王敏容 王小蔚 谢华慧
(五邑大学土木建筑学院，广东 江门 529020)
2019年《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》中，对大学本科课程建设提出了明确的要求，指出要确立学生中心、产出导向、持续改进的理念，提升课程的高阶性，突出课程的创新性，增加课程的挑战度[1]。一流本科课程建设以目标为导向，课程教学设计围绕课程目标达成、教学内容、教学实施和多元评价进行。在教学方法上要体现先进性与互动性，大力推进现代信息技术与教学深度融合。近年来，高等教育教学与信息化技术深度融合，积极推进混合式教学模式改革，“互联网+教育”教学模式下的以MOOC、微课和SPOC为网络平台的混合式教学逐渐成为高等教育教学的新常态[2]。工程教育专业认证下OBE理念与一流课程建设理念相一致，基于OBE理念的混合式教学模式已成为高校课堂的主要模式[3]。
材料力学课程是土木工程、机械工程等工科专业学生的一门专业基础课。传统课程教学以课堂教学为主，学生普遍认为力学知识比较抽象、课程中力学公式较多[4]，在学习过程中存在着“力学公式为什么要学、学了有什么用”的问题。在现有教学学时都有限的情况下，如何改进课程的教学模式，以达到专业认证和一流课程的建设标准，是材料力学课程急需解决的关键问题。本课程基于传统教学中存在的问题，基于OBE理念，反向进行教学设计，并围绕学生的课前、课堂、课后三阶段教学环节，开展线上线下混合式教学，构建混合式教学模式，并进行了教学探索与实践。
基于OBE教育理念，改变传统课程教学以知识传授为主的教学模式，以学生为中心，以工程教育专业认证标准，开展目标导向的教学设计。根据课程目标，反向教学设计，利用教学平台，采用线上线下横向两个维度，课前、课堂、课后纵向三个维度，系统化设计线上线下混合式教学内容、教学方法和教学评价。根据专业人才培养方案，确立知识、能力、素质的课程目标；
以课程目标为导向，确定课程线上线下教学内容；
开展线上线下三阶段的教学活动；
实施以教师和学生为主体，课前、课堂、课后三阶段的过程性考核和线下的终结性考核；
最后根据各阶段的教学评价分析，及时调整教学内容、教学活动、教学评价。
(一)建设线上教学资源，确定线上线下教学内容
根据课程的教学内容，进行相关知识点的教学资源建设，包括教学大纲、教学计划以及每章节的教学资源，如教学视频、课件、习题库、在线作业与试题、章节测试、章节作业及答案、作业答案视频讲解等知识型资源，主要供学生课前自主学习、课堂混合式教学和课后复习提升使用。以及课程思政、与课程相关的学科前沿、相关学习视频等拓展型资源，利用线上教学资源补充和拓展教学内容。
把简单易懂、基础的材料力学的基本概念内容布置给学生线上自学[5]；
在课堂教学中，针对课前学生学习中反馈的教学内容的重点、难点进行讲解，重在提升学生的解决问题的能力。利用超星五邑大学教学平台，建立在线SPOC课程，课程的知识点先录制成微视频，供学生课前和课后在线学习。教学微视频先将章节的知识点模块化，根据知识点进行分解，并制作相应的PPT课件，然后再录制教学视频，按知识点来制作视频，每个视频的时间在10 min左右。学生在线上学习时，根据对知识点的掌握情况，有针对性和选择性地进行课前和课后学习。课堂教学讲解的内容与超星平台中的资源有机协调，特别简单的概念性内容学生通过线上学习即可，课堂可不讲或一带而过，较难的公式推导及应用等内容让学生先线上预习学习-后课堂重点讲解-再线上巩固学习。
教学内容融入一线企业、国内国际、超级工程等工程案例，以图片、动画、视频等方式，将理论知识与工程相结合，以工程实例提出问题，让学生带着问题思考，学会建立力学模型分析问题，利用力学知识解决问题。并将专业相关的学科前沿知识，作为线上拓展资料供学生学习，提升教学内容的高阶性。
(二)三阶段开展线上线下混合式教学活动
混合式教学包含教师的教和学生的学两个主体，按横向线上、线下两个维度，纵向课前、课堂和课后三个阶段组织教学活动，如图1所示。课前发布任务清单，学生线上自主学习；
课堂教师主导，启发式、边讲边练、参与式等互动教学；
课后学生通过测试、作业、讨论等教学活动，巩固提升。
1.第一阶段：课前学生线上自主学习
教师根据课程教学进度，提前将教学视频、教学课件、参考学习资料等发布到教学平台，并发布课前学习任务清单，让学生明确学习的目标、内容、任务要求等，再将课程的知识点以选择题、计算题、讨论等题型发布课前测试。学生观看视频、查阅相关教学资料、完成课前测试。通过线上教学平台学生学习数据分析，对学生的学习情况进行跟踪和反馈，对没有按时完成各项活动的同学及时提醒通知，及时掌握本知识点中学生学习的难点，进行课前学情分析，调整课堂教学内容和教学活动。
2.第二阶段：课堂教师主导互动教学
对课程的一般的知识点，课堂教学采用基于BOPPPS模型的混合式教学，利用学习通教学平台进行课前测试。课堂教学中，教师首先对学生课前教学平台的学习情况进行反馈，找出学生掌握较弱的知识点，明确本次课的教学重难点，并对学生完成的测试中，掌握较弱的知识点进行详细讲解。其次，采用启发式教学，教学内容结合工程案例，引导学生思考、积极参与公式推导、解题方法的讨论和练习，培养学生力学思维和力学分析能力。对难点知识点的讲解，采用边讲边练的方式，学生根据老师的启发，自我分析解析思路和步骤，再根据教师的讲解进行总结，注重锻炼学生的科学思维能力和分析问题、解决问题的能力。最后，再次检验学生的重难点学习情况，设置课堂练习和课堂测试。学习平台中课前和课堂测试题，对概念性知识点和公式运用，以选择题为主，在课堂练习和测试中，对学生分析问题和解决问题的能力评价，以计算题为主。
3.第三阶段：课后学生巩固提升
图1 三阶段混合式教学活动
课后，学生先对课堂讲解的重难点例题进行梳理，总结分析和求解方法以及课堂中的错误点，强化学生对重难点知识的理解和应用。再完成学习平台中的作业，并根据作业的视频讲解和答案进行作业的自我评分后提交到学习平台。最后完成每章节的章节测试，对全章节的知识点系统梳理，形成思维导图。对有疑问的知识点，开展互动交流、答疑讨论。学习积极性比较高的同学，可以通过线上拓展型资源，深入了解力学知识在专业工程中的应用和学科前沿，提升教学内容的高阶性。
(三)混合式教学评价
1.多元化教学评价，加强过程性评价
学习成果的评价，注重终结性评价与过程性评价相结合，既要注重知识的终结性评价，也要关注学生学习过程中的能力评价，降低终结性评价所占比例，增大过程性评价的比例。改变任课教师一人评价的现状，学生和其他老师也参与评价。在结构模型、专题讨论、习题讨论中，学生要参与互评，教师要参考学生的互评意见。结构模型评价中，还要参考模型小组其他老师的评价意见。综合多方评价主体和各个阶段的评价结果，形成最终的学习评价。
2.根据学习成果，选择合适评价方式
不同层次的学习结果，制定不同的评价方式。根据课程的特点，低层级主要评价学生对知识的基本概念和基本原理的理解，选用的评价方法是闭卷考试，题型有选择题、计算题、作图题。高层次主要评价学生科学思维能力和分析能力，评价方式有实验报告，要求学生运用力学知识解决工程问题。对于以综合运用知识为主，评价学生综合运用能力、创新能力和沟通交流能力的学习成果，采用结构模型、力学竞赛等评价方式。对于素质的评价，采用课后作业、团队合作、自我评价、学生互评等方式进行评价。
3.三阶段两主体，线上线下开展混合式评价
表1 材料力学考核成绩组成
根据课前、课堂和课后三阶段教学，采用三阶段线上线下混合式教学评价。利用学习平台加强过程性考核，降低终结性考试成绩，提高过程性考核成绩比例。将过程性评价贯穿于线上线下混合式教学的各个阶段，采用多样化的评价方式体现评价目标的层次，过程性评价和终结性评价相结合，教师评价、学生自评等评价为主体，根据不同的课程目标和预期学习成果，采取考试、作业、笔记、课堂测试、结构模型竞赛等评价方式。将学生比赛成绩纳入考核成绩中，结合结构模型大赛、大学生创新创业项目，培养学生的分析能力和创新能力。材料力学课程的成绩评价组成为：笔记(15%)+作业(15%)+平台测试(10%)+结构模型(10%)+实验(10%)+考试成绩(40%)。材料力学成绩组成见表1所示。
自2017年秋季学期开始，材料力学课程开始实施线上线下混合式教学改革，逐步建立了五邑大学在线SPCO课程。通过2020级学生的问卷调查显示，86%的学生对材料力学课程线上线下混合式教学满意，相对于传统课堂为主教学，接近80%同学更喜欢线上线下混合式教学。经过四轮的教学实践， 88%的学生认为课前和课后借助教学平台视频学习有助于课堂知识的理解，特别是作业视频的讲解，更有助于学生课后自主学习。学生课后自主学习，有效地弥补了线下课时的不足，通过线上学习学生加强了对知识点的理解。三阶段线上线下混合式教学任务点完成较好，学生能及时收到课前预习通知，课中认真听重点和难点讲解，课后能完成作业和笔记等，提高了学习效率。在课程难度相同的条件下，2020级学生相比于2019级，优良率大幅提升，课程目标达成也提升。
在材料力学课程教学中，基本概念、基本理论一直被认为是最容易理解和掌握的内容，教学中教师的多数时间和精力都集中在计算题讲解上。然而，通过课堂测试反馈结果发现，基本概念、基本理论、工程分析和应用等问题的答题正确率远低于计算题的正确率，通常只有40%左右。通过章节测试，系统检测学生每章节基本概念和基本理论知识点的掌握情况。课堂测试结果反馈的教学使教学目标更明确，教师能够及时调整教学设计、教学内容，有效促进了教师教学质量和教学效果的提升。基于学习平台的教学过程记录，能有效督促学生自主学习，反馈学生学习中存在的问题，有利于帮助学生进行自我总结和反思。
线上教学资源的建设，拓展了课程教学内容的深度和广度。材料力学科学人物、专业发展历程、建设成就、工程事故等课程思政资源，作为线上学生学习资源，将力学知识背后的思政教学内容和专业教学内容结合，融入思政元素，采用线上线下教学方式，达到育人效果。
线上线下混合式教学模式逐渐成为课程教学的新常态。通过材料力学课程线上线下混合式教学改革与实践，基于OBE理念，以学生学习成果反向教学设计，重构课程线上线下教学内容，实施三阶段混合式教学活动和教学评价，能弥补传统课堂教学的不足，提升课程教学质量。
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