教育数字化背景下土力学线上线下混合教学模式研究
摘要: 教育数字化背景下,线上教学资源迅猛发展,但是就目前来说,线下教学仍不可替代。如何将线下线上教学资源有机结合,发挥线下教学的优势,以线上教学弥补线下教学的不足,从而提高教学效果,是值得探讨的问题。基于此,本文结合多年土力学教学实践,从开发优质课件、关联新旧知识、导入相关问题等入手,深化线下课程改革,同时搭建向上教学平台,提出了线上线下教学有机融合的具体方法。

土力学是土木工程专业的一门专业基础核心课程,是研究土的物理性质及在荷载作用下土体内部的应力应变和强度规律,从而解决土体变形和稳定等问题的一门学科。在教育数字化逐渐被世界很多国家重视的今天[1],一些高校教师对土力学线上教学进行了研究探索,认为当今数字化时代,传统教学模式(板书+PPT)已经满足不了教育教学的需求,必须对教学手段方式进行改革[2-5],就目前来说,许多学校土力学课程也都搭建了线上教学平台,如微课、慕课、超星线上教学平台等。不可否认教育数字化利用现代信息技术支持教育在育人方式、办学模式、管理体制、保障机制等方面创新,在助力实现“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会中起着重要作用。

但是在教学改革中片面地强调手段方法,而忽视教学内容的改革显然是舍本求[6]。作为知识学习的一种补充手段,线上网络教学平台不可能完全替代传统课堂教学模式[7]。这些基于教育数字化背景下新的教学手段方法,与传统的教学方法如何有机结合,以达到提高学生学习动力、培养学生的创新意识和创造能力,从而提高整体教学效果、教育水平,是当下值得教育工作者们深入探讨的问题。笔者认为线上平台的有局限性,只有将传统课堂教育的优势和线上教学平台的优势有机结合起来,才能达到提高教学水平的目的。

一、传统教学模式的优化

传统板书+PPT教学模式,有利于师生情感的交流,有利于学生思维能力的培养,被广大师生接受。笔者在教学实践过程中,曾对所带学生就“你喜欢线下授课模式还是线上授课模式”问题进行了调查问卷,发现大部分学生更换喜欢线下教学,占64.41%,见图1。线下教学,老师通过观察学生的表情、眼神、语言等,很容易明白学生对知识的掌握情况;线下教学,大家在一起学,能形成浓厚的学习氛围;线下教学,通过老师的课堂引导,有利于学生思维能力的培养。

但是传统教学有其自身的缺点,如,以教为主,学生被动接受知识、学习兴趣不高、独立探索新事物的能力不足等等,要想提高教学效果,必须对其进行优化。就土力学这门学科来说,新的概念多、公式多、知识点散碎不成系统,且与《高等数学》、《材料力学》、《流体力学》等课程联系紧密。虽然学生在上土力学之前学过这些课程,但是多年的教学实践发现,学生所学知识是孤立的,不会主动在所学知识与现在新知识之间建立联系,导致学生觉得新知识晦涩难懂、从而失去学习兴趣。针对这些问题,要求教师线下教学过程中要开发优质课件、关联新旧知识、导入相关问题,从而优化传统教学方式。

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图1 问卷调查

(1)开发优质课件

要想让学生在轻松、愉快的氛围中掌握知识,塑造价值,关键在于教学内容要丰厚、新颖和生动,要给人有益的启迪,而教学内容又取决于优秀课程资源的开发。优质课程资源的开发,首先是讲义和课件。那么如何开发优质的讲义和课件,笔者认为,首先要综合归纳不同版本的土力学内容,吸取精华;要分析借鉴岩土网、土木工程学会等优秀行业网站上学术大咖们的最新学术研究;科学挖掘土力学各章节知识点所蕴含的思政育人元素(新华网、人民网、中国共产党新闻网等);从概念到理论、从艺术到工程,精心编写、反复打磨课程讲义和多媒体课件,使教学内容有深度有温度。

(2)关联新旧知识

教学过程中,新旧知识关联,就是在讲新知识时,要向学生讲清楚这个知识点的来龙去脉,和原来学过知识点的联系,这样学生对新知识会更加容易理解。如土力学中在计算偏心荷载作用下基础底面的接触压力时,很多版本的教材直接给出了计算公式,上课时若直接告诉学生这个公式,学生定会感觉这个理论晦涩难懂,但是若老师在讲解的时候告诉学生这个公式来源于材料力学短柱偏心受压的公式,新旧知识关联起来,学生会很容易理解。

(3)导入相关问题

教学过程中,要坚持问题导向。让学生在寻求、探索解决问题的思维活动中,掌握知识、培养技能,进而培养学生自己发现问题解决问题的能力。如,土力学中在讲稠度概念之前,通过乐尊和尚西行故事引入敦煌莫高窟雕塑。莫高窟粘土雕塑造型优雅、线条流畅,后世人们在仿制时经常出现雕塑开裂,抛出为什么古人雕塑不开裂,后人仿制时会开裂的问题,引起学生兴趣,引导学生思考。从前面学过的粘土矿物颗粒水化作用知识导出粘性土湿胀干缩的特性,揭示后世人们仿制雕塑开裂的原因。原理讲授之后,设置一个翻转课堂,即南水北调工程为例,思考南水北调工程的中线、东线地下有大面积的软粘土,遇到湿胀干缩问题该如何处置?又是一个问题,通过翻转课堂(问题),让学生成为学习的主角,增加学生和教师互动和个性化沟通。

总之通过问题讨论的方式充分激发学生的学习热情,引导学生积极参与到课堂来,进一步加深学生对所学内容的理解程度,同时也强化了学生的语言表达能力、沟通能力及合作能力。

二、线上教学平台的搭建

传统教学虽然在教育学生方面有很多的优势,但目前在土力学学时被压缩情况下,教学时间有限,很难满足部分学生对知识的渴求,信息化教学成了好帮手。信息化教学平台能够拓展教学时空,平衡学习深度广度,学生在学习通等信息化教学平台可以自主学习各种知识,还可跟着学术大咖们到学科的前沿瞭望星辰大海;信息化教学平台能够加强过程管理,创建多元评价体系,考勤签到,节约宝贵的课堂时间,学生通过信息化教学平台的数据统计功能可以了解自己的学习状况;信息化教学平台能够提高学习兴趣,激发学生自主学习,师生可以随时随地在云端讨论学科热点,提高学生学习的积极性。

为此,在超星学习通上搭建了土力学线上教学平台。其中,章节板块,经典严谨的理论推导、概念解析,可供学生课前预习课后复习;资料板块,丰富多彩的内容,土力学中的名人趣事、重点工程、失败案例以及其背后所隐含的家国情怀、工匠精神、科学伦理等发布在信息化教学平台上可供学生瞭望星空扩展视野;讨论和作业板块,师生可以随时随地在教学平台云端讨论学科热点,老师及时有效的回复反馈,可以提高学生学习的积极性;如图2所示。

2.png图2 线上教学平台

三、混合式教学设计

线上教学与线下教学各有各的优势、各有各的缺点,这已形成共识[6,7]。在教学过程中要结合二者的优势,采用混合式的教学设计,以便提高教学效果。

如,课前学生可根据需要在线预习,尤其是对于难以理解和掌握的知识点,如土的应力历史一节中,现有固结应力、前期固结应力、现有有效应力、固结应力等容易混淆的概念,以及由室内压缩曲线推求现场压缩曲线等难以理解掌握的知识,教师可提前告知学生在线上教学平台提前预习、反复观看,这样在上课时,再经过老师详细讲解剖析,学生对知识掌握、技能提高的效果会更好。

课中阶段,主要采用线下授课。线下授课老师可以根据学生的表情、眼神、语言等判定学生对新知识是否掌握,对于难以理解的知识点,老师可以多角度重复讲解。课堂上还可以根据学生的实际情况,设置一些问题(翻转课堂),供学生思考讨论。

课后老师可以在线上平台发部作业,这有利于学生利用碎片时间随时随地做作业,老师可以随时随地批改作业。线上教学平台的空间交流功能,使师生的交流讨论不再受时空限制,学生的问题可以及时得到反馈,这有利于提高学生的学习兴趣,见图3。学生的学习兴趣调动起来了,进而可以培养学生的创新意识和创造能力,从而提高整体教学效果。

3.png图3 线上教学平台交流

四、结语

教育数字化背景下,各种线上教学平台、教育资源如同雨后春笋般蓬勃发展。但是就目前来说,传统线下教学仍不可替代。本文提出通过开发优质课件、关联新旧知识、导入相关问题等方式,优化传统教学模式,引导学生积极参与到课堂中来,充分激发学生的学习热情,培养学生的语言表达能力、沟通能力及合作能力,从而提高整体教学水平。针对线下教学不足,笔者利用超星学习通软件搭建了线上教学平台,以便满足部分学生“处处能学、时时可学”的需求。同时探讨了线上线下混合式教学的教学设计,提出了以线下教学、线上教学有机结合的混合式教学理念。