“對分課堂+混合式”教學模式在結構力學中的實踐探索

于海豐，劉衛然，張 華，康麗華

“對分課堂+混合式”教學模式在結構力學中的實踐探索

于海豐，劉衛然，張 華，康麗華

（河北科技大學，河北 石家莊 050018）

將“對分課堂+混合式”教學模式運用在結構力學課程教學實踐中。學生在課前和課后利用學習通的PPT課件、教學視頻、線上測試等資料預習和復習，教師在課堂上運用對分課堂、生生、師生互動討論等方式教學。將結構力學期末成績與作業成績、線上測驗成績和觀看視頻時間關系進行對比，并與先修課程材料力學期末考試成績比較。結果表明：新的教學模式提高了教學效果，線上測驗成績、作業成績和觀看視頻時間都是影響新教學模式教學效果的主要因素。

對分課堂；混合式；結構力學

一、引言

高等教育的主要任務是培養高素質的人才，而課程是人才培養的核心要素，結構力學課程建設的質量決定著土木工程專業人才的培養質量。2019年，教育部出臺了《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》（高教〔2019〕8號），正式啟動一流本科課程建設“雙萬計劃”，促進廣大教師對課程進行改革創新。

2003年祝智庭教授在國內首次提出了混和學習的概念[1]，2004年何克抗教授結合教學技術理論的新發展對混合式學習進行了系統的介紹[2]，近年來，越來越多的教師對混合式教學進行了實踐，提高了教育教學水平[3-4]。對分課堂是張學新教授在2014 年提出的一種適合本土化的教學新模式[5]，核心理念是把課堂時間一分為二，一部分留給教師講授，另一部分留給學生進行討論，并把講授和討論時間錯開，學生進行個性化的內化吸收，更符合學生的學習規律。眾多教師引入對分課堂理念進行實踐，獲得了較好的效果[6]。超星學習通是教育信息化時代下的一款智慧型教學工具，具有簽到、討論、測試、作業等功能。教師需要提前上傳課件、視頻、習題等資源，布置相應任務，學生課前預習或者課后復習以及完成相應的任務。本文以河北科技大學結構力學課程為例，依托學習通平臺，結合對分課堂與混合式教學的特點，探索新的課堂教學模式，提升結構力學教學效果，為今后結構力學教學改革提供一定的參考。

二、基于“對分課堂 + 混合式”教學模式設計與應用

本文將對分課堂與混合式結合應用到結構力學教學中，其設計思路包括課前、課中和課后三部分教學安排，見圖1所示。三部分內容相互聯系，環環相扣，并可以根據教學的具體情況靈活調整。

圖1 “對分課堂+混合式”教學模式流程圖

1.準備工作

教學順利實施需要教師與學生建立及時、有效的連接。建立QQ課程群，學生以“班級+學號+姓名”作為群昵稱加入該群，教師利用群公告及群文件等功能在群里發布相關學習資料、課前任務、課后作業等內容，學生學習過程中遇到的疑問可以隨時反饋到本群，可以在本群討論，教師答疑。建立小組長交流QQ群，5-6名同學為1個學習小組，每組選1名學習成績好又熱心的同學作為小組組長，督促本組學生按時按質完成老師布置的課前任務、課后作業等，同時負責反饋本組成員的學習情況，隨時和教師保持溝通，保證授課順利進行。每個小組建立一個QQ交流群，方便小組間學生討論和交流，大部分同學不好意思把疑問直接反饋到QQ課程群，小組長可以利用此群收集學生學習中遇到的疑問并反饋給教師。

2.課前安排

教師課前利用QQ課程群發布課前教學任務，學生接受任務，課前完成學習通的PPT課件和視頻學習，并完成學習通測驗內容，一般測驗題目包含10道客觀題。學生自主完成學習任務后，會存在一些疑問，把這些疑問直接發到QQ課程群或發到自己所在的小組群，小組長督促本組學生完成學習任務的同時收集本組同學的疑問，反饋到QQ小組長群。教師整理三方面的反饋信息，一是QQ課程群，學生直接反饋的疑問；二是QQ小組長群，小組長反饋的各組疑問；三是學生完成學習通線上測驗的情況，重點是錯誤率高的題目所涉及到的知識點。教師根據以上反饋信息，了解到學生課前對內容的掌握程度，可有針對性地設計課堂教學內容和教學方法，更有效地授課。從教學實踐來看，課前安排任務的完成質量決定著本次課的教學效果，因此，加強了對學生課前完成任務的督促與檢查，從完成情況來看效果較好。

3.課中安排

結構力學課程每次課包含2節小課堂，每節課堂45 mins，共90 mins。課中內容主要包含兩部分，講授和課堂討論。第1節課為講授，首先對上次課程內容進行回顧以及再次答疑，約5-10 mins；然后根據備課情況，有針對性地講解本次內容的重點及難點，約35-40 min。第2節課安排是，首先利用學習通對本次內容學習效果進行測驗，約10 mins；然后學生進行小組討論，約15 mins；學生反饋疑問，約5 mins；教師進行答疑及總結本次課程內容，約15 mins。以上安排可以根據結構力學課程進度進行適當調整。要重視課堂小組討論，為了避免部分同學不積極參與討論的情況出現，教師在學生討論過程中應進行巡視，適時參與其中，鼓勵學生積極參與小組討論，效果要好于教師不巡視的情況。

4.課后安排

課后學習是學生對本次內容的內化及吸收過程。學生經過預習階段、課堂學習階段后基本能夠聽懂并理解本次課程講授的知識點，但能否靈活應用本次課程的知識點，關鍵還要看完成作業的情況。作業是檢驗學生是否真正掌握本次課程知識點的主要工具，所以有必要布置一定數量的作業。學生認真獨立地完成作業過程中遇到疑問可以繼續反饋，然后完成學習通線上測試，教師經過整理反饋，下次上課利用5-10 mins進行答疑。每次課的內容經過學生預習1次、上課學習1次、下課復習1次、中間討論1次、教師解答疑問2次，基本上可以解決學生遇到的大部分疑問，如果還有個別未能解決的疑問，學生可以課下找老師單獨解答。從學生反饋來看，同學的疑問大部分都是做作業后遇到對知識點不能深入理解所造成的問題，經過答疑，基本上都可以解決。

5.考核安排

結構力學增加了過程考核比例，課程考核包含期末試卷成績和平時成績，其中試卷成績占60%，期末考試采用半開卷考試，考試時允許學生把結構力學相關的公式、知識點等內容手寫在A4紙一面，并寫上班級、學號、姓名，帶入考場作為參考。學生在準備A4紙參考內容時，重新對結構力學知識點進行整理，屬于學習的一部分，并且杜絕了學生考試作弊的現象。過程考核平時成績占40%，由于作業和學習通測驗是學生學習過程中的兩個最主要方面，學生需要通過做一定量的練習題才能深刻理解結構力學的基本概念和基本原理。作業內容為計算題，主要是繪制結構力學的內力圖，學習通測驗為客觀題，主要為結構力學的基本概念和基本原理，這兩部分成績作為學生的平時成績。作業成績占20%，學習通測驗成績占20%。另外規定，學生期末試卷成績低于50分時，總成績不計入平時成績，保證學生在關注平時成績的時候也要保證期末試卷的成績。從兩年的教學實踐來看，半開卷考試杜絕了打小抄的現象。由于過程考核評分權重的增加，促進了平時學習的積極性，培養了學生獨立思考的能力。

三、教學實施效果分析

河北科技大學結構力學課程進行了兩年的教學改革，限于篇幅，以2020-2021學年學生的學習情況為例進行說明，學生三個班共104人，稱為一班、二班和三班。

1.結構力學與材料力學成績對比分析

材料力學成績反映了學生對力學知識的掌握程度，基本上是學生對結構力學先修知識的綜合反映。對材料力學和結構力學卷面成績的分析對比，反映出了新教學模式的效果。

結構力學與材料力學成績對比如表1所示，一班和二班結構力學和材料力學平均成績比值均大于1.1，二班結構力學和材料力學平均值比值0.96，全部學生平均值比值為1.07，總體上來看，結構力學課程新模式教學效果好于傳統教學。為了對比新模式教學與傳統教學不同程度學生的情況，把各班材料力學成績按照70分以上（一班（1）、二班（1）、三班（1））和70分以下（（一班（2）、二班（2）、三班（2））的學生分別進行材料力學與結構力學成績統計分析，結果見表1，新模式教學對于基礎較好的學生來說作用不大，但是對于基礎較差的學生幫助較大。主要原因之一是結構力學試卷中力法和位移法試題較難，整體得分較低，未能區分不同程度的學生，導致了基礎相對較好的學生結構力學成績沒有獲得較高的分數；另外一個原因是結構力學新模式教學中利用學習通測試的客觀題較多，材料力學成績較低的學生經過訓練，基本掌握了結構力學基本概念和基本原理。

2.學生成績影響因素分析

（1）學習通線上測驗成績

學習通測驗包含三部分內容，一部分是預習完成PPT課件和視頻后的課前測驗；一部分是課上講授本次課程知識點后的課中測驗；最后一部分為學生復習完的課后測驗，每次測驗10-20道客觀題。統計學習通測驗成績與期末成績的關系如表2所示，期末成績與學習通測驗成績基本呈正相關，說明期末成績高的學生平時學習掌握的較好，期末突擊影響因素較小。

表1 結構力學與材料力學成績對比

表2 期末成績與線上測驗成績的關系

（2）作業成績

結構力學學習需要一定數量的練習，布置了一定數量的作業，表3為期末成績與平時作業成績的關系，由表3可知，期末成績與作業成績大體上呈正相關，針對成績較差的學尤為明顯，由于作業成績評閱比較寬松，導致了作業成績普遍高于期末成績，作業成績大體反映出了學生平時的學習態度。

表3 期末成績與作業成績的關系

（3）觀看視頻時間

雖然線上觀看視頻時間不作為平時成績計入總成績，為了了解學生線上觀看視頻時間與期末成績的關系，統計二者關系如表4可知，結構力學期末成績與學生線上觀看視頻的時間大體上呈正相關。但是總體來看，部分學生觀看時間較短，可以從側面說明部分學生課后學習時間較少，對結構力學課程不夠重視。

表4 觀看視頻時間與期末成績的關系

四、結論

“對分課堂+混合式”突破了傳統的教學模式，實現了二者的充分融合。以結構力學期末考試成績為依托，對新教學模式的教學效果及影響因素進行了探討，得到了以下結論。

第一，新教學模式的實施，增加了生生互動、師生互動的時間，培養了學生學習興趣，增強了學生的活力，激發了大部分學生的自主學習能力，活躍了學生上課氣氛，提高了學生的溝通與合作能力，提高了教學的效果。

第二，結構力學的期末成績與平時作業成績和學習通線上測驗成績大體呈正相關，作業成績由于評閱比較寬松，導致了作業成績普遍高于期末成績。

第三，本次僅依據期末考試成績探討了對分課堂與混合式教學模式的效果，對學生綜合能力的評價，還有待更科學的評價機制。

實踐中也發現了一些問題，例如，討論及答疑時間有時占用上課過多時間、協調課堂各環節的時間等，還有極少部分同學，不能按照教師布置的任務按時按質的完成教師布置的課前、課中以及課后的任務，以上這些均需要教師在教學實踐中不斷探索，提高課堂掌控能力。

[1]祝智庭，孟琦.遠程教育中的混和學習[J].中國遠程教育，2003（19）：30-34+79.

[2]何克抗.從BlendingLearning看教育技術理論的新發展(上)[J].電化教育研究,2004（03）：1-6.

[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，2014，12（05）：5-10.

[4]陳廷國，曲激婷，陳璨.結構力學課程混合式教學探索與實踐[J].高等建筑教育，2020，29(01)：9-15.

[5]陳朝暉，王達詮，陳名弟，文國治.基于知識建構與交互學習的混合式教學模式研究與實踐[J].中國大學教學，2018(08):33-37.

[6]黃婧.中國對分課堂研究的知識圖譜分析[J].內江師范學院學報，2022，37（01）：96-100.

The Practical Exploration of“PAD Class +Mixed”Teaching Model of Structural Mechanics

YU Hai-feng，LIU Wei-ran，ZHANG Hua，KANG Li-hua

(Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050018, China)

The teaching mode of "PAD Class +Mixed " is applied in the teaching practice of structural mechanics. The students use the Learning Pass PPT courseware, teaching videos, and online tests to study and review before and after class, and the teachers use the classroom to teach in the way of student-student and student-teacher interaction and discussion. The final grade of structural mechanics is compared with the homework grade, online quiz grade, video watching time, and the final exam scores of Mechanics of Materials, the prerequisite course. The results showed that the new teaching mode improved the teaching effectiveness, and the online quiz, homework grades and video viewing time were the main factors affecting the teaching effectiveness of the new teaching mode.

PAD Class; mixed mode; Structural Mechanics

G642

A

1008—6129（2022）04—0001—05

2022-07-27

2020-2021年度河北省高等教育教學改革研究與實踐項目——“新工科背景下智能建造實驗班/專業課程體系建設研究”，課題編號：2020GJJG565；2021 年河北省研究生課程思政示范課程教學團隊項目——“工程地震與結構抗震”，課題編號：YKCSZ2021129。河北科技大學2020--2021年度教育教學改革研究項目——“基于一流課程建設背景下的教學模式創新與實踐—結構力學為例”, 課題編號：2020-YB14。

于海豐（1980—），遼寧興城人，河北科技大學建筑工程學院，教授。