基于“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的工程力學(xué)課程OMO教學(xué)新模式

摘 "要：在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，圍繞一流本科課程建設(shè)要求，遵循信息化、智能化融入教育的發(fā)展理念，開展工程力學(xué)課程OMO（Online-Merge-Offline，線上線下融合）教學(xué)新模式探索。以中國礦業(yè)大學(xué)（北京）工程力學(xué)課程為例，分析當(dāng)前教學(xué)模式的弊端，提出工程力學(xué)OMO教學(xué)模式的實現(xiàn)方式，并給出OMO教育模式實踐的綜合教學(xué)效果評價方法，以期提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)適應(yīng)新時代要求的高質(zhì)量綜合創(chuàng)新人才，為一流課程建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；OMO教學(xué)模式；課程改革；創(chuàng)新人才；一流課程

中圖分類號：G642 " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " " " "文章編號：2096-000X（2025）10-0115-04

Abstract： In the context of the \"Internet + education\" era， this study explores a new teaching model for the Engineering Mechanics course called OMO （Online-Merge-Offline）， which aligns with the development concept of integrating informatization and intelligentize into education. Using China University of Mining and Technology （Beijing）'s Engineering Mechanics course as an example， this paper analyzes the limitations of the current teaching approach， proposes an implementation method for OMO teaching mode in Engineering Mechanics， and presents a comprehensive evaluation method to assess its effectiveness. The aim is to enhance students' independent learning and innovation abilities while cultivating high-quality comprehensive innovative talents that meet the demands of our evolving society， thus laying a solid foundation for constructing first-class courses.

Keywords： Engineering Mechanics; OMO teaching mode; curriculum reform; innovative talents; first-class course

近年來，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展，OMO（Online-Merge-Offline，線上線下融合）教學(xué)模式正在逐漸取代傳統(tǒng)教學(xué)模式。《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中指出：積極發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，全力推動信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合。在此文件的積極引導(dǎo)下，各高校開始對OMO教學(xué)模式展開積極的探索并進(jìn)行廣泛實踐。

由于工程力學(xué)課程的概念繁多，理論性強(qiáng)，抽象程度高，知識體系較為龐大，學(xué)生在有限的課堂學(xué)時內(nèi)很難將大量的理論概念整理清晰，而較為混亂的認(rèn)知對后續(xù)的學(xué)習(xí)和解決實際工程問題能力的培養(yǎng)造成很大影響[1]。因此，應(yīng)積極對現(xiàn)有工程力學(xué)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式進(jìn)行改革，將OMO教學(xué)模式應(yīng)用于工程力學(xué)的課堂中，結(jié)合傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)與多媒體技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體的OMO教學(xué)新模式，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，為培養(yǎng)適應(yīng)新時代要求的高質(zhì)量創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)[2]。

一 "OMO教學(xué)模式的起源與發(fā)展

早期類似OMO的教學(xué)模式出現(xiàn)于翻轉(zhuǎn)課堂，于2000年起源于美國[3]。翻轉(zhuǎn)課堂將知識傳授與知識內(nèi)化兩個階段顛倒，學(xué)生在課前通過觀看線上教學(xué)素材，將課堂時間主要用于練習(xí)、實踐和討論。這種教學(xué)模式主張利用有限的線下課堂教學(xué)時間實現(xiàn)對知識的內(nèi)化過程，從而實現(xiàn)對知識內(nèi)化難度的分解，最終提高學(xué)生知識獲得的效率。

隨后，慕課（MOOC）于2012年開始出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)教育資源中[4]。國外頂尖大學(xué)從2012年開始陸續(xù)設(shè)立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，包括Coursera、Udacity、edX在內(nèi)的國外課程平臺紛紛興起。隨后在2013年，包括香港科技大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)在內(nèi)的國內(nèi)頂尖大學(xué)也相繼提供網(wǎng)絡(luò)課程，將精品課程搬上國內(nèi)外的主流網(wǎng)絡(luò)課程平臺。截至2022年，慕課包含了超過一萬多門開放課程，1 400多門國家級精品課程，并與國內(nèi)外近千所大學(xué)合作。由于其擁有海量的優(yōu)質(zhì)課程資源并且可以在全世界范圍內(nèi)實現(xiàn)課程資源共享，在此條件下線上線下相結(jié)合的教育模式逐漸興盛于課堂。

2017年OMO概念正式由李開復(fù)明確提出，經(jīng)過他的演講推廣，此概念逐漸外延到教育教學(xué)領(lǐng)域[5]。在該模式下，學(xué)生在課前先通過MOOC平臺或者“超星學(xué)習(xí)通”進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，可反復(fù)觀看相關(guān)課程的重點、難點講解，并提前進(jìn)行一定的思考與分析，將不理解的知識點進(jìn)行整理并做好筆記，同時在上課之前先和小組同學(xué)進(jìn)行討論。上課時，教師不再像傳統(tǒng)課堂一樣進(jìn)行單方面的講授，而是更傾向于老師與學(xué)生之間的互動。例如學(xué)生進(jìn)行提問，老師負(fù)責(zé)解答，或者老師根據(jù)經(jīng)驗提出一些學(xué)生經(jīng)常會感到疑惑的問題，學(xué)生嘗試回答。在線上線下教育相融合的模式下，教師在課堂上有更多的時間可以引入一些工程案列分析，使學(xué)生對工程力學(xué)課程的認(rèn)識更加深刻。這種教育模式使得學(xué)生有更多的自主思考和分析問題的時間，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的意識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不僅可以大大提升課堂學(xué)習(xí)效率，更能鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及實踐能力。

OMO教學(xué)模式可利用多媒體技術(shù)有效擴(kuò)展教學(xué)時間和空間，合理安排線上和線下教學(xué)重點，有效拓展重點和難點內(nèi)容，實現(xiàn)對教學(xué)模式的創(chuàng)新[5]。一方面，由于線下教學(xué)是在面對面教學(xué)環(huán)境中開展，教師可以更好地與學(xué)生互動交流，并針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和問題，提供有差異化和針對性的教學(xué)和解答。另一方面，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的線上教學(xué)能夠利用海量優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，并可結(jié)合最新的人工智能技術(shù)快速、及時地對學(xué)生進(jìn)行線上答疑，并可根據(jù)線上反饋情況隨機(jī)發(fā)布隨堂測試等，更有助于及時評估和關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和效果。因此，線上和線下教學(xué)具備各自的獨特優(yōu)勢，通過OMO教學(xué)模式實現(xiàn)線上線下教學(xué)的優(yōu)勢互補(bǔ)，能夠有效提高課堂效率并及時評估學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)[6]。目前，國內(nèi)外許多高校已經(jīng)開始嘗試開展OMO的教學(xué)模式，并取得了一定的成效。例如湖南科技大學(xué)開展了“OMO教學(xué)模式下數(shù)字文學(xué)地圖在古代文學(xué)課教學(xué)中的有效運用”教學(xué)實踐，充分發(fā)揮了OMO教學(xué)模式的優(yōu)勢，增加了學(xué)生和教師之間的交流互動時間，使得學(xué)生對知識點的理解更加深刻和具象化，提升了學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣，是一次非常成功的教育改革。美國麻省理工學(xué)院（MIT）推出了“MITx”在線課程平臺，通過線上視頻教學(xué)和線下實驗教學(xué)相結(jié)合的方式，為全球?qū)W生提供了高質(zhì)量的教育資源。在眾多學(xué)習(xí)軟件的有力支持下，各高校也對OMO教學(xué)模式展開了積極的探索并進(jìn)行了廣泛的實踐。

二 "當(dāng)前工程力學(xué)課程教學(xué)模式存在的弊端

工程力學(xué)主要研究物體機(jī)械運動和材料性能的基本規(guī)律，涵蓋了理論力學(xué)和材料力學(xué)，其作為力學(xué)基礎(chǔ)核心課程之一，是力學(xué)知識體系的基礎(chǔ)，也是工科本科生必修的專業(yè)課之一。該課程的主要目的在于讓學(xué)生了解力學(xué)基礎(chǔ)知識、掌握工程科學(xué)理論和分析方法、擁有解決工程實際問題的能力[7-10]。

當(dāng)前高校工程力學(xué)仍以課堂教學(xué)為主，學(xué)生在課上進(jìn)行課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，課后進(jìn)行知識的梳理以及問題的解決。這樣的傳統(tǒng)教學(xué)模式存在以下三個弊端。

由于課時限制，與工程力學(xué)相關(guān)的擴(kuò)展內(nèi)容很難大量引入課堂，與之相關(guān)的實際工程案例呈現(xiàn)于課堂的次數(shù)也相對較少。因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)容易浮于表面，對工程力學(xué)中的基本概念和知識點一知半解，學(xué)生在課堂上無法將理論聯(lián)系實際，很難理解學(xué)習(xí)工程力學(xué)對于解決工程實際問題的重要性，學(xué)生在課堂上很難感受到學(xué)以致用的樂趣。這樣會導(dǎo)致學(xué)生未來在遇到需要解決實際工程問題時一頭霧水，無法真正地將學(xué)習(xí)到的理論知識用于工程實際中。

有限的課堂學(xué)時致使學(xué)生與教師進(jìn)行課堂討論與交流的次數(shù)相對較少，教師無法深入了解學(xué)生對知識點的掌握程度，無法做到有針對性地解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的疑點和難點問題，也很難做到對課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效調(diào)整和安排，從而難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效果欠佳。

課后測試和效果反饋模式較為單一，大多數(shù)的傳統(tǒng)教學(xué)對學(xué)生的檢測都以期末考試為主，容易導(dǎo)致學(xué)生平時的學(xué)習(xí)走馬觀花，甚至平時根本不學(xué)習(xí)，等到期末考試前才開始死記硬背知識點，進(jìn)行突擊式復(fù)習(xí)，完全不管該課程所具有的真正內(nèi)涵。因此，學(xué)生無法在日常學(xué)習(xí)生活中獲得成就感，感受不到學(xué)習(xí)的樂趣，更無法培養(yǎng)綜合思考能力和解決實際問題的能力。

綜上，亟須對工程力學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革，引入OMO教學(xué)模式，使學(xué)生的學(xué)習(xí)落到實處，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中獲得成就感，同時培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)知識解決實際工程問題的能力，將是解決工程力學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式弊端的有效途徑。

三 "工程力學(xué)課程OMO教學(xué)模式實現(xiàn)方式

為了使工程力學(xué)課程實現(xiàn)OMO教學(xué)模式，本文以中國礦業(yè)大學(xué)（北京）的工程力學(xué)課程為例，建立了如圖1所示的OMO教學(xué)模式實現(xiàn)方式：首先，建立礦業(yè)特色工程力學(xué)線上資料庫；其次，融合OMO教育理念與實踐；最后，構(gòu)建多元化課程考核體系。具體OMO教學(xué)模式如下。

（一） "建立礦業(yè)特色工程力學(xué)線上資料庫

根據(jù)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展理念，基于國內(nèi)線上教育平臺的發(fā)展情況，通過引用MOOC上工程力學(xué)的優(yōu)質(zhì)課程資源和教師自行錄制相關(guān)章節(jié)重難點課程講解視頻，再結(jié)合學(xué)校礦業(yè)特色、學(xué)科特點、專業(yè)背景和學(xué)生需求，引入礦業(yè)工程領(lǐng)域與工程力學(xué)相關(guān)的工程案例分析PPT或視頻，以此為基礎(chǔ)，建立具有礦業(yè)特色的工程力學(xué)線上學(xué)習(xí)教學(xué)資料庫，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源的有效利用，推進(jìn)教育共享的實施。例如學(xué)習(xí)工程力學(xué)的“平面任意力系”時，重點難點在于對主矢和主矩概念的理解，并應(yīng)用三種形式的平衡方程求解單個物體和物體系統(tǒng)的平衡問題。教師可在上課之前篩選MOOC上相關(guān)的優(yōu)質(zhì)重難點講解視頻，將鏈接放入資料庫中，或者教師根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗，提前錄制本課程的一些重難點內(nèi)容講解，讓學(xué)生在上課之前先自行學(xué)習(xí)，由此滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的資源需求。

（二） "融合OMO教育理念與實踐

OMO教育理念旨在以學(xué)生為中心，發(fā)展線上線下融合教學(xué)，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式。建立了如圖2所示OMO模式下的教學(xué)方案。

線上：教師首先通過線上平臺（如超星學(xué)習(xí)平臺）提前布置課前學(xué)習(xí)內(nèi)容，針對課程重點內(nèi)容，在線上平臺上拋出引導(dǎo)性問題，學(xué)生在課前嘗試通過觀看工程力學(xué)線上資料庫中的內(nèi)容之后回答老師的提問，并將回答的問題傳到線上平臺上，方便老師及時了解每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。其次，學(xué)生在觀看相關(guān)視頻時應(yīng)及時記錄自己感到困惑的知識點，先自行在資料庫或者互聯(lián)網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，嘗試解決自己的困惑，自行解決不了的問題，留待后續(xù)和老師同學(xué)進(jìn)行討論交流。此外，教師每周至少組織一次線上討論，學(xué)生之間對各自疑惑的問題互相解答。如果線上討論無法解答學(xué)生的疑惑，可將問題匯總，由教師挑選一些簡單問題進(jìn)行初步線上解答，而重難點問題則留待之后的線下課堂進(jìn)行討論交流。

線下：教師根據(jù)學(xué)生的問題反饋，重點在課堂上講解一些學(xué)生容易混淆的概念和難以理解的知識點，對實際工程案例多加呈現(xiàn)于課堂，進(jìn)行工程案例分析，充分將工程力學(xué)的理論與實際相結(jié)合，培養(yǎng)和提高學(xué)生對于本課程學(xué)以致用的意識，合理利用課堂時間，使課堂時間效益最大化。此外，為增加師生交流互動時間，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的求知欲，教師可根據(jù)班級人數(shù)，將學(xué)生分成若干小組，每學(xué)期至少組織五次小組線下討論，小組內(nèi)成員互相解答和交流課程的重難點內(nèi)容，若遇到小組內(nèi)解決不了的問題，可以留待課堂中請教老師，進(jìn)行解惑。在學(xué)期最后課上讓每組學(xué)生以PPT形式上臺講解對重點和難點概念的理解，其余小組現(xiàn)場打分。最后，組織線下期末閉卷考試，檢測本學(xué)期學(xué)生對工程力學(xué)知識點的掌握狀況，綜合評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

（三） "構(gòu)建多元化課程考核體系

構(gòu)建工程力學(xué)“線上+線下，主觀+客觀”的多元化課程考核體系，對學(xué)生進(jìn)行更全面、更精確的課程考核評估，以激發(fā)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的能動性，從日常學(xué)習(xí)中獲得成就感。綜合課程考核成績可按照綜合評分比例分為三部分。

1）在教授工程力學(xué)課程的全過程中，教師在線上超星學(xué)習(xí)平臺定期發(fā)布課程作業(yè)，并且設(shè)置學(xué)生完成作業(yè)的時間限制，一般為三到五天，在提交時間截止后，教師應(yīng)及時對平時作業(yè)進(jìn)行批改給分，同時在課堂上也將利用超星學(xué)習(xí)平臺現(xiàn)場發(fā)布隨堂小測試，一般小測試時間為20～30 min，小測完成后，學(xué)生及時拍照上傳小測答案，以方便后續(xù)教師統(tǒng)一批改。所有作業(yè)和測試成績都由平臺全程記錄。此部分成績可占綜合評分的30%。

2）教師在線下將學(xué)生分成若干組，在學(xué)期最后，利用部分課堂時間讓每組學(xué)生對特定重點和難點概念進(jìn)行講解和展示，其余小組對該組整體表現(xiàn)進(jìn)行打分，其中打分重點包括對知識點的透徹理解程度、是否將理論知識聯(lián)系到工程實際中。評分時去掉一個最高分和一個最低分后得到該組平均成績。此部分成績可占綜合評分的30%。

3）在準(zhǔn)備期末閉卷考試試卷時，教師應(yīng)根據(jù)平時學(xué)生反饋的重難點問題，以及課堂上重點講解的理論概念和相關(guān)例題，有針對性地準(zhǔn)備試卷考察內(nèi)容，以檢測學(xué)生是否適應(yīng)OMO教學(xué)模式，在該模式下學(xué)生的學(xué)習(xí)效率是否得到顯著提高，學(xué)習(xí)效果是否得到了較大的改善，綜合評估學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。期末閉卷考試后，教師根據(jù)卷面客觀成績給出期末卷面分。此部分成績可占綜合評分的40%。

四 "OMO教學(xué)模式實踐的綜合教學(xué)效果評價

筆者過去幾年針對工程力學(xué)課程進(jìn)行了OMO教育模式實踐，通過構(gòu)建如圖3所示的OMO教學(xué)效果評價體系，開展線上線下融合的教育模式，教學(xué)效果獲得了顯著提高。

具體而言，在學(xué)生觀看工程力學(xué)相關(guān)教學(xué)視頻前拋出引導(dǎo)性問題，使學(xué)生帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)；同時在線上組織學(xué)生討論，與學(xué)生互動交流，顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思考分析問題的能力；最后學(xué)生將線上未能完全解答的重點和難點反饋給老師，留待線下課堂講解。根據(jù)超星學(xué)習(xí)通平臺記錄，學(xué)生線上作業(yè)完成率達(dá)到100%，測試題平均正確率高達(dá)95%。學(xué)生線上組內(nèi)討論表現(xiàn)積極，問題反饋及時。學(xué)生學(xué)習(xí)效率獲得了極大提高。

在線下教學(xué)過程中，在課堂中重點講解學(xué)生在線上反饋的重點和難點知識，并隨即在超星平臺發(fā)布課堂小測試，現(xiàn)場評價學(xué)生理解情況；此外，將學(xué)生分成若干小組，讓學(xué)生分組上臺講解對重點和難點概念的理解，其余小組現(xiàn)場打分。該教學(xué)形式使學(xué)生在向他人講授的過程中既增強(qiáng)了對重難點知識的理解，也讓學(xué)生獲得了成就感。學(xué)生的隨堂測試完成度達(dá)100%，且學(xué)生對分組互評反饋良好。最終，班級期末閉卷考試平均成績相比往年提高了約20%，學(xué)生對工程力學(xué)知識點的掌握程度明顯提高。

五 "結(jié)束語

OMO教學(xué)模式能夠較好地將網(wǎng)絡(luò)平臺和傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合，有效地解決傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題，同時能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行真正的因材施教。本文以中國礦業(yè)大學(xué)（北京）工程力學(xué)課程為例，通過建立礦業(yè)特色線上資料庫、融合OMO教育理念與實踐、構(gòu)建多元化課程考核體系等教學(xué)實踐，探索了工程力學(xué)的OMO教學(xué)模式，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才和一流課程建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

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