基于超星泛雅平臺(tái)的材料力學(xué)在線課程建設(shè)與實(shí)踐

1、基于超星泛雅平臺(tái)的材料力學(xué)在線課程建設(shè)與實(shí)踐摘 要：材料力學(xué)是工科專業(yè)學(xué)生從數(shù)理基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)過(guò)渡到專業(yè)課程學(xué)習(xí)所遇到的第一門涉及較多工程問題的課程，是 許多工科專業(yè)的基礎(chǔ)性支撐課程。首先介紹了山東科技大學(xué)材料力學(xué)在線課程基于超星泛雅平臺(tái)的建設(shè)構(gòu)架和建設(shè)模塊， 詳細(xì)總結(jié)了課程概要、學(xué)習(xí)單元和考評(píng)測(cè)試三大模塊的建設(shè)過(guò)程，然后介紹了首次開展的材料力學(xué)線上線下混合式教學(xué)模 式，最后對(duì)教學(xué)反饋和學(xué)生學(xué)情進(jìn)行分析與討論。實(shí)踐證明，材料力學(xué)混合式教學(xué)模式能夠有效提高課程教學(xué)質(zhì)量，提升 學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自主學(xué)習(xí)能力。關(guān)鍵詞：材料力學(xué)；在線課程；混合式教學(xué)模式材料力學(xué)是一門探究工程構(gòu)件承載能力和設(shè)計(jì)方 法的課

2、程，是工科專業(yè)學(xué)生從數(shù)理基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)過(guò)渡 到專業(yè)課程學(xué)習(xí)所遇到的第一門比較多的涉及工程問 題的課程，本課程是土木工程、采礦、機(jī)械、力學(xué)、 材料、車輛、交通等工科專業(yè)的基礎(chǔ)性支撐課程。通 過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生通過(guò)最簡(jiǎn)單的桿件模型建 立起關(guān)于變形體力學(xué)的初等理論，掌握工程構(gòu)件安全 性分析與設(shè)計(jì)的基本方法1,2。由于材料力學(xué)課程專業(yè) 領(lǐng)域廣，涉及學(xué)生體量大，因此在材料力學(xué)中實(shí)施在 線教學(xué)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。教育部自2015年起，連續(xù)發(fā)布了關(guān)于加強(qiáng)高等 學(xué)校在線開放課程建設(shè)應(yīng)用與管理的意見教育信息 化“十三五”規(guī)劃關(guān)于推進(jìn)高等教育學(xué)分認(rèn)定和轉(zhuǎn) 換工作的意見教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃等相關(guān)文 件，課程

3、信息化建設(shè)力度和決心之大前所未有*可。截至 2018年，我國(guó)慕課課程總量超過(guò)6 000門，高校學(xué)生和社 會(huì)學(xué)習(xí)者選學(xué)人數(shù)突破8 000萬(wàn)人次，逾1 300萬(wàn)人次大 學(xué)生獲得慕課學(xué)分，中國(guó)慕課發(fā)展已處于世界前列5生 山東科技大學(xué)材料力學(xué)課程自2005年獲批山東省精品課 程以來(lái)，在數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)、課程體系和教學(xué)模式 改革等方面開展了大量工作。本課程在2018年4月獲批 山東科技大學(xué)首批在線開放課程建設(shè)項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)近6個(gè) 月的建設(shè)，2018年9月首先在超星泛雅平臺(tái)上線運(yùn)行， 面向校內(nèi)學(xué)生開放，2018年10月又進(jìn)一步在學(xué)銀在線 平臺(tái)上線運(yùn)行，面向全國(guó)開放。經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，山東 科技大學(xué)是山東省首個(gè)完

4、成材料力學(xué)在線課程上線的 高校，因此課程建設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)對(duì)同 類院校具有一定的參考意義。以下主要介紹課程的建 設(shè)與應(yīng)用情況。1材料力學(xué)在線課程建設(shè)情況1.1課程建設(shè)總體理念在線課程能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)資源的精細(xì)化、精品化 以及優(yōu)質(zhì)資源的共享，學(xué)生學(xué)習(xí)不受時(shí)空限制，可以 采用多種手段和設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以極大地發(fā)揮學(xué)生 學(xué)習(xí)的自主性，相比微課”精品課程”資源 共享課”和“視頻公開課”等課程模式，在線課程 技術(shù)最完善，邏輯最清晰。傳統(tǒng)的6個(gè)教學(xué)活動(dòng)包括 講授、互動(dòng)、作業(yè)、討論、實(shí)驗(yàn)和考試，除了實(shí)驗(yàn)操 作需要在實(shí)體課堂中完成之外，其余的教學(xué)環(huán)節(jié)都可 以在線上完成。從這個(gè)意義上來(lái)講，在線課程應(yīng)是一

5、節(jié)一節(jié)、內(nèi)容豐富的完整的課”，而不是碎片化的 教學(xué)?；谶@樣的理念，針對(duì)以上6個(gè)教學(xué)活動(dòng)建設(shè) 了相應(yīng)的教學(xué)資源。課程的資源結(jié)構(gòu)主要包括三大模 塊：課程概要、學(xué)習(xí)單元和評(píng)測(cè)/考試，如圖1所示。T課程簡(jiǎn)介|材料力學(xué)在線開放課程T課程團(tuán)隊(duì)| -I教學(xué)大綱| T教學(xué)計(jì)劃| TT課程簡(jiǎn)介|材料力學(xué)在線開放課程學(xué)習(xí)單元01 It 知識(shí)點(diǎn)oi I（學(xué)習(xí)單元N 寸評(píng)測(cè)/考試學(xué)習(xí)單元01 It 知識(shí)點(diǎn)oi I（學(xué)習(xí)單元N 寸評(píng)測(cè)/考試知識(shí)點(diǎn)N 單元測(cè)驗(yàn)HT教學(xué)方法教學(xué)目標(biāo)課程考核參考教材教學(xué)視頻教學(xué)課件教學(xué)資料 拓展資料討論作業(yè)1.2課程概要模塊建設(shè)課程概要模塊主要包括課程的一些基本信息介 紹，如通過(guò)課程簡(jiǎn)介介

6、紹教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容覆蓋 面、學(xué)時(shí)學(xué)分、教學(xué)方法及組織形式、授課對(duì)象要 求、教材與參考資料、課程特點(diǎn)、課程已開設(shè)情況、 面向社會(huì)開放情況等內(nèi)容。課程團(tuán)隊(duì)介紹了課程負(fù)責(zé) 人及主講教師的基本情況。本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)包括7位 主講教師，1位實(shí)驗(yàn)師和2位助教，主講教師教學(xué)經(jīng)歷 均在10年以上。教學(xué)大綱包括在線課程的教學(xué)目的、 教學(xué)任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)、模塊或單元教學(xué)目標(biāo)與 任務(wù)及知識(shí)點(diǎn)、教學(xué)活動(dòng)以及教學(xué)方法上的基本要求 等。教學(xué)日歷按周明確規(guī)定了教學(xué)進(jìn)程、授課內(nèi)容、 授課方式、討論主題與要求、線上線下作業(yè)等教學(xué)活 動(dòng)的時(shí)間進(jìn)度等。1.3學(xué)習(xí)單元模塊建設(shè)學(xué)習(xí)單元模塊是在線課程的主體內(nèi)容。我校材 料力學(xué)在線課

7、程教學(xué)內(nèi)容按照傳統(tǒng)教學(xué)80學(xué)時(shí)任務(wù) 量建設(shè)。根據(jù)建設(shè)要求，每個(gè)學(xué)分當(dāng)量不少于16學(xué) 時(shí)，約25個(gè)知識(shí)點(diǎn)，因此本課程設(shè)置為4個(gè)學(xué)分，共 包括16個(gè)理論教學(xué)單元和1個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)單元，實(shí)驗(yàn)單 元每個(gè)教學(xué)內(nèi)容包括理論講解和實(shí)際操作兩部分內(nèi) 容。每個(gè)理論教學(xué)單元下面根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容又劃分了 若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)是學(xué)習(xí)單元模塊的最基本結(jié) 構(gòu)，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)下面包括教學(xué)視頻、教學(xué)課件、拓 展資源和討論等內(nèi)容。知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)以教材章節(jié)內(nèi)容 安排為主，個(gè)別重新進(jìn)行了整合或拆分，本課程共 設(shè)計(jì)10 0個(gè)知識(shí)點(diǎn)。各知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)視頻是供學(xué)生學(xué)習(xí)的最主要的 教學(xué)資源，需要經(jīng)過(guò)精心的準(zhǔn)備和組織，絕不能像傳 統(tǒng)課堂教學(xué)那樣可以自由發(fā)揮。

8、教學(xué)視頻在專門的智 慧教室由超星公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)錄制，采用大屏交互 式錄制方式。為防止學(xué)生出現(xiàn)學(xué)習(xí)疲憊的情況，每個(gè) 視頻的長(zhǎng)度平均在10分鐘左右。由于課件制作和腳本 撰寫工作量比較大，所以根據(jù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)人員專長(zhǎng)分配 了授課知識(shí)點(diǎn)，由各主講教師負(fù)責(zé)搜集整理素材制作 PowerPoint，精心編寫好腳本，然后團(tuán)隊(duì)反復(fù)討論定 稿。為了避免授課過(guò)程中過(guò)于僵硬，腳本撰寫不必過(guò) 于正式，可適當(dāng)?shù)丶右恍┛谡Z(yǔ)化的內(nèi)容。為方便學(xué)生 在電腦和移動(dòng)設(shè)備上觀看，團(tuán)隊(duì)制作了兩種模式的 課件，一類是動(dòng)畫版，一類是PDF版。拓展資源部分 包括一些與本知識(shí)點(diǎn)或本單元內(nèi)容相關(guān)的工程案例介 紹、科技前沿和名人介紹，以擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)

9、面，掌 握學(xué)科前沿。討論區(qū)的內(nèi)容主要針對(duì)本知識(shí)點(diǎn)展開， 有關(guān)于基本教學(xué)內(nèi)容的討論，也有與知識(shí)點(diǎn)有關(guān)的實(shí) 際問題和趣味問題的討論話題，這一部分可以幫助學(xué) 生加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，學(xué)會(huì)靈活分析和解決實(shí)際 問題。討論話題可以在每個(gè)知識(shí)點(diǎn)下展開，也可以在 討論區(qū)交流?；?dòng)交流對(duì)于提升課程教學(xué)效果具有重 要促進(jìn)作用，因此，討論區(qū)在在線課程建設(shè)中顯得尤 為重要。通過(guò)話題討論可以促進(jìn)師生、生生互動(dòng)交 流，不僅教師發(fā)起話題，學(xué)生也可以根據(jù)自己的想法 發(fā)起討論，還可以自由發(fā)表對(duì)課程建設(shè)、主講教師的 看法，這可以促使教學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問題，進(jìn)一 步提高課程建設(shè)質(zhì)量。1.4考評(píng)和測(cè)試模塊建設(shè)該模塊包括線上作業(yè)題庫(kù)

10、、單元測(cè)驗(yàn)題庫(kù)和期 末考試題庫(kù)三部分。線上作業(yè)題庫(kù)針對(duì)學(xué)生平時(shí)作 業(yè)而開發(fā)，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)了5個(gè)作業(yè)題，主要是 教學(xué)基本內(nèi)容的訓(xùn)練，目的是促進(jìn)學(xué)生對(duì)基本內(nèi)容 的鞏固。單元測(cè)驗(yàn)題庫(kù)針對(duì)單元內(nèi)容而開發(fā)，每個(gè) 教學(xué)單元設(shè)計(jì)了15個(gè)單元測(cè)驗(yàn)題，題目?jī)?nèi)容相比作 業(yè)題庫(kù)有一定的拔高和綜合，使學(xué)生進(jìn)一步思考、 深化、拓展本單元所學(xué)內(nèi)容。期末試題庫(kù)目前共建 設(shè)有10套，每套包含題目25個(gè)，涵蓋知識(shí)點(diǎn)比較全 面。所有的作業(yè)和測(cè)試題以單選、多選、判斷等客 觀題為主。2材料力學(xué)在線教學(xué)實(shí)踐2.1線上線下混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)超星泛雅平臺(tái)以泛在教學(xué)與混合式教學(xué)為核心思 想，是集慕課及精品課程建設(shè)、教學(xué)互動(dòng)、資源管 理、教

11、學(xué)成果展示、教學(xué)管理評(píng)估于一體的新一代 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，它為學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)跨時(shí)間、跨 地域的互動(dòng)交流平臺(tái)，讓學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)隨地體驗(yàn) 新一代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)所帶來(lái)的高效和便利。我校材料力 學(xué)在線課程于2018年9月成功在超星泛雅平臺(tái)上線運(yùn) 行，并首先在土木工程專業(yè)6個(gè)班級(jí)開展了混合式教 學(xué)試點(diǎn)工作。該專業(yè)課程授課學(xué)時(shí)為60學(xué)時(shí)。鑒于 課程性質(zhì)和重要性，開展了線上線下相結(jié)合的混合 式教學(xué)模式?；旌鲜浇虒W(xué)模式改革的第一項(xiàng)內(nèi)容是針對(duì)教學(xué) 內(nèi)容講授方式的改革，本次實(shí)踐中部分教學(xué)內(nèi)容講授 方式采取傳統(tǒng)與線上相結(jié)合的模式。對(duì)于教學(xué)重點(diǎn)和 難點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)生一旦掌握不好，就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)容學(xué)習(xí)脫 節(jié)，會(huì)對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)產(chǎn)生不利影響。

12、因此對(duì)于教學(xué)過(guò)程 中不好理解或者是學(xué)生容易理解錯(cuò)誤導(dǎo)致的難點(diǎn)內(nèi)容 仍然采用傳統(tǒng)教學(xué)方式。對(duì)于易于理解，以及涉及知 識(shí)點(diǎn)延伸應(yīng)用的學(xué)習(xí)內(nèi)容，實(shí)行線上學(xué)習(xí)、線下討 論的教學(xué)模式。表1為首輪試點(diǎn)設(shè)計(jì)的混合式教學(xué)內(nèi) 容，共計(jì)15學(xué)時(shí)，占總學(xué)時(shí)的1/4。表1混合式教學(xué)內(nèi)容單元知識(shí)點(diǎn)所占學(xué)時(shí)軸向拉壓與壓縮圣維南原理與應(yīng)力集中3材料拉伸（壓縮）時(shí)的力學(xué)性能扭轉(zhuǎn)圓柱形密圈螺旋彈簧的扭轉(zhuǎn)2彎曲內(nèi)力疊加法畫彎矩圖1彎曲應(yīng)力彎曲梁的強(qiáng)度條件3提高梁彎曲強(qiáng)度的措施彎曲變形梁的彎曲剛度和提高彎曲剛度的措施1應(yīng)力狀態(tài)平面應(yīng)力狀態(tài)分析一圖解法2壓桿穩(wěn)定壓桿的穩(wěn)定性校核3提高壓桿穩(wěn)定性的措施混合式教學(xué)模式改革的第二項(xiàng)內(nèi)容是考

13、評(píng)方式改 革。為加強(qiáng)過(guò)程監(jiān)控，綜合評(píng)判學(xué)生學(xué)習(xí)效果，開展 了 “5+3”成績(jī)?cè)u(píng)判模式。其中5是指線上教學(xué)視頻、 線上知識(shí)點(diǎn)作業(yè)、單元測(cè)驗(yàn)、知識(shí)點(diǎn)討論、在線考 試5個(gè)環(huán)節(jié)，3是指線下討論、實(shí)驗(yàn)和期末考試3個(gè)環(huán) 節(jié)，總成績(jī)由以上8個(gè)部分組成。各部分比例見表2。表2“5+3”綜合考評(píng)模式線上成績(jī)（40%）線下成績(jī)（60%）教學(xué)視頻30%線下討論10%知識(shí)點(diǎn)作業(yè)10%實(shí)驗(yàn)10%單元測(cè)驗(yàn)30%期末考試80%知識(shí)點(diǎn)討論10%在線考試20%線上成績(jī)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算線下成績(jī)教師評(píng)定2.2學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析與反饋從學(xué)習(xí)手段來(lái)看，采用移動(dòng)客戶端學(xué)習(xí)的人數(shù)占 到66.23%。由于手機(jī)攜帶方便，不受時(shí)空限制，而且 超星學(xué)習(xí)

14、通客戶端具有強(qiáng)大的學(xué)習(xí)、討論、互動(dòng)交流 功能，因此，學(xué)習(xí)起來(lái)非常方便。學(xué)生學(xué)習(xí)手段統(tǒng)計(jì) 如圖2所示。圖2學(xué)生學(xué)習(xí)手段統(tǒng)計(jì)為了對(duì)比混合式教學(xué)模式的學(xué)習(xí)效果，采用了與 傳統(tǒng)教學(xué)模式相同的期末考試形式，圖3所示為2017 級(jí)土木工程專業(yè)6個(gè)班采用混合式教學(xué)的期末總成 績(jī)。從成績(jī)分布來(lái)看，基本符合正態(tài)分布，反映出正 常的教學(xué)規(guī)律。從卷面解答情況看，學(xué)生在考查基本 知識(shí)點(diǎn)的題目得分率很高，反映出大部分學(xué)生較扎實(shí) 地掌握了本課程的基本教學(xué)內(nèi)容，相比往屆學(xué)生，不 及格率明顯降低，成績(jī)分布更加合理。，土木工程，土木工程2017-1土未工程2017-2土木工程2017-3土木工程2017-4,土木工程2017-

15、5土木工程2017-6不及格 60-6970-7980-8990分以上圖3混合式教學(xué)模式試點(diǎn)學(xué)生成績(jī)分布示意圖為了進(jìn)一步掌握學(xué)生對(duì)混合式教學(xué)模式的接受程 度和學(xué)習(xí)效果，對(duì)學(xué)生開展了多次問卷調(diào)查，大多 數(shù)學(xué)生比較接受這種教學(xué)模式，以下是摘錄的比較 有代表性的評(píng)價(jià)：（1）課程內(nèi)容充實(shí)有價(jià)值，講課內(nèi) 容很有特點(diǎn)，課程合理，形式豐富；（2）課程做得很 充實(shí)，課堂上有的地方?jīng)]聽懂，但在視頻中都能找 到，可以在網(wǎng)上回看，因此再也不用擔(dān)心課堂上走 神而遺漏知識(shí)點(diǎn)了；（3）課程精美，視頻簡(jiǎn)潔且知識(shí) 點(diǎn)全面，可以說(shuō)是“麻雀雖小，五臟俱全”，教師 講解細(xì)致，吐字清晰，附帶的課件可供學(xué)生隨時(shí)查 閱。此外，還有部分學(xué)生認(rèn)為線上內(nèi)容豐富，但線 上作業(yè)題目可以適當(dāng)加上解析，目前題目講解數(shù)量 和類型太少。課程團(tuán)隊(duì)也意識(shí)到這個(gè)短板，為此， 后期針對(duì)每個(gè)單元又錄制了專門的習(xí)題課，將在第 二期開課時(shí)上線使用。3結(jié)語(yǔ)山