“SPOC+對分課堂”在材料力學課程教學中的探索

［摘 要］材料力學是機械類工科專業的基礎課程，其教學目的是使學生通過理論分析計算解決工程結構件的受力、變形、破壞等實際問題，引導學生提高分析問題、解決問題的能力。為深化教育教學改革，滿足新時代教學目標多元化和人才需求個性化的需求，項目組以學生發展為中心，為提高課程教學質量，培養學生的創新思維，在材料力學課程中引入“SPOC+對分課堂”教學模式。教學實踐證明，該模式對培養學生創新意識、提高自主學習能力、提升教學質量起到積極的作用，能滿足應用型本科人才培養的需求。

［關鍵詞］SPOC；對分課堂；材料力學；教學模式

［中圖分類號］ G712 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）12-0074-03

引言

毋庸置疑，新冠病毒感染疫情在很大程度上改變了教學形式和方法。以電腦、手機、平板為主要媒介，形成了線上教學替代傳統課堂教學的新型教學模式。不同于傳統的課堂教學，一方面，基于線上教學，學生的學習方式被重塑，沒有了固定的教學場景，師生情感交流互動減少，這就倒逼教師對教學模式做出相應的調整。另一方面，傳統教學“以教師為中心，以教室為中心”，學生被動接受知識，不利于培養學生的創新能力和可持續競爭力，這倒逼高校要進一步深化教育教學改革，提高教學質量。

作為一種新型的學習和教學方法，MOOC（Massive Open Online Courses，大型開放網絡課程）以其資源多元化和課程易使用、受眾廣、便于參與等鮮明特點，近幾年在國內發展迅速，相繼衍生出“中國大學MOOC”“學堂在線”“智慧樹”等線上教學與學習平臺。如何有效利用MOOC開展創新性教學，成為當前教師關注的焦點。

通常MOOC的教學模式分為三種：一是網絡課程學習；二是網絡課程學習+學生自主學習；三是網絡課程學習+教師課堂教學。第三種也稱MOOC協同教學，該模式既能夠實現“以學生發展為中心”的自主學習，又有利于培養學生協同創新能力，是一種連接新技術和現行教育資源，具有高度靈活性和適應性的教學模式[1-2]。

一、“SPOC+對分課堂”的概念

基于應用型本科線上線下混合式教學的現狀和實際特點，SPOC（Small Private Online Course，小規模限制性在線課程）與 MOOC相比，有兩個顯著優勢。一方面，SPOC滿足了課堂教學學時縮短，而教學任務不變的要求；另一方面，它打破了單一以教師為中心的課堂教學格局，使傳統教學與在線教學融合發展，創新教育教學模式[3]。

2014年，復旦大學張學新教授提出了對分課堂的概念，其核心理念是“把一半課堂時間分配給教師進行講授，另一半分配給學生以討論的形式進行交互式學習”。

對分的方式可以按照教師上課的實際情況靈活安排，可以按學時數進行線上自學與線下講授對分；可以按課堂教學時長進行對分，講授與討論各占一半；可以按教學內容進行對分。這種教學模式，有利于促使學生學習從被動轉向主動。此外，通過小組作業，還能增強學生團隊協作能力，提高學生自學和科研能力，教學回歸到“以生為本”[2，4]。

“SPOC+對分課堂”基本流程：一是教師通過翻轉課堂，把MOOC視頻資源設為學生課前預習內容，同時布置相對簡單的作業給學生，讓學生完成課前預習。二是在課堂教學中對重點、難點進行講授以及回答學生提出的問題，也可以和學生一起完成作業或其他任務。教師還可以靈活地調整課程進度、節奏和課程考核標準［5-7］，以滿足教學大綱要求，根據學生學習能力的差異有針對性地開展教學。

二、材料力學課程的“SPOC+對分課堂”教學實踐

以機械、材控等工科專業的專業基礎課大綱中規定的主干課程材料力學為例，其課程目標重點在于培養學生對工程構件受力、變形和破壞問題的分析能力， 同時強調理論與實踐、理論與工程的結合，逐步提高學生分析問題、解決問題的能力。

傳統教學已不能滿足課程目標要求，主要存在以下三個方面的原因：第一，材料力學課程概念多、公式多、定理抽象、計算復雜，對學生高數、線性代數基礎要求較高，且課時數也由于深化教學改革的需要而被壓縮，導致學生學習難度大、學習興趣不高，教學效果不理想。第二，傳統的教學以教師講授為主，忽視了學生的主體地位，以“填鴨式”教學為主，學生被動接受知識，導致學生只會考試、不會應用所學知識解決問題。第三，學生學習動力不足，缺乏創新意識，課堂教學氣氛不夠活躍，師生及生生互動較差，不易于對學生學習能力的培養。

為適應新形勢下國家對應用型人才培養的需求，改進教學方式，提高教學質量，筆者以應用型本科學校天水師范學院2018級機械制造及自動化專業的學生為例，依托“中國大學MOOC”上相關優質的課程資源，采用“SPOC+對分課堂”的教學模式，借助大數據的統計分析功能，嘗試新的教學模式，使學生實現對材料力學課程的高效、深度學習。

（一）教學模式改革

2019-2020春季學期，筆者授課采用的是中國大學MOOC上的國家級精品課程——西南交通大學材料力學異步SPOC。

講授：采用優質在線課程資源講授和教師課堂講授相結合的方式開展教學。首先，針對學生學習能力差異化進行講授。中國大學MOOC上材料力學的視頻講授面向所有參加課程的學生，內容的講授并未考慮到學生基礎知識、學習能力的差異性。而部分應用型本科學生的理論基礎較薄弱，對于視頻上教師講授的有些知識點不是很理解，這就需要教師在課堂進行有針對性的講授。同時，教師按照應用型本科人才培養要求，聯系工程實踐，以項目為導向，講授課程主要內容。其次，針對學習內容進行差異化講授。因為視頻的講解是面向大眾的，所以涵蓋了該課程的全部內容。但受課程改革、課時壓縮的限制，教師必須對授課內容的詳略進行有計劃的講解，需要學生必須掌握的內容，就詳細講解；只需學生了解的內容，就簡單講解。最后，根據教學大綱要求，科學設計小組討論題目和作業，引導學生在完成作業的過程中自學課堂上未講解到的內容。通常在課前，筆者會讓學生先預習“中國大學MOOC”上的視頻資源，根據學生預習情況，筆者在課堂上有針對性地對難點、重點問題進行精講。同時，配合“慕課堂”微信小程序上的簽到、點名、公告、討論等功能，和學生進行互動，完成教學環節的任務，達到教學效果。

內化吸收：首先，學生通過SPOC視頻進行預習；其次，教師課堂講解；最后，學生通過課后復習和作業加強對知識點的掌握，這個環節是內化吸收的關鍵。只有學生線上認真學了，帶著問題來上課，才能加深對授課內容的理解，學懂了自然也就愛學了。課后作業包括學生自己獨立完成的習題和小組協同完成的討論。學生將自己獨立完成的作業上傳到學習平臺，進行同學間的相互批改。通過作業的相互批改，學生能看到優秀作業，無形中也對學生起到激勵的作用。

討論：材料力學是一門主要研究構件承載能力的基礎學科，通過對該課程的學習，使學生具備必要的理論知識、較熟練的計算能力和初步的實驗能力，為后續課程的學習和進一步提高解決問題的能力奠定基礎。教師在布置討論作業時，應以工程實際問題為出發點，設計理論知識和實踐應用相結合的具體案例。比如掰黃瓜時，在某個位置用指甲掐一下，就容易掰開，這就是利用了應力集中的原理。把學到的知識與生活實際聯系起來，學生既感興趣，又印象深刻，易于掌握相關知識。在講授課程內容的同時，穿插介紹材料力學的發展史，以及我國材料力學的發展情況，這樣既擴展了課程內容的深度，又達到“化鹽于物”的課程思政要求。

討論可以在線上或者在線下進行。線上，可以通過“慕課堂”隨機分組 ，由教師進行指導，講解上課思路、習題等。線下，可以以小組為單位完成，一般以4～6個學生為一組，小組成員可以協商討論完成任務，這樣可以提高學生的團隊協作能力。

反思：教師的教學反思和學生的學習反思。教師的教學反思主要是通過綜合分析學生課前預習、課堂反饋、課后作業完成等情況，來判斷學生對知識點的掌握情況，然后按照教學大綱要求，結合工程實踐，進行教學反思。采用翻轉課堂模式，進一步優化教學設計、提煉教學內容，提高學生參與課堂教學的積極性。學生的學習反思主要是學生結合自己的學習理解和工程實踐，對知識點進行思考，激發學習的靈感，提高學習的效率。通過以上反思倒逼教學創新，實現教學相長。

（二）教學評價改革

建立多元評價體系，注重知識技能、情感態度、價值觀與過程考核相結合，尊重學生個性差異，全面、客觀地評價學生。1.加強過程考核，注重定性與定量相結合，采用多維度考核方式，線上考核充分結合慕課堂和SPOC 學習平臺上學生在線學習的記錄，包括課堂簽到、隨機回答問題、觀看視頻點數和有效時長、參與討論點數、獲贊點數、作業測試和線上考試成績等情況開展；線下考核主要由教師主導，考核內容包括課堂聽課情況、隨堂測驗和期末考試。2.注重素質培養，在小組討論環節中，除了教師評價，還可以以小組為單位開展相互評價。學生既是評價者，也是被評價者，在角色互換中激發主人翁精神，培養其創新意識，使其能夠客觀地看到自己同他人的差距，激發起學生的內在競爭動力。通過這樣的方式，培養小組團隊協作精神，督促學生學習，提高教學質量。

（三）教學質量提升

在課程學習中后期，針對“SPOC+對分課堂”教學模式，筆者對天水師范學院2017級和2018級機械制造及自動化專業的學生開展了問卷調查，根據統計分析，得出以下結果：一是92％的學生完成了2/3及以上的視頻學習任務和線上作業；二是74.5％的學生認為課程應用性增強，自己的學習興趣提高了，學習主動性增強了；三是接近75.8％的學生認為課堂氛圍活躍，互動性強，自己的注意力得到了提高；四是“SPOC+對分課堂”教學模式，得到88.5％的學生認可。通過上述問卷調查及分析，說明大部分學生對這種學習方式是接受的。此外，學生還提出建議：學習視頻不要太長，時間盡量控制在15分鐘以內；對于習題、討論，還是課堂教學效果更好。

對期末試卷考核的成績進行分析，得出以下結論：2014、2015、2016級學生線下考試成績及格率在40％～58％。2017級學生線下考試成績及格率約為65%，而2018級學生線下考試成績及格率達到72%。此外，通過個人發言、小組討論、PPT演講等環節，激發了學生的創新意識，增強了團隊協作精神，提升了綜合能力。

三、結論

基于“SPOC+對分課堂”的線上線下混合教學模式，是適應新時代教學目標多元化和人才需求個性化要求的一種新型教學模式。通過引入“SPOC+對分課堂”教學模式，一方面，激發了學生學習興趣，提高了學生主觀能動性，提升了學生的創新意識和小組協作能力；另一方面，提高了教學質量，在一定程度上滿足應用型本科人才培養需求。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 張桂春，易曉華，邵美麗.MOOC協同教學模式在生物化學教學實踐中的應用[J]. 生命的化學，2020（9）： 1661-1666.

[2］ 趙麗，田會峰，張寶芳.基于“SPOC+對分課堂”的混合教學模式探索：以單片機課程為例[J].現代交際，2019（24）：37，36.

[3］ 張學新.對分課堂：大學課堂教學改革的新探索[J].復旦教育論壇，2014（5）：5-10.

[4］ 張春琴，李俊華，田大增.對分課堂在代數學課程教學中的研究與應用[J].大學教育，2019（3）：93-95.

[5］ 趙曼，魏星，周三玲，等.“任務驅動+對分”模式的課程教學設計：以《基礎工業工程》為例[J].物流科技，2020（3）：172-174.

[6］ 李可依.“對分+PBL”教學模式在高職心理健康教育課程教學中的應用：以浙江工商職業技術學院為例[J].現代教育科學，2020：105-110.

[7］ 馬漢俊，趙士博，韋雨忻，等. 網絡環境下基于PBL的“對分課堂”在醫用化學實驗教學的改革與探索[J].教育現代化，2019（96）：92-94.

［責任編輯：蘇祎穎］