以智慧教室为载体的专业基础课程教学实践研究

孙占朋 1，卢佳鑫 2

1 河北科技大学机械工程学院，石家庄， 050018； 2 石家庄科技工程职业学院，石家庄， 050018

摘要：为了打破传统的以教师为中心的授课方式，以智慧教室为载体开展流体力学课程线上、线下混合教学，利用翻转课堂模式增加学生自主学习动力和团队参与度，强化了师生、生生讨论和交流，提高了学生的学习目标感和学习兴趣，课程教学效果提升明显。

关键词：课程改革；智慧教室；翻转课堂

当前，本科教育质量的提升已经成为关系我国未来发展的大事，教育部明确提出要为大学生“合理增负”。现有的“流体力学”课程教学模式大多属于被动式教学，采用教师讲学生听的教学形式，这种灌输式教学以教师为中心，教学手段落后，多以文字和图片方式授课，教学模式较为单一，教学效果相对较差^[1-2]。由于流体力学理论本身相对抽象，课本中缺乏直观案例，很难使教师在课堂中和学生形成良性互动，学生课堂体验较差，教学方法传统保守缺乏创新。智慧教室是数字教室和未来教室的一种形式，是推进未来学校建设的有效组成部分。智慧教室授课实现了大课堂授课模式下分组讨论，手机图片无线上传，手机与电视投屏，代替了传统高拍仪和视频展示台，摆脱有线烦恼，简单快捷，增加了学生学习的趣味性；在此基础上，利用翻转课堂模式，使学生成为学习的发起者，激发了学生学习、互动讨论的热情，对于改善课堂气氛十分有益。

————————————————

一、课程线上、线下建设措施

流体力学课程主要围绕以下方面进行建设：1、在线学习资源建设，在MOOC平台的基础上，利用学习通APP建立网络交互学习平台，将《流体力学》课程的视频、作业、小测等资料放在该平台上，供学生学习；同时利用该平台增强学生之间和学生与教师之间的问题的解答与讨论，加强师生间交流；2、教学活动设计，针对流体力学知识贴近日常生活的特性，为了增加学生学习的趣味性，学生通过利用日常生活用品，自制简易实验装置。3、教学效果实时追踪，为了及时掌握学生的学习情况及对知识的掌握程度，设计线上调查问卷，及时收集教学反馈信息，以便对教学进行实时调整；4、变革传统的考核方式，增加平时成绩比重，注重在学习和实践中考核学生，利用在线测试方法，定期开展网上在线测试，计入平时成绩。

二、学生线上学习效果

使用超星泛雅平台，开课以来，约86.39%的学生使用手机在线学习；约55.6%的学生使用电脑在线学习；20%以上学生能够快速完成学习任务，完成情况高于预期，半数以上学生可以按时提交作业、观看视频。通过APP系统及时督促学生进行学习。

以缝隙流动章节为例，线上共布置大作业4次，每次作业满分5分，每次作业需在2天内完成，统计发现，50%以上学生完成及时、准确率高（5分），30%左右同学能按时提交作业，完成质量较好（4分）；约10%学生首次完成情况不佳（3分以下或不提交），对于这些学生，采用及时辅导、打回重做和督促写作的方式进行课后帮助。13%的学生在线学习时长8个小时以上，约60%的学生在线学习时长为4-8小时，总体上看学生在线学习投入较为合理；约27%学生在线学习时长小于4个小时，投入偏少。

经课后调查，在线学习时，30%的学生认为自己的学习目标明确、效率高、效果好；40%的学生认为可以跟上教学进度，说明有70%的学生认可线上学习。12%的学生认为学习效果不佳，存在在线学习无法有效掌握教师讲授内容的问题，说明在在线学习整体效果较好的基础上，仍要求任课教师对班级排名后10%的同学给予更多关注，加强课后辅导答疑，以提升学生的在线学习效果。

三、线下互动式教学效果

流体力学翻转课堂主要基于线上资源和智慧教室开展。对于相似理论章节，以飞机的发明为切入点，学生用彩笔分组绘出至少3种应用相似原理设计的航天器，分组讲解，教师和学生打分，教师针对性讲解、答疑；第6章缝隙流动学习中，以常见的轴承润滑问题，引出同心圆柱体间环隙流动，分组“主题讨论”，每组代表进行发言，分组“测验”，学生打分和教师点评，教师总结流体力学课程。

通过翻转课堂，学生对学习的责任感增加，在完成导学的预习部分以后，学生是有准备的，学生会带着问题走进教室，学生的求知欲望会大大增强，能够积极回答问题，能够相互合作相互帮助，课堂效率大大提高。此外，课堂中师生互动、合作学习增多，学生学习积极性增加，更多的学生能够全身心地投入到学习活动中来。流体力学课程结束后，对全体学生进行匿名问卷调查，总结如下：1）学生课外学习的积极性和主动性显著提高，在本专业学生人数较少的情况下，学生的线上观看时间和讨论次数处于较高水平；2）学生在课堂学习中学习目的性明显加强，学生的问题意识有所加强；3）学生的实践能力得到提升，主要表现为学生的阶段性作业和综合性作品的质量较以往都有较为明显的提高。

从客观考核成绩上看，全体学生均顺利通过流体力学课程考核，综合平均成绩接近80分，说明多数学生很好地掌握了流体力学课程的基本原理和使用方法。

四、结语

现代教育理念倡导学习要以学生为中心，打破传统的满堂灌式教学。转变教学环境，以智慧教室增为载体，进行了流体力学课程线上、线下混合教学，并适当采取翻转课堂模式，提高了学生学习的乐趣和主动性，有效发挥了以学生为学习主体的能动作用，同时锻炼了学生的团队领导能力和协作意识，学生的总体课程目标完成程度较高。

参考文献

[1] 罗春欢, 任玲, 郭美荣, 等. 工程流体力学“微课–参与式”教学模式探索及实践. 力学与实践, 2020, 42(1): 97-102.

[2] 施晓秋. 遵循专业认证OBE理念的课程教学设计与实施. 高等工程教育研究, 2018(5): 154-160.

基金项目：河北科技大学教学改革研究项目（2019-QNB05）。

作者简介：孙占朋，男，博士，主要从事多相流教学研究工作。E-mail：zpsun@hebust.edu.cn。