基于雨课堂的混合式教学在理论力学中的实践与探索

　　摘 要：该文基于雨课堂教学工具对传统教学模式进行改革，采用“线上”“线下”混合式教学模式对2019级理论力学进行教学改革、探索，并且对比分析改革前后的教学效果。结果表明，基于雨课堂的混合式教学模式实现了学生课前预习、课上互动以及课后动态跟踪的完整教学体系，学生期末考试成绩明显提高了。通过问卷调查发现，教学改革后，学生学习理论力学的兴趣得到了改善，大部分学生对混合式教学模式的教学效果比较满意。该文的教学模式可以为开展线上线下混合式教学模式教学工作提供一定参考依据。

　　关键词：理论力学 混合式教学 雨课堂 教学改革

　　理論力学可以为工程实际问题的简化和计算提供必要的理论支撑，是多数工科专业必修的一门基础力学课程，该课程理论性强并具有一定的抽象性和复杂性[1-2]。理论力学的讲授应该注重培养学生的逻辑思维和抽象思维，提升学生分析问题、解决问题的能力，该课程是工科专业接触的第一门力学，学习的好与差直接影响后续其他力学课程(如材料力学、结构力学等)的学习[3]。《理论力学》传统的教学方式是以老师讲解为主，学生课下自学为辅，学习处于被动模式，师生沟通不足。有的学生羞于和教师进行交流、讨论，以至于问题越积越多，最终导致课上听不懂，课后完不成作业，久而久之失去了学习的兴趣。为此，革新教学方式、丰富教学手段，改进《理论力学》教学方法已然成为当前教学研究的热点。随着信息技术的发展，MOOC、混合式教学等新型教学方式的兴起，以及“雨课堂”教学手段的出现，使得课堂教学方式不再单一，师生互动也更为便捷。该文结合鄂尔多斯应用技术学院土木工程专业的《理论力学》教学现状，采用基于雨课堂的混合式教学模进行有关的教学改革。

　　1 《理论力学》课程教学现状分析

　　《理论力学》的主要内容包含静力学、运动学、动力学三部分。以鄂尔多斯应用技术学院为例，土木工程专业《理论力学》选用的教材是哈尔滨工业大学力学教研室编著的第8版国家级“十二五”规划教材，该教材共14章62节的教学内容。

　　1.1 学时缩减，教学内容多

　　课时最初为64学时，后来调整为48学时，目前缩减至40学时。在有限的课时情况下，如何完成多元的教学内容并保证“减时不减量”和“教学不打折”一直困扰着授课教师。为了保证教学任务能按时完成，教师只能加快教学节奏，这样势必会导致课上留给学生独立思考、讨论问题的时间减少。理论力学本来理论性就比较强，如果课上不能及时理解和掌握重点和难点，久而久之会失去对该课程的学习兴趣。

　　1.2 教学“满堂灌”，学习“填鸭式”

　　传统教学模式下，理论力学是以老师“满堂灌”讲授、学生被动“填鸭式”学习为主，课下学生“低效率”自主学习为辅。虽然在有限的学时里，教师很“卖力”的完成了规定的教学任务，但是理论力学的概念多、公式和定理多，解题技巧比较灵活，课上45～50 min的“灌输”表面上学生学到了很多新的知识。可是学生与老师没有建立有效、便捷的沟通渠道，学生课下自主复习遇到的困惑不能及时得到解决，最终学生是否真正掌握老师所讲授的内容，对知识的理解、吸收程度究竟如何，教师是无法全面了解和熟知的。

　　1.3 大班授课，诉求各异

　　笔者院校土木工程专业每届招生1～2个班，班容量为45～50人/班，理论力学都是合班进行授课。大班课堂的显著特点就是学生人数众多，学生的基础参差不齐，而且学习诉求不一致，有的学生抱着“60分万岁”的学习态度，有的学生则希望老师能够多进行“有深度、有宽度”的难题训练[4]，可以为后续其他力学以及专业课的学习打下扎实基础。大班授课采用统一的课件、统一的教学进度和教学方法，这就会造成部分学生感觉“吃不饱”，部分学生感觉“压力山大”，从而使得学生成绩分布呈现正态分布，而不是偏态分布，即大多数学生的成绩是合格或者是优秀[5]。

　　1.4 内容重复多，工程背景匮乏

　　理论力学中的运动学、动力学与大学物理中的部分内容很相似，比如运动学中的刚体的简单运动(定轴转动和平动)、动力学中的动量定理、动量矩定理以及动能定理。因此，对于这些内容，如果还是一味重复的话，学生会感到枯燥乏味，失去学习的兴趣。理论力学虽然理论性和抽象性比较凸显，但是该课程与工程实际联系还是比较密切的，因为每一个知识点的背后都有着广泛的工程背景支撑。目前，几乎所有的大学生都是以“校园”为中心，缺乏对工程背景的了解，未能真正理解理论力学中的知识点的工程应用[6]。再者，传统的教学模式，未能有效地借助信息技术手段将更多的工程背景知识推送给学生，这就使得多数学生认为理论力学是一门纯理论性的课程，没有任何工程实践指导意义，甚至部分学生认为学无他用，从而致使学习兴趣不浓厚。

　　2 雨课堂混合式教学的优势

　　混合式教学是“线上”“线下”相结合的一种教学模式，线上教学是“必要动作”，线下教学是对线上教学的补充和延伸[7]。混合式教学颠覆了传统教学对时间和空间的依赖，教学活动的开展和实施也将会重构传统课堂教学。

　　2.1 教学手段智慧、反馈及时

　　雨课堂是教育部在线教育研究中心结合学堂在线与清华大学在2016年研发的智慧网络教学终端[8]。借助雨课堂教学工具教师课前把教学资源推送到学生手机端，并且可以实时掌握学生的预习情况，课上通过弹幕与投稿功能与学生进行很好的互动，课后推送习题并且可以动态跟踪学生对知识的掌握程度，这种反馈体现在教学的全过程，详细记录在雨课堂的后台中。由此可见，新颖智慧的教学手段让混合式教学效果得到了及时的反馈，教师可以根据学生的反馈情况设计更加合理的教学活动。

　　2.2 以学生为“中心”、产出为“导向”

　　混合式教学活动的开展是以学生为“中心”，注重学生学习积极性和学习能力的培养。线上教学能充分锻炼学生独立思考问题、发现问题并解决问题的能力，线下教学主要是教师针对线上教学存在的问题进行答疑解惑，并对线上学习效果进行检验和评价。混合式教学模式把传统教学中的以“教”为主向以“学”为主转变，让学生养成自觉学习、主动思考的好习惯，一切教学活动的开展都是以学生产出为导向的。

　　2.3 考核机制灵活、多元化

　　混合式教学特别强调学生的学习自主性，学生在完成任务的过程中除了自我学习之外，还需要小组协作以及与老师课上、课下互动等多个环节。为此，对学生的考核就不能局限于传统“期末一考定成败”的机制，需要制定合理、行之有效的多元化评价体系。这样可以消除学生平时松懈、期末考试前临时抱佛脚的心理，同时也满足了不同学习层次、兴趣和特长的学生的学习需要。这样既肯定了思想活跃、参与度高的学生的努力和付出，又调动了基础差的学生的学习积极性。

　　3 基于雨课堂的混合式教学实践方案

　　3.1 课前准备

　　首先，课前对学生的学情进行摸底，了解学生基础的前提下对学生进行分组(每组5～7人)。为了发挥组内每位成员的优点，组内成员的构成应该能相互帮助和监督，这样便于课上使用雨课堂的“头脑风暴”进行组内讨论和互动。然后，选取合适的微课资源推送给学生课前预习，并随时关注雨课堂“投稿功能”区学生反馈的预习中遇到的困惑。以运动学中点的合成运动中的“牛头刨床”机(见图1)举例说明选取什么类型的微课资源进行推送。图1中(a)是“牛头刨床”机的计算简图，(b)是“牛头刨床”机微课动画演示的截图(微课资源实际是动画)，由图1可以一目了然地知悉“牛頭刨床”机的组成以及绝对运动、相对运动、牵连运动之间的相互关系。

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文章名称： 基于雨课堂的混合式教学在理论力学中的实践与探索

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