高職應用力學課程“云授課”模式的探索與應用
作者:韓麗麗 郭紅兵 隋園園 馮 超
發布時間:2021-05-20 17:00:57 來源:陜西教育(高教)
[摘 要]立足于新冠疫情防控實際情況,借助即時通信手機app、直播等移動互聯網產品,依托“智慧職教”專業教學資源庫、職教云校級SPOC及優質電子教材,構建了三位一體的高職應用力學“云授課”平臺,做到疫情防控期間應用力學課程“停課不停學,線上線下同質等效”。此外,精準分析了高職院校學生的學情,按照學生為中心、OBE成果導向教學理念,選取典型案例開展了任務驅動教學,在保證了學生學習效率的同時,還探索了如何更好地提升“云授課”教學質量的多種舉措。
[關鍵詞]移動互聯網 高職 力學 云授課
基金項目:2019年度陜西高等教育教學改革研究重點攻關項目“高職交通土建類道路橋梁工程技術特色專業群建設的創新研究與實踐”(項目編號:19GG011)。
課題:陜西省高等教育學會疫情防控專項研究課題(課題編號:XGH20379);陜西省教育科學“十三五”規劃2018年度課題(課題編號:SGH18V027)。
研究背景
《中國移動互聯網發展報告(2019)》表明我國互聯網用戶從PC端向移動端遷徙已成定局。移動互聯網+教育是互聯網科技與教育融合的一種創新發展模式,可充分利用移動通信設備的便攜性,使學習者有效組織碎片化時間,自主進行知識點的學習,不再受時間和空間的束縛。以移動互聯網為依托,高等職業技術教育脫離傳統教育“學校+教室+教師+黑板”的模式成為可能。2020年初,新冠肺炎疫情橫掃全球,為了有效阻斷人員流動,遏制疫情的蔓延,全國的高等學校都積極響應教育部“停課不停學”的號召,要求師生實施居家隔離,全面推開了線上教學。基于移動互聯網的云授課是解決疫情防控期間學校教學問題的有效措施,這在客觀上推動了課程信息化改革的進程,具有深刻的現實意義。
高職應用力學課程是職業院校道路橋梁工程技術專業的一門專業基礎課,是針對高職院校二年級學生的知識層次,側重工程應用,精選經典力學作為基礎內容,以夠用為原則開發的職業能力提升課程。內容包括結構計算簡圖與受力分析、桿件基本變形(軸向拉壓、剪切、彎曲、扭轉)、靜定結構支座反力計算、超靜定結構、壓桿穩定、影響線等。移動互聯網時代,學生的學習生活已經離不開手機app,基于視頻直播、慕課等移動互聯網平臺開展高職應用力學教學,既能利用00后大學生對手機的天然親切感,提高學生力學計算繪圖準確率及學習效率,還可實現高職應用力學教學資源的高度共享,提升力學教學信息化水平。
“云授課”教學模式的研究現狀
1.“云授課”的概念、特點
“云授課”是通過共享分布在不同服務器的軟件資源、硬件資源和海量信息,基于互聯網將學習資源、學習平臺、學習終端、學習服務有效整合的高度信息化的授課方式。開展“云授課”時,教師必須使用計算機進行教學資源(視頻、音頻、課件、文本、圖片)的推送、作業發布與批閱、線上考試組織、課堂活動發布與實施等。學生則需要使用智能手機訪問發布的教學資源、與教師進行即時互動、提交作業、完成考試等。“云授課”的主要特點是“異地、即時、共享、協同、互動、開放”。開展“云授課”需要一定的軟件條件和硬件條件作為支撐。
2.研究與應用現狀
高職應用力學課程理論性強、內容抽象,是高職院校學生公認的難學課程之一,信息化教學改革難度較大,目前在高職應用力學課程云授課方面有研究者進行了一些初步的嘗試。
柳愛引入了OBE教學理念,通過創新地使用微信實現師生互動,將理論與實踐密切結合起來,運用現場案例教學取得了較好的效果。沈震等提出了微課教學作為應用力學傳統教學的補充,激發學生學習積極性,達到強化鞏固知識的目的。魏星提出了高校應用力學課程教學通過網絡平臺、班級QQ群、微信群等,鼓勵學生在學習過程中互相交流和探討自己學習過程中遇到的問題。李建華提出基于雨課堂的智慧教學思路,給出了高職應用力學教學改革的具體實施方案,強調教學中以學生為主導,激發學生的主觀能動性和學習的興趣,多培養學生的自主學習能力和協作能力。
目前高職應用力學課程信息化教學改革和研究多側重于以線下教學為主、線上教學為輔的教學模式,而以線上為主、線下為輔甚至完全脫離線下教學的研究筆者尚未發現相關的報道。此外,已有研究中應用、完善專業教學資源庫產品的也不多。
基于移動互聯網的高職應用力學課程“云授課”探索
為推進力學課程信息化教學改革,筆者立足于疫情防控特殊情況,借助于多種移動互聯網應用產品,以高等職業教育專業教學資源庫、慕課產品為支撐,構建了多元化的高職應用力學“云授課”平臺,并將其應用于實際教學中,做到了“停課不停學,教學不斷線”。
1.“即時通信+職教云+視頻直播”“云授課”平臺
線下教學同質等效,搭建一個兼顧專業性、時效性的“云授課”平臺,實現師生即時溝通與良性互動尤為重要。下面的圖1為筆者利用智慧職教職業教育綜合解決方案、即時通信手機應用與視頻直播軟件搭建的高職應用力學“云授課”平臺,可滿足共享高質量專業教學資源、實現師生互動、異地組織課堂教學等多種需求。
2.智慧職教——職業教育綜合解決方案
智慧職教是由高等教育出版社建設和運營的職業教育數字教學資源共享和在線教學服務平臺。平臺匯聚和運營著省級、校級及企業資源庫建設成果(158個國家級職業教育教學資源庫、9000余門標準化課程、1200余門職教MOOC,涵蓋公共基礎課和所有專業大類),為各類資源庫的推廣和應用提供了有力的支撐。
3.電子教材
防疫期間,考慮到師生居家隔離、手頭無紙質版教材的情況,人民交通出版社股份有限公司為響應教育部“停課不停學”的號召、配合各地線上教學的需要,上線開放近千種教材的電子版,供相關本科院校和職業院校師生免費使用。學生在使用前須下載交通教育app,注冊、登錄后可免費在線閱讀。
4.學生智能學習終端
應用力學課程對學生的計算能力要求較高,而高職學生的數學、物理基礎普遍較差,以任務為驅動、成果為導向,選擇典型學習任務進行教學單元設計,能轉變傳統高職應用力學課程教學中重概念公理而輕能力訓練的弊端,能更有效地提高學生的計算能力及繪圖能力,加深他們對概念的理解程度。因此,筆者在“云授課”教學中增大了對學生基本繪圖計算能力訓練的比例,同時鼓勵學生應用智能平板輔助學習,這一做法大大提高了學生的計算能力和繪圖能力。
學生根據實際條件準備以下設備來輔助自己的學習。設備:Ipad pro(128g)+pencil一代。軟件:電子筆記軟件Notability、GoodNotes、Marginnote、Flexcil。電子筆記軟件可以替代紙質筆記,梳理每章的知識點,插入PPT,對難以理解的重點和難點部分還可將教師的講解錄音,方便課后自己的復習鞏固。電子筆記軟件還比較適合看PDF文檔,能自動形成思維導圖,邏輯性更強。PDF導入Flexcil后會在每一頁下方形成一小部分空白,這可用來做筆記。與紙質筆記相比,電子筆記更加方便,也不用擔心丟失。
應用案例與效果
2019—2020學年第二學期,筆者在陜西交通職業技術學院2018級道橋施工專業共五個班的應用力學課程教學中實施了“云授課”。以騰訊直播課堂為主線,將分布在陜西省各地的師生組織起來,同時以“智慧職教”專業教學資源庫(工程力學 陜西鐵路工程職業技術學院 胡柭香)和人民交通出版社共享的免費電子教材(工程力學 湖南交通職業技術學院 孔七一主編)作為有力支撐開展教學。為了更好地監控學生在線上學習期間的學習動態,督促學生按時學習,還建立了班級QQ群、微信群為授課教師、輔導員及學生提供更多的溝通與交流的渠道。通過完善的“云授課”平臺,圓滿地完成了疫情防控期間應用力學課程的教學任務,實現了線上學生考勤、課堂互動、作業發布與批閱、線上考試等多項教學功能。
1.共享豐富專業的教學資源,以學生為中心,以成果為導向保障教學效果
結合專業特點,通過選取道路工程典型案例設計具體學習任務,將應用力學課程中的結構計算簡圖及受力分析、力矩與力偶、平面力系、軸向拉壓桿的內力與變形、彎曲構件的內力與變形等抽象力學概念融入具體學習任務,使學生寓學于做,通過完成學習任務掌握具體知識點,并強化學生對力學概念與定理、公理的理解,提升學生解決實際問題的能力。此外,借助智慧職教平臺,教師在課前發布大量專業教學資源,使學生在課前充分預習相關的學習內容,課中學習則側重于完成具體的學習任務。教學過程要充分體現以學生為中心,以成果為導向的教學理念,保障應用力學課程的教學效果。
2.視頻直播組織課堂教學,電子繪圖板演示強化重點和難點
線上教學過程中,授課教師主要以PPT課件為主線進行重要知識點的講解。對一些需要演示的難點例題,難以像傳統教學那樣用黑板板書進行演示。為了解決此問題,本次應用力學課程的“云授課”中,嘗試采用了騰訊直播配合電子繪圖板授課的方法。授課教師將事先準備電子繪圖板(硬件)與計算機相連,利用計算機附件中自帶的畫圖軟件便可在電子繪圖板上對難點例題進行逐步演算,使學生一步一步掌握相應的知識點。
3.智能平板輔助學習,提升學生的計算能力和繪圖能力
本學期應用力學課程的“云授課”教學設計中針對學生基本繪圖能力、計算能力的訓練任務比較多,鑒于高職學生的物理、數學基礎比較弱,常規作圖及手工計算極易出現錯誤。因此,鼓勵學生應用智能平板輔助學習。道橋施工專業1883班趙鑫鑫等根據實際條件,準備了智能平板及配套軟件輔助自己的學習,這不僅大大提高了自己的計算和繪圖的正確率,還利用電子筆記軟件替代了紙質筆記,更快地梳理出了每節課的知識點,及時地完成了線上作業等。
4.網絡視頻實時監控學生的學習,多舉措提升學生的課堂參與度
云授課仍屬于線上教學模式。在課堂教學中,師生看不見彼此,與傳統教學不同,線上教學過程中教師難以真實地掌握手機屏幕背后學生的動態,課堂教學容易演變為教師的“獨角戲”。因此,采取必要措施實時監控學生的學習動態,督促其學習顯得至關重要。本次力學“云授課”中,為了提高學生課堂出勤率及參與度,采取了課前+課后雙簽到、課中隨機視頻點名的方式,有效杜絕了學生惡意掛機上課的不良現象。同時,教師在課堂上通過智慧職教“云課堂”平臺發布了形式多樣的學習活動:如點名提問、小組討論、問卷調查、線上測試,同時針對學生的表現給予一定的獎勵,這有效地保證了學生參與課堂活動的數量和質量。
結 語
將基于移動互聯網的“云授課”模式引入高職院校力學教學實踐,既讓我們驚喜地看到了信息技術在課堂運用中帶來的顛覆傳統教學模式的巨大優勢,同時我們也面臨著前所未有的考驗,如現有移動互聯網絡基礎設施尚不足以支撐大流量訪問的要求,流量高峰期各類平臺網絡崩潰、卡頓明顯。此外,“云授課”過程中教師與學生之間不再是面對面的、真實的關系,而是一種建立于虛擬網絡的關系。如何更好地把控不同類型學生的學習動態,提升學生學習的能動性和參與度,仍是一個需要我們不斷探索和研究的課題。
參考文獻:
[1]人民網研究院.中國移動互聯網發展報告(2019)[EB/OL].(2019-06-24).http://media.people.com.cn/n1/2019/0624/c120837-31177520.html.
[2]丁建波.高職力學課程改革研究[J].湖南工業職業技術學院學報,2005(3):82-85.
[3]柳愛,夏祥道.基于OBE教學理念的高職建筑力學教學改革初探[J].學周刊,2020(2):5.
[4]沈震,陸化來.基于微課的高職建筑力學課程教學改革研究[J].科學咨詢(教育科研),2019(10).
[5]魏星.信息化背景下高校工程力學改革芻論[J].高教與成才研究,2018(19):9.
[6]李建華,陳文婧.基于雨課堂的結構力學課程智慧教學改革建設[J].中國教育技術裝備,2019(6):42-43.
作者單位:韓麗麗 郭紅兵 隋園園 馮超 陜西交通職業技術學院公路與鐵道工程學院
韓麗麗 郭紅兵 長安大學特殊地區公路工程重點實驗室
