基于微课的翻转课堂教学模式在土力学与地基基础教学中的实践

时间：2024-05-08

谷淡平　易红卫　唐斯　吴佳伟　汤国丽

[摘要]随着互联网技术的发展，在线教育迅速崛起，其中基于微课的翻转课堂教学模式在土力学与地基基础课程教学中受到重视。论文在分析传统教学模式不足的基础上引入基于微课的翻转课堂教学模式，对该模式的教学过程进行详细设计，构建基于微课的土力学与地基基础课程翻转课堂教学模型，通过具体实践验证了该教学模式具有较好的教学效果。

[关键词]课程教学;土力学与地基基础;微课;翻转课堂

[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2019）11-0060-03

一、引言

土力学与地基基础是土木工程专业基础课程，包含土力学与地基基础两大部分，既有抽象的理论知识，又有密切联系实践的知识，学生普遍认为该课程的知识点难以掌握[l]。传统的教学模式已经远不能满足培养理论基础扎实，实践能力强，具有创新意识和创业精神的高素质土建类特色应用型人才的需要，教学改革势在必行。在土力学与地基基础课程教学中转变教学理念、改变教学方法，对土木工程和工程管理专业培养高素质的应用型人才有着重要的意义。

近年来，在创新驱动发展战略和教育改革发展规划的指引下，我国高等学校课堂教学模式一直在尝试进行各种变革。随着互联网技术的发展，在线教育迅速崛起，改变了传统教育的教学模式，尤其以微课、翻转课堂等在线教育模式的改革成效较为突出。众多学者开始将基于微课的翻转课堂教学模式引入具体的课堂教学中。杨九民等[2]针对现代教育中课程资料利用率低、学习效果差的问题，首先提出了以微视频资源学习为核心的翻转课堂教学模式，并验证了该模式的有效性。姜玉莲[3]以基层广播电视大学课程实践为例，积极创新课堂教学模式，提出了基于微课程的翻转课堂教学模式，并认为此教学模式可以促进开放性大学的资源建设。刘锐等[4]在现有微课资源的基础上，构建了基于微课的翻转课堂教学模式，对这种模式的设计及衔接进行了具体介绍。李晓东等[5]将基于微课的翻转课堂教学模式应用在具体的课程中，并認为该教学模式在影视英语的教学上有显著的优势。土木工程专业引进翻转课堂教学模式的时间并不长，李桂贤[6]首先将翻转课堂教学模式应用于土力学与地基基础课程教学中，并对其应用实践进行了教学反思，提出了个人意见和建议。陈志雄[7]指出了传统土力学教学模式和现代MOOC网络视频教学的不足，提出了课前自主学习、课中翻转课堂和课后知识拓展三大教学模块，介绍了土力学课程基于慕课的翻转课堂教学新思路。

总结现有研究发现，基于微课的翻转课堂教学模式从提出到应用到具体学科的时间并不长，但发展速度很快。然而，土木工程专业引入该教学模式很少。本文从土木工程专业人才培养模式出发，结合笔者在该课程中的教学实践，对土力学与地基基础这门课程基于微课的翻转课堂教学模式进行具体设计，以为该模式在土木工程专业课程教学中积累实践经验。

二、微课与翻转课堂

微课 Micro-lecture）起源于美国北爱荷华大学的LeRoyA.McGrew教授1993年提出的60秒课程，要求利用60秒的时间向大众普及一个化学常识[8]。稍后英国纳皮尔大学的T.P.Kee提出了一分钟演讲（The One Min-ute Lecture，简称OML）[9]。然而，最早将微课应用于教学的是美国圣胡安学院的高级教学设计师戴维·彭罗斯（David Penrose）。Penrose于2008年综合了短小课程设计的思想，明确提出了微课的理念，同时也提出建设微课程的5个步骤来指导微课开发。Morris认为微课可以作为网络课程的重要组成部分，为传统课堂的教学模式提供一种新的思路。微课逐渐在全世界各个领域的教学中得以推广和应用[10]。

翻转课堂同样起源于美国，2005年阿拉帕霍高中老师Karl Fisch和Aaron Sams尝试采用与提出翻转课堂的教学模式。随后，可汗学院的Salman Khan制作了大量的微小教学视频并被广泛地引用，翻转课堂模式迅速传播开来。

在线教育的出现推动了翻转课堂教学模式的发展，2012年，拜伦高中利用MOOC进行翻转课堂教学，结果发现学生学习兴趣明显提高。2014年，加州大学伯克利分校的Amande Fukesi教授尝试用一种小而精的课程类型SPOC （Small Private Online Course）来开展翻转教学[11]。同年，南京大学的张宝辉开始对翻转课堂进行研究[12]，至此，翻转课堂教学模式的研究和应用也开始受到国内广大学者的追捧。翻转课堂不改变学生群体性学习的特点，不改变教师的主体地位，也不改变课堂秩序，而是将传统教学的知识本位、以教定学、知识灌输的教学理念转变为问题本位、以学定教、能力培养的新型教学理念。基于微课的翻转课堂教学模式改革，为信息时代的教与学提供了新的思路，其核心思想就是利用微课理念和现代在线教育平台来实施翻转课堂教学。

三、土力学与地基基础课程教学问题

传统的土力学与地基基础课程教学主要存在4个问题，这些问题严重影响了这门课程的教学效果。

首先，本课程存在内容多课时少的问题。本课程实际由2部分组成，既有土力学原理又有基础工程的专业内容，课堂教学内容繁多，一般开课48学时，这么少的学时让任课教师感到很有压力，如何给课堂减负是本课程需要解决的关键问题之一。

其次，力学学习是较为枯燥的且难度相对较大，学生学习的积极性容易受挫，如何调动学生的学习积极性，也是本课程需要解决的另一个关键问题。

再次，土力学与地基基础是在试验和实践中发展起来的学科，其课程涉及众多土力学试验，需要在本课程开设的同时开设相应的试验课程，但受实验室设备不足、排课时间冲突等因素的影响，本课程的试验课一般滞后于理论课，这就会影响学生的学习效果。

此外，基础工程为隐蔽工程.其构造等都难以表露，一般在现实生活中很难看到工程原型，学生缺乏感性认识，这就增加了学习难度。

众多的教学问题导致教师认为这门课程不好教授，学生认为难学，运用传统教学方法来开展本课程的教学很难获得理想的效果，因此对本课程的改革势在必行。实践证明引入基于微课的翻转课堂教学模式能有效缓解上述问题。

四、基于微课的翻转课堂教学模式设计

（一）教学模式的构建

笔者在研究了微课、翻转课堂理论的基础上，针对土木工程专业学生的特点和学习习惯，在土力学与地基基础课程构建基于微课的课前学习、课堂讨论、课后拓展的翻转课堂教学模式，其具体模式如图1所示。

（二）教学模式的设计与实施

以土木工程专业土力学与地基基础课程为对象进行基于微课的翻转课堂教学模式设计与实施，其主要过程如下文所述。

（1）分析教学对象的学习需求

根据培养标准中的素质、知识、能力要求，结合土木类学生的专业背景和特点，对土力学与地基基础课程的学习需求进行分析。

（2）制作微课

学习和研究微课制作技术，根据教学大纲要求对土力学与地基基础课程的教学内容进行分解，确定课程的重点、难点和要点内容并制作微课教学课件，根据内容的不同选择微课的形式，完成微课制作。

（3）搭建在线课堂

建立基于微课、MOOC平台的在线课堂，实现基于在线课堂的学习交流、主体讨论、教学答疑以及小组协作与自主学习等教学功能，强化在线课堂的建设。

（4）实施翻转教学

在借鉴国内外翻转课堂实际应用案例的基础上，设计一套适合土力学与地基基础这门课程的翻转课堂教学模式。该模式通过学生课前的知识学习、课内的讨论与答疑和课后的拓展来实现知识传递、知识内化和知识拓展。

（5）开展教学评价与考核

选择合适的课程教学考核形式，可采用学生自评、互评和教师点评相结合的形式。

（6）总结教改实践

根据学生的反馈，对土力学与地基基础课程基于微课的翻转课堂教学模式的改革效果进行及时评估与总结，进一步完善该课程的教学模式和教学方法。

（三）教学模式实施的保障条件

基于微课的翻转课堂教学模式，首先要求学校拥有功能齐全的录播室和实验室，建立覆盖校园的无线网络。其次，师生之间要有一个功能较为完善能满足开展本课程教学模式需要的推送平台。此外，要有一支能合理运用现代教学手段的师资队伍和激励师生投身教改的考核制度等。

（四）教学效果

笔者为了验证基于微课的翻转课堂教学模式的教学效果，选取本校2个班级的土力学与地基基础课程进行试点教学，其中一个班级采用传统教学法，另一个班级采用基于微课的翻转课堂教学模式。对这2个班级分别从学生的课程到课率、满意度和考试成绩进行对比，如图2所示。对比结果说明基于微课的翻转课堂教学模式在这3方面均优于传统教学模式。

本课程教学改革因受到课程教学大纲和考核办法的影响而使改革深度受限。下一步将联合多门课程进行基于微课的翻转课堂教学模式改革，把课程改革与考核机制革新紧密结合起来，以促进基于微课的翻转课堂教学模式改革向更广范围、更深层次发展。

五、结语

本文在分析和总结现有信息教育技术研究成果的基础上，结合土力学与地基基础课程的教学特点，通过微课制作和线上教育平台，引进翻转课堂教学理念，建立基于微课的翻转课堂教学模式，并将这种教学模式在本校进行实践应用，以此检验和完善这种教学模式。上述探索有效地激发了学生的学习主动性，提高了学生学习的兴趣，实现了教学方式由单向式灌输向双向式互动的转变，为培养出重基础、重技术、重能力、高素质的“三重一高”土木工程专业综合性应用型人才奠定了基础。

[参考文献]

[1]谷淡平，黄阜，庞朝晖.案例教学法在应用型高校土力学与地基基础教学中的实践[J].大学教育，2018（8）：97-99.

[2]杨九民，邵明杰，黄磊.基于微视频资源的翻转课堂在实验教学中的应用研究：以“现代教育技术”实验课程为例[J].现代教育技术，2013 （10）：36-40.

[3] 姜玉莲.基于微课程构建开放教育翻转课堂教学模式的设计研究：以基层电大课程实践为例[J].中国远程教育，2014（3）：52-60.

[4] 刘锐，王海燕.基于微课的“翻转课堂”教学模式设计和实践[J].现代教育技术，2014（5）：26-32.

[5] 李晓东，曹红晖，基于微课的翻转教学模式研究：以大学影视英语课堂为例[J].现代教育技术，2015（9）：70-76.

[6]李桂贤.翻转课堂在土力学与地基基础课程的应用研究[J].亚太教育，2016（12）：82.

[7]陈志雄，卢黎，卢谅.土力学基于慕课的翻转课堂教学模式探析[J]高等建筑教育，2018（2）：64-67.

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[10] MORRIS L V.Little lectures [J]. Innovative Higher Educa-tion，2009（2）：67-68.