建筑材料慕課建設(shè)與教學(xué)實踐

韓俊南，張婷婷，艾紅梅，王寶民, 曹明莉，趙麗妍

(大連理工大學(xué) a.土木工程學(xué)院；b遠程與繼續(xù)教育學(xué)院，遼寧 大連 116024)

隨著全球信息技術(shù)及教育信息化高速發(fā)展，資源共享課及開放式在線教育課成為教育界的熱點話題。尤其是近幾年，大規(guī)模開放式在線課程(慕課)井噴式出現(xiàn)。教育部《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育 全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》指出，大力推進慕課和虛擬仿真實驗，發(fā)揮慕課在提高教學(xué)質(zhì)量、促進教育公平方面的作用，制定慕課標準體系，規(guī)范慕課管理，規(guī)劃建設(shè)一批高質(zhì)量慕課。為促進教育資源共享及教育公平，高水平高質(zhì)量的在線課程將起到非常重要的作用。推動優(yōu)質(zhì)課程資源共享，提升公共服務(wù)水平，形成人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的泛在化學(xué)習(xí)新環(huán)境[1]。

一、慕課及慕課平臺概述

慕課MOOC(Massive Online Open Course)最早出現(xiàn)在美國，具有大規(guī)模、開放性、個性化、學(xué)習(xí)自主等特點，2012年之后在全球掀起了巨大浪潮。慕課平臺設(shè)置有視頻課件、文本資源、測驗、作業(yè)、討論、考試等模塊。通過慕課學(xué)習(xí)平臺，學(xué)習(xí)者可根據(jù)自身的需要進行學(xué)習(xí)、討論、完成作業(yè)、參與考試、獲取分數(shù)、拿到證書，完成學(xué)習(xí)的全過程[2]。慕課為分布在世界各地的廣大學(xué)習(xí)者提供了完整的課程知識體系及良好的溝通、傳播渠道，有效解決了因時空差異造成的教育資源短缺問題，同時也為學(xué)習(xí)者提供了終身學(xué)習(xí)的有力工具。目前，國內(nèi)從政府層面、高校層面和企業(yè)層面已經(jīng)成立了上百家慕課平臺，馬克思主義原理、中國高鐵技術(shù)概論等慕課等已走出國門[3]。最具影響力的國內(nèi)慕課平臺有中國教育部愛課程網(wǎng)和網(wǎng)易合作推出的中國大學(xué)MOOC平臺、清華大學(xué)推出的學(xué)堂在線、上海交通大學(xué)研發(fā)的中文慕課平臺好大學(xué)在線等[4]。

慕課是大規(guī)模公開課，面向整個社會、范圍廣，沒有先修條件，沒有規(guī)模限制，導(dǎo)致其注冊人數(shù)多，但完成率較低。慕課要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要遵循以學(xué)習(xí)者為核心、強調(diào)服務(wù)質(zhì)量的基本原則，多主體協(xié)同參與慕課建設(shè)，構(gòu)筑立體化的慕課體系[5]。為使慕課更好地應(yīng)用于高校教學(xué)，越來越多的高校教師選擇小規(guī)模限制性在線課程SPOC(Small Private Online Course)，這種課程由慕課衍生而來，多用于本校授課及跨校學(xué)分互選課等。教師限定選課人員范圍，利用慕課平臺實現(xiàn)線上自學(xué)和練習(xí)，結(jié)合線下的面授及課堂討論等方式實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，積極探索線上線下混合式教學(xué)模式，目前已取得一定的成果。

二、建筑材料課程基本情況及現(xiàn)存問題

中國高校土木工程專業(yè)一直為國家建筑事業(yè)的發(fā)展提供了高素質(zhì)、專業(yè)型人才，也極大地推動了經(jīng)濟的高速發(fā)展[6]。建筑材料課程是高校土木工程、水利工程、交通運輸類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課程，建筑材料作為支撐經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，具有多樣性、動態(tài)性、前沿性等特征[7]。在長期的教學(xué)實踐中，發(fā)現(xiàn)建筑材料課程存在課程內(nèi)容龐雜、知識碎片化、課時少、課程標準滯后、課程教學(xué)方法落后、缺乏工程思維和能力培養(yǎng)等問題。針對上述問題，借助信息技術(shù)，建設(shè)高品質(zhì)建筑材料課程資源、構(gòu)建適宜的建筑材料慕課教學(xué)模式成為大勢所趨。借助慕課系統(tǒng)，補充建筑材料課上所需要的其他門類知識，不僅可以幫助學(xué)生理解課程知識點，還可以拓寬學(xué)生視野。網(wǎng)上授課不受時間和空間限制，可以解決課時問題，更好地將理論教學(xué)與實驗、實踐教學(xué)相結(jié)合。利用慕課播放相關(guān)工程視頻，吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生身臨其境，了解所學(xué)知識的應(yīng)用范圍。將建筑材料慕課應(yīng)用于整個社會，在推進全國各高校相關(guān)專業(yè)在線學(xué)習(xí)，建立高校之間慕課學(xué)分認定制度，優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源引入中西部地區(qū)，提升高校教學(xué)水平，促進教育公平等方面具有十分重要的意義。

三、建筑材料慕課課程資源建設(shè)

慕課課程資源主要指視頻課件、試題庫、拓展資源庫等。

(一)視頻課件

視頻課件是在線課程的核心教學(xué)資源。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)者面對電腦觀看視頻注意力集中的時間一般為10 min左右。傳統(tǒng)45 min課程，教學(xué)內(nèi)容多，講授持續(xù)時間長，容易使學(xué)習(xí)者倦怠，達不到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。因此，將整門課程的知識分解為若干個知識點，以知識點為單位錄制5～15 min的微視頻，逐漸成為優(yōu)質(zhì)慕課的視頻展現(xiàn)形式。

微視頻“短、小、精”碎片化的特點，對授課教師提出了更高的要求。良好的文獻獲取能力和分析總結(jié)能力是保證慕課質(zhì)量的前提。教師在授課之前應(yīng)做足準備，快速獲得所需要的文獻資料，并將知識點清晰地提煉、歸納、總結(jié)[8]，要深刻理解課程內(nèi)容及知識點之間的關(guān)系，具備對重難點的高度凝練能力和表達能力。

大連理工大學(xué)建筑材料在線課程建設(shè)團隊由多年執(zhí)教該課程、經(jīng)驗豐富的教師團隊組成。授課內(nèi)容主要包括建筑材料的基本性質(zhì)、無機膠凝材料(石灰、石膏、水泥等)、水泥混凝土、建筑砂漿、墻體材料(磚、砌塊、板材等)、建筑鋼材、瀝青及瀝青混合料、防水材料等，共錄制101個微視頻。

(二)試題庫、拓展資源庫

試題庫的設(shè)立是對學(xué)習(xí)效果檢測的重要部分，在線學(xué)習(xí)之后利用試題庫對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果及時檢測，不僅可以幫助學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)其知識的薄弱環(huán)節(jié)，還可以為慕課的建設(shè)者提供有效的反饋，為課程改進提供幫助。

課程內(nèi)容相關(guān)的拓展資源庫可以幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)建筑材料課程所需的其他學(xué)科相關(guān)知識，更好地理解課程內(nèi)容、加深印象。拓展資源庫中的工程實例，幫助學(xué)習(xí)者切身體會理論知識的實際應(yīng)用，使所學(xué)知識不再是“空中樓閣”般的存在，在不同程度上引發(fā)學(xué)習(xí)者思考，激發(fā)其深度學(xué)習(xí)的動力。

四、建筑材料慕課教學(xué)設(shè)計及實施效果分析

(一)教學(xué)設(shè)計

慕課教學(xué)不同于傳統(tǒng)課堂教學(xué)，優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源是基礎(chǔ)，針對不同班次學(xué)習(xí)者的需求，進行合理的教學(xué)設(shè)計是實現(xiàn)良好教學(xué)效果的途徑[9]。為使學(xué)習(xí)者更好地學(xué)習(xí)慕課，最終通過課程考核拿到結(jié)課證書，完備的過程引導(dǎo)、積極的師生互動、側(cè)重過程考核的考核方式都是重要手段[10]。

大連理工大學(xué)建筑材料慕課依托中國大學(xué)MOOC平臺，目前已開設(shè)面向整個社會的公共班，課程總學(xué)習(xí)期限為12周。社會公共班無先修課程要求，學(xué)習(xí)者具有分布廣、人數(shù)多、學(xué)習(xí)自主性不足等特點。為使教學(xué)活動完整、有效、按計劃實施，更好地促進自主學(xué)習(xí)，平臺教學(xué)設(shè)計方面不僅提供了系統(tǒng)、完整的課程資源，還提供了比較完整的學(xué)習(xí)引導(dǎo)和計劃。開課之初發(fā)布教學(xué)大綱等資料，每周發(fā)布學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求。師生互動方面，利用平臺的討論區(qū)功能，教師按照教學(xué)計劃適時發(fā)布討論題，學(xué)生也可在討論區(qū)提問，與師生溝通交流?？己朔绞椒矫妫鐣啻螀⑴c考核的內(nèi)容主要是每章測驗題及參與課程討論的程度。建筑材料慕課平臺內(nèi)容總體設(shè)計如圖1所示。

慕課作為一種課堂形式，對不同的受眾群體，從教學(xué)設(shè)計、教學(xué)過程到學(xué)生測評，都有其不同的側(cè)重點和關(guān)注度。

1.社會公共班

在信息技術(shù)的推動下，學(xué)習(xí)已經(jīng)打破時間和空間的界限，“泛在學(xué)習(xí)”在這種時代背景下產(chǎn)生，終身學(xué)習(xí)也成為必然[11]。慕課成為連接社會人士與教育資源的橋梁，用戶只需使用PC、iPad、移動設(shè)備等各類終端接入網(wǎng)絡(luò)，在任何地域、任何時間，實時從云平臺的海量教育資源中獲取所需的學(xué)習(xí)資源和服務(wù)[12]。社會公共班的設(shè)立與發(fā)展對提高全民的文化知識水平有深遠影響。

在傳統(tǒng)課程中，教師在課堂傳授知識，很難顧及每位學(xué)員對每個環(huán)節(jié)的理解度，只能按照課時和進度講解。而學(xué)員在課堂上，如果有某幾個環(huán)節(jié)沒有聽清楚，理解不到位，很難讓教師停下重新講解一遍。雖然可安排答疑課，但是因為答疑課實時性不強，有很多積累的知識點可能被遺忘。慕課的優(yōu)勢在于可反復(fù)觀看，學(xué)生根據(jù)自己的需求，反復(fù)觀看某個細節(jié)，直到理解、領(lǐng)悟，再進行下一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，真正做到以學(xué)生為中心。

社會公共班的建筑材料慕課設(shè)置分為慕課課程章節(jié)板塊、測試板塊、討論板塊等，學(xué)生可隨時隨地和教師溝通，教師也更容易發(fā)現(xiàn)共性問題和特性問題，在翻轉(zhuǎn)課堂中，針對這些問題進行講解。測試版塊的難度需要控制好，考慮到受眾群體的知識基礎(chǔ)參差不齊，可在測試版塊中分幾級難度，學(xué)員根據(jù)自身的水平選擇適合自己的難度，進行自我提升。同時，將測試版塊設(shè)計成闖關(guān)模式，只有闖關(guān)成功才能進入下一章節(jié)的學(xué)習(xí)，把集中考試變?yōu)榉稚⒖己?，促進學(xué)生對每個細節(jié)的把握，最終成績更能體現(xiàn)學(xué)員對該門課程的整體掌握程度。討論板塊，給教師和學(xué)員提供自由的交流平臺，關(guān)于某個問題，大家可展開討論，有利于拓展學(xué)生知識的深度和廣度。有針對性的版塊設(shè)置還可增強慕課平臺的用戶黏性，進而提高用戶對平臺的忠誠度[13]。

2.本校學(xué)生授課

針對本校學(xué)生，慕課主要設(shè)置線上預(yù)習(xí)、課堂強化授課、問卷反饋、線上名師交流及課程實驗5個模塊。慕課不僅是視頻課程在互聯(lián)網(wǎng)上的簡單播放，而是將具有教學(xué)團隊參與的整個教學(xué)過程發(fā)布在互聯(lián)網(wǎng)上，進而提升慕課課程信息質(zhì)量，朝著多樣化、個性化方向發(fā)展[15]。

(1)線上預(yù)習(xí)

線上預(yù)習(xí)版塊展示慕課的教學(xué)大綱，主要是讓學(xué)生了解講解的內(nèi)容并完成預(yù)習(xí)測試題，使教師和學(xué)生做到心中有數(shù)。實驗課程中線上預(yù)習(xí)版塊的設(shè)置可使學(xué)生在進入實驗室前，對實驗有初步的了解，并做相應(yīng)的考試題目，成績合格才能進入課程實驗的環(huán)節(jié)，確保學(xué)生深入了解實驗的相關(guān)知識和安全注意事項，有利于課程實驗的安全開展[16]。學(xué)校建筑材料課程計劃課時44學(xué)時(其中實驗教學(xué)12學(xué)時)，慕課實驗班全部線上預(yù)習(xí)，其相應(yīng)授課課時減少至24學(xué)時，累計實驗教學(xué)36學(xué)時。

(2)班級授課強化

教師通過平臺及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)、掌握學(xué)生預(yù)習(xí)情況，進一步通過慕課的預(yù)習(xí)測試題了解學(xué)生對知識點的掌握程度。在線下上課時可以及時調(diào)整教學(xué)方法或教學(xué)進程，對一些重點和疑點進行講解。在課堂授課中體現(xiàn)以學(xué)生為中心的理念，以“任務(wù)型”活動為引導(dǎo)，設(shè)置研究課題和情景模式，讓學(xué)生真正“動”起來，以提升學(xué)生綜合運用知識的能力。

(3)問卷反饋

每一章節(jié)的最后設(shè)置問卷反饋版塊，在改進慕課學(xué)習(xí)成果評價技術(shù)的同時，將慕課學(xué)習(xí)過程同傳統(tǒng)的學(xué)生測評結(jié)合，彌補慕課學(xué)習(xí)評價的不足[17]。在此版塊中，學(xué)生可及時對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式給予反饋，提出自己對課程的建議。這有利于教師全面了解線上、線下學(xué)生動態(tài)。針對問卷的反饋內(nèi)容，取其精華、去其糟粕，相應(yīng)地完善課程內(nèi)容和形式。反饋表的設(shè)計采用問題導(dǎo)向方式，主要內(nèi)容包括：本章節(jié)慕課學(xué)習(xí)的相關(guān)知識在現(xiàn)實生活中有哪些具體應(yīng)用，在線課程的相關(guān)知識點有哪些需要改進，班級授課強化是否對慕課學(xué)習(xí)的相關(guān)知識有幫助，對于班級授課的形式有什么建議等。問卷反饋要求慕課實驗班全部參加，其中有效反饋約占60%。

（5）嚴格貫徹落實標準化作業(yè)。要充分借鑒自身以及其他單位多年來的探索與實踐，通過以評估設(shè)備運行狀態(tài)，構(gòu)建標準化的設(shè)備管理方式和變電站運維模式等現(xiàn)場作業(yè)工作要求，從而有效提升變電站運維的安全生產(chǎn)水平，這能夠很大程度上實現(xiàn)運維安全的可持續(xù)性。

問卷反饋發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對混凝土設(shè)計及耐久性的相關(guān)知識具有較大興趣，例如：三峽大壩如何保證達到設(shè)計使用年限，相關(guān)配合比在實驗室如何驗證，大連地區(qū)海工混凝土的設(shè)計需要考慮哪些因素，大連梭魚灣海底隧道沉管采用的混凝土配合比具有哪些特點等。結(jié)合反饋熱點，針對線上內(nèi)容調(diào)整，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。

(4)線上互動

針對熱點難點問題邀請教學(xué)名師和相關(guān)專業(yè)研究人員線上解答問題。建立師生交流平臺，學(xué)生和教師之間可利用互聯(lián)網(wǎng)交流、討論，打破課堂時空界限，以利于教學(xué)互動，擴大師生、生生交流的廣度和深度[18]。線上互動可提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生對學(xué)習(xí)的知識有更深層次的理解，提升學(xué)習(xí)的深度。尤其對于公共班學(xué)員，更能享受到學(xué)生時代的教學(xué)福利，為他們提供向教師咨詢的平臺。

(5)課程實驗

課程實驗以混凝土耐久性為設(shè)計目標，解析混凝土的基本構(gòu)成，從水泥、砂、骨料、石灰石粉等基本特性入手，設(shè)計水泥標準稠度用水量、凝結(jié)時間、水泥安定性、膠砂強度、砂石吸水率、砂石堆積密度、石灰石粉密度、砂篩分析、混凝土配合設(shè)計及強度測試等相關(guān)實驗。學(xué)生通過線上慕課課程，提前對實驗操作及內(nèi)容作詳細了解，在現(xiàn)實課堂上能更加快速地理解教材，有效提高課堂效率。

(二)實施效果分析

在一個學(xué)期內(nèi)，社會公共班的建筑材料慕課選課人數(shù)共計5 343人(第三期)，其中觀看課件人數(shù)為783人，觀看次數(shù)最多的是石灰、水泥、混凝土及混凝土配合比設(shè)計等視頻。參加單元測驗人數(shù)為261人，參與討論人數(shù)為30人，最終通過考核獲得合格證書的人數(shù)為54人。

由以上數(shù)據(jù)可見：

1)公共班無條件面向整個社會開放，選課人數(shù)較多。說明社會對應(yīng)用型工科課程的興趣和需求很大，建設(shè)品質(zhì)高的工科慕課資源對構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會十分必要。但慕課學(xué)習(xí)需要很強的自主性，真正參與學(xué)習(xí)的人數(shù)僅為選課人數(shù)的15%，沒有學(xué)業(yè)要求驅(qū)動的學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)動力及持續(xù)性不足。公共班的教學(xué)過程還要加強對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，實用性強、內(nèi)容展現(xiàn)形式新穎等都是吸引學(xué)習(xí)者進行下一步學(xué)習(xí)的方法。

2)學(xué)習(xí)者多數(shù)會選擇應(yīng)用性較強的內(nèi)容學(xué)習(xí)，對理論性內(nèi)容的興趣不足。應(yīng)充分利用慕課平臺公共課模塊，增大實用性強的課程資源占比。講解要化繁為簡，同時保障知識要點不遺漏。這樣對于學(xué)習(xí)者更加方便，節(jié)約學(xué)習(xí)時間、提高學(xué)習(xí)效率、增大慕課利用率。

3)公共班參加單元測驗的人占注冊人數(shù)的4.7%，占觀看教學(xué)視頻人數(shù)的33%，單元測驗可設(shè)置為必做選項，對課程知識點強制考核，讓學(xué)生熟悉自己的不足之處。對于本校學(xué)生，教師也可根據(jù)測試結(jié)果因材施教，形成良性教學(xué)互動。教學(xué)交流討論的人數(shù)極少，僅占觀看教學(xué)視頻人數(shù)的3.83%，因此，教師需要提供更實用、更有趣味性的討論題，以增加社會學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

五、結(jié)語

優(yōu)質(zhì)慕課資源及平臺建設(shè)是實現(xiàn)教育公平、資源共享、提升教育公共服務(wù)水平的重要手段，積極推進優(yōu)質(zhì)慕課資源建設(shè)及因材施教的教學(xué)模式值得探索。

1)教學(xué)視頻是慕課主要資源，是學(xué)習(xí)者從平臺獲取知識的主要途徑，優(yōu)質(zhì)慕課對授課教師提出了更高的要求，課程內(nèi)容應(yīng)盡量短、小、精、系統(tǒng)完整，課件展現(xiàn)形式應(yīng)多樣化。

2)教學(xué)資源盡量多樣化且注重實用性，以滿足不同層次學(xué)習(xí)者的需求和興趣。

3)因材施教，采用不同的教學(xué)模式。對社會班的學(xué)習(xí)者，側(cè)重教學(xué)引導(dǎo)，提供實用性強的拓展資源，設(shè)置科學(xué)合理的考核模式促進學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)持續(xù)性。對高校學(xué)生，敦促其課前利用平臺課件進行預(yù)習(xí)，課上積極參與討論，課下利用平臺完成知識鞏固及考核任務(wù)，實現(xiàn)線上線下混合教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣和獨立思考能力。

4)完全線上考核班應(yīng)重視師生交流。通過平臺模塊實現(xiàn)充分溝通，促進學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)者解答疑惑。