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1、 土木工程专业课程混合式教学模式设计与实践 曾雪琴 王利文 李鹏波 李雄威 丁川摘要：创新教与学是提高人才培养质量的重要途径。文章立足“教育信息化2.0”时代人才培养需求，分析土木工程专业课程混合式教学改革的必要性，参考“互联网+”课程建设模式，以逆向教学设计理论为支撑，构建基于“SPOC+慕课”的混合式教学模式，包括教学目标设定、教学对象分析、教学资源建设、互动式教学活动设计和多元化考核评价体系等环节，并以土木工程施工组织课程为例开展教学实践。实践表明，混合式教学模式一定程度上提高了学生自主学习的内驱力和解决问题的能力，增加了学生学习的获得感，较好地促进学生工程实践能力的培养。关键词：混合式
2、教学;教学模式;SPOC;土木工程施工组织课程：G642.0 文献标志码：A ：1005-2909（2021）02-0090-07在中国教育信息化发展应用的新阶段，教育信息化2.0强调应用驱动下的信息技术与教育的深度融合创新，其内涵主要包括教学模式的变革、学习内生动力的变革以及数据化、网络化支撑下的智能化变革三个方面 1。新时代不仅对教育改革发展提出了新的要求，也对创新人才培养提出了更高的标准。未来的教育必然是基于网络环境的更加开放的教育，是更加重视学生个性化和多样性的教育2。创新教与学，是新时期教育教学改革的出发点和落脚点3。近年来，随着教育信息化进程的不断推进，能够统筹线上线下优势的混合式
3、教学受到越来越多的关注，逐渐成为高等教育教学的发展趋势，成为高校教学改革的常态化手段 4-6。混合式教学强调以学生为中心，是网络课堂教学与实体课堂教学相结合的一種教学模式。目前，中国大学MOOC（慕课）已成为网络课堂教学的主要形式之一，具有开放包容、资源丰富、受众广、教学时间和地方不受限制等特点，相较于MOOC教学的“大众化”属性，规模限制性在线课程SPOC则具备“小规模”和“专有”的特征，可实现不同层次学生的差异化、特色化教学，充分调动教师教学和学生学习的积极性和主动性，实现形成启发式教学理念和自主学习的真正落地7。本文在参考谢幼如教授提出的“互联网+”课程模式基础上8，以逆向教学设计理论为
4、支撑，结合土木工程施工组织课程特点，构建基于“SPOC+慕课”的混合式教学模式，探索如何深度融合线上线下优势创新教学实践，以满足教育信息化2.0时代学生多样性和个性化的学习需求。一、土木工程施工组织课程教学改革的必要性土木工程施工组织是一门与技术发展紧密联系、多学科交叉的核心专业课程，教学内容涵盖流水施工组织、网络计划技术、施工准备、施工组织总设计、单位工程施工组织设计、施工方案、施工管理计划和绿色施工管理等八章内容，具有内容繁多、专业性强、实践要求高的特点。土木工程施工组织课程学习过程中需要学生具备较强的逻辑推理能力和动手能力，对学生的组织协调、管理决策等综合能力要求高，既要掌握理论公式推导
5、，又要灵活运用专业软件模拟施工组织过程，是一门难度较大的专业课程。目前专业课教学沿用的传统课堂教学模式，偏重教师的“教”，教师掌控传输知识的主动权，学生则是知识的被动接受者，虽然也会引入提问、讨论等互动式环节激发学生积极思考，但囿于时间、空间的限制，尤其在专业课教学学时大幅缩减的现状下，教学过程中师生之间缺乏深入的互动，不利于学生探究能力和创新能力的培养与形成，难以达到深度学习的目标9-10。此外，传统课堂教学中学生的认知活动主要围绕教材来开展，而土木工程施工组织课程是一门内容繁多、实践性很强的课程，教材内容的更新速度无法跟上时代的步伐，众多教材内容与现实施工工艺差距较大，学生从课程教材中难以
6、接触到最新、最前沿的施工工艺和施工技术11。为贯彻“以学生为中心”的教学理念，推动课堂教学从“知识传授”向“能力培养”转变，切实提高人才培养质量，近年来，借助江苏省精品在线开放课程建设契机，常州工学院立项建设了多门在线开放课程，其中，土木工程施工组织在线开放课程已于2018年立项建设，并于2019年10月在MOOC平台对社会学员开放。为提高学生自主学习的内驱力和解决问题的能力，增强学生学习的获得感，土木工程施工组织课程建设团队对课程教学模式进行重构，实行线上线下混合式教学。线上教学基于中国MOOC、超星尔雅和学习通平台构建，课程在实施信息化教学的同时，也保留了交互性较强的线下课程教学环节。线下
7、主要采用翻转课堂形式，将典型建设项目案例引入课堂，如中国尊、港珠澳大桥、京新高速、上海中心、上海佘山深坑酒店等项目，引导学生分组进行专题辩论、演讲，以培养学生利用所学知识创新工程实践。二、基于“SPOC+慕课”的混合式教学模式构建何克抗教授认为，混合式教学模式融合了传统课堂教学和E-Learning的优势，教师监督、引导教学，学生积极参与学习12。基于“SPOC+慕课”的混合式教学模式，教学活动通过全时空的拓展形成了线上和线下两个部分，其设计流程遵循一般教学活动设计的思路，主要包括前端分析、教学过程设计和考核评价设计三个环节（如图1所示）。其中，前端分析是混合式教学的前提，教学活动设计是整个混
8、合式教学的支架，科学合理的教学评价是混合式教学质量的保障。通过串联上述三个环节，将在线课程与课堂教学两大模式构成一个整体。（一）前端分析前端分析是教学设计的前期准备阶段，包括教学目标设定、教学对象分析、教学内容分析以及教学资源的设计与开发，是整个教学活动的基础。1.教学目标设定教学目标是指通过课程学习，学习者可以达到的知识学习、技能掌握等目标。土木工程施工组织课程为顺应科技发展和市场需求，致力于培养土木工程专业“通专结合”的复合型人才，课程目标设置主要有：（1）能够运用流水理论解决土木工程施工过程的流水组织安排;（2）能够运用网络计划理论编制土木工程施工网络进度计划;（3）能够熟练使用专业相关
9、规范和图集，对施工项目的全场性施工准备、施工平面布置和施工部署等内容进行科学设计，旨在使学习者具备编制施工方案的能力。2.教学对象分析针对不同的教学对象，以解决学生学习问题和满足学生学习和需求为抓手，实施精准教学引导是高质量教学发生的前提13。在创新教育教学模式之初，应先了解教学对象的学习需求和学习行为特征，通过教与学的共同协作来分析解决学生的学习问题，进而培养学生的自主学习能力。本研究主要面向地方应用型本科高校土木工程专业的学生，与研究型、综合型大学学生群体不同，该学生群体理论基础相对较弱、自主学习能力不高，但实践积极性较高，因而在教学活动设计上突出以工程知识为载体，注重理论知识与实践问题的
10、融合创新，以期培养学生的工程实践能力。3.教学内容分析教学内容是课程的核心要素，是联系教学目标和教学活动设计的关键。土木工程施工组织课程采用专题的形式，将整个教学内容凝练成8个专题（见表1）。学习者对专业拓展资料和执业资格考试衔接辅导资料的要求较高，因而教学内容具有一定的拓展性。3.教学资源的设计与开发完整的教学资源是实现混合式教学的基石。自2018年以来，笔者所在的课程团队开始着手建设土木工程施工组织课程的MOOC资源，结合地方应用型本科高校人才培养的特点、教学大纲的要求及行业发展前沿的拓展问题，课程团队对相关知识点进行解构、重组并经审核，重新制作了多媒体PPT课件，录制了43个MOOC视频
11、，每个视频时长约为1015分钟。其中，除了介绍建筑施工组织设计规范的13个视频是利用录屏软件录制外，其余视频课件都是在南京超星公司演播室录制，并经专业人员后期制作完成。此外，配套的课程资源还包括文本教材、相關设计规范、典型施工工艺流程介绍，以及行业前沿技术应用的视频、图片等拓展资料。（二）教学活动设计精心设计的教学活动是发挥教学资源效能的重要手段。本研究参照教学系统设计理论，以“课前课上课后”为主线，设计基于“SPOC+慕课”的混合式教学模式，其中，“慕课堂”是中国大学MOOC推出的一款轻量化智慧教学工具，由微信端小程序和电脑端教学后台构成，通过此工具，可以实现包括签到、随机点名、课堂测试、发
12、放问卷和课程公告等诸多教学功能，同时支持教学过程数据的实时反馈与分析，便于教师随时掌握学生的学习情况，实现精准教学。1.课前环节有针对性地将典型项目可视化施工过程视频、图片等资料提前推送给学生，引导学生系统地认识施工过程，提高学生对后续MOOC视频课件的学习兴趣，同时辅以随堂测验、在线讨论、章节测试和章节作业，加深学生对相关知识点的理解。2.课上环节引入“慕课堂”小程序，通过课堂小测验和问卷调查检验学生自学和课堂教学效果，同时遵循问题驱动和知识趣味性为一体的原则，设计具有交互特性的多层次、多样化教学环节。一方面，采用翻转课堂形式，引入典型建设项目案例，通过“知识问答”“主题演讲”和“小组协作”
13、等方式（见图2），调动学生的主观能动性，引导学生分组进行专题辩论、演讲，通过学生的自我展示，激发其内在的学习动机，进而促进学生内化知识。另一方面，围绕学生线上学习过程中所暴露出的问题，教师有针对性地组织专题讲座，如时标网络计划的实践应用、武汉“火神山”医院的施工组织方式、危大工程现场安全管理要点等，以此加深学生对重点知识的理解，培养学生利用所学知识创新工程实践能力。3.课后环节根据SPOC平台和“慕课堂”智慧教学工具提供的实时教学数据，随时掌握学生的学习情况，可以有针对性地调整、完善教学活动设计，更好地助力于教学效果的提升。同时，推送与章节知识点相对应的工程案例，并适当引入近年来建造师执业资格
14、考试中有关实践部分的考题，延展课堂的宽度和广度，培养学生举一反三的能力，达到对知识的灵活应用。（三）考核评价体系科学合理的课程考核评价体系可以更好地激发和维持学生的学习积极性，是混合式教学质量的保障。传统课程考核主要由期末考试成绩加上平时成绩（包括出勤率、作业完成情况和实践报告等），按一定比例折算成总评成绩，以致考前突击复习现象盛行，有些“期末突击党”甚至能获得一个不错的成绩，这样的成绩并不能真实反映学生对知识掌握情况。混合式教学模式下，采用过程性评价和总结性评价相结合的考评方式，增加了对SPOC平台学习效果的考核，形成更科学、更立体的课程考核评价体系，如表2所示。这一考核评价体系贯穿于整个教
15、学过程的始终，教学评价和教学管理转向“用数据说话”，包括SPOC学习平台的单元测试、单元作业、线上讨论参与度、翻转课堂表现以及期末考试成绩，综合考虑了学生线上线下的学习效果，有助于学生之间协作互助式氛围的培养，一定程度上对学生的自主学习起到了督促作用。三、教学效果调研与评价20182019学年，土木工程施工组织课程在校内已完成一轮混合式教学实践，目前正在进行第二轮校内教学实践。为及时掌握混合式教学模式的实践效果，选取实验班（小班授课，35人）实施了基于“SPOC+慕课”的混合式教学模式，对照班（小班授课，33人）采用传统授课模式，在教学实践前后，均对被试学生进行了问卷调查。（一）混合式教学提高
16、了学业成绩课程教学结束后，采用统计分析软件SPSS23.0对实验班和对照班的综合成绩进行正态分布检验，结果如表3所示。由于样本数较小，以K-S结果为准，Sig.=0.20.05，说明实验班和对照班的综合成绩都服从正态分布（图3），可以进行下一步的独立样本t检验。独立样本t检验结果显示（表4），实验班的平均分是78.04，对照班的平均分是74.18，经独立样本t检验，可知t=2.231，p=0.0290.05，说明两个班的综合成绩存在显著差异，且实验班的成绩要高于对照班的成绩，可见混合式教学模式下学生的课程学习效果较好。同时，对比实验班和对照班课程设计实践成绩，实验班优、良、中各层次的学生比例分别为5.71%、11.43%和28.57%，对照班优、良、中各层次的学生比例分别为3.03%、9.09%和24.24%。由此可见，混合式
