉課堂教學模式。對這2個班級分別從學生的課程到課率、滿意度和考試成績進行對比，如圖2所示。對比結果說明基于微課的翻轉課堂教學模式在這3方面均優于傳統教學模式。

本課程教學改革因受到課程教學大綱和考核辦法的影響而使改革深度受限。下一步將聯合多門課程進行基于微課的翻轉課堂教學模式改革，把課程改革與考核機制革新緊密結合起來，以促進基于微課的翻轉課堂教學模式改革向更廣范圍、更深層次發展。

五、結語

本文在分析和總結現有信息教育技術研究成果的基礎上，結合土力學與地基基礎課程的教學特點，通過微課制作和線上教育平臺，引進翻轉課堂教學理念，建立基于微課的翻轉課堂教學模式，并將這種教學模式在本校進行實踐應用，以此檢驗和完善這種教學模式。上述探索有效地激發了學生的學習主動性，提高了學生學習的興趣，實現了教學方式由單向式灌輸向雙向式互動的轉變，為培養出重基礎、重技術、重能力、高素質的“三重一高”土木工程專業綜合性應用型人才奠定了基礎。

[參考文獻]

[1]谷淡平，黃阜，龐朝暉.案例教學法在應用型高校土力學與地基基礎教學中的實踐[J].大學教育，2018（8）：97-99.

[2]楊九民，邵明杰，黃磊.基于微視頻資源的翻轉課堂在實驗教學中的應用研究：以“現代教育技術”實驗課程為例[J].現代教育技術，2013 （10）：36-40.

[3] 姜玉蓮.基于微課程構建開放教育翻轉課堂教學模式的設計研究：以基層電大課程實踐為例[J].中國遠程教育，2014（3）：52-60.

[4] 劉銳，王海燕.基于微課的“翻轉課堂”教學模式設計和實踐[J].現代教育技術，2014（5）：26-32.

[5] 李曉東，曹紅暉，基于微課的翻轉教學模式研究：以大學影視英語課堂為例[J].現代教育技術，2015（9）：70-76.

[6]李桂賢.翻轉課堂在土力學與地基基礎課程的應用研究[J].亞太教育，2016（12）：82.

[7]陳志雄，盧黎，盧諒.土力學基于慕課的翻轉課堂教學模式探析[J]高等建筑教育，2018（2）：64-67.

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[11]桑宇霞.基于“SPOC”的翻轉課堂大學生學習經歷與學習效果研究：以《電路分析基礎》為例[D].南京：南京大學.2015.

[12] 張金磊，王穎，張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2012（4）：46-51.

[責任編輯：龐丹丹]