MOOCs时代基于网络平台下的《工程力学AⅠ》教学

　　当今信息技术高速发展，MOOCs成为我国高等教育改革进一步发展的趋势。本文针对《工程力学AⅠ》课程的教学现状及其存在的问题，结合工程类专业的人才培养要求，通过深入分析MOOCs教学模式的特点，提出基于微信公众平台的《工程力学AⅠ》课程教学改革的新思路和建议。

 

　　一、引言

 

　　自2012年由美国的著名顶尖大学在美国发起了大规模开放网络课程，MOOCs引发了教育界的“海啸”，在国际社会产生了很大震动[1]。在当今信息技术高速发展的形势下，MOOCs在促进教学改革方面可以创造许多新鲜的有价值的经验，这是我国高等教育进一步发展的趋势[2]。

 

《工程力学AⅠ》是理工类专业的一门重要基础课程，是学习一系列后续课程的重要基础。在科学技术突飞猛进的现代社会，工程力学课程承担了基础知识教育和科学素质教育的双重任务。工程力学是研究力学中最普遍、最基本的规律，是学生后续专业课程和高新技术的基础，也是培养和提高学生科学素质、科学思维方法、科技创新能力及工程素养的重要内容。MOOCs作为一种先进的教学模式，具有环境开放性、资源多元化和学生主导性等特点[3]。

 

同时，在教学实践中，笔者也发现了进一步完善MOOCs教学中有待解决的一些问题，并提出了解决的思路。以MOOCs教学为启发，通过开启学生在网络平台下的工程力学学习，采用先进的教学模式、现代化的教学手段和方法，在教学实践中不断探索、研究和完善适合工程力学教学的教学体系，不仅可以充分发挥先进教学模式的优点，而且着重加强MOOCs在创造力及解决工程实际问题能力培养上的薄弱点，这样有助于学生深入地掌握这门学科，培养正确的分析问题和解决问题的能力，为今后解决生产实际问题、从事科学研究工作打下基础。

 

　　二、《工程力学AⅠ》的教学现状

 

　　目前，传统教学方式依旧以“教师讲，学生听”为主，课堂上学生主动提问少，课后学生自主学习积极性差。尤其是在工程类专业教育中，在学习课本上的理论知识时，学生容易在上课时出现走神的现象，且在下课后死记硬背数学公式，无法很好的将各个知识点联系起来，更别说直接将所学知识拓展运用到解决实际工程问题中去。在现有的教学模式下，师生交互讨论困难，理论结合实际工程能力较差。

 

　　1.缺乏有效的课上沟通渠道。众所周知，国内学生在课堂上的主动提问很少，这种羞于表达的群体特性，使得课堂中的交互愈发困难。同时，教师在台上激情澎湃的讲课时，台下的学生也会担心打断讲课而不敢提问。如何寻找一种新颖有效的课堂提问方式，激发学生主动提问、主动回答，成为我们改革所考虑的主要问题。

 

　　2.缺少丰富的课下互动平台。传统教学以课堂讲授和课后作业为主要教学手段，然而纸质作业的可重复性限制了教师了解学生对知识点的真实掌握程度。同时，教师独自批改作业的模式，缺少错误讨论环节，不利于学生对学习结果的思考。而构建“多对一”和“多对多”互动则是有效运用现代化教学手段的体现，激发学生自主学习意识，培养学生创新思维，在互相评判的过程中促使学生对所学知识点的理解和运用再次加深。

 

　　三、加强网络平台下《工程力学AⅠ》教学的思路

 

在网络技术蓬勃发展的当下，合理的应用现代化教学手段，可以有效地改善传统教学模式中的诸多弊端，最大程度的发挥现代化教学的优势。MOOCs不仅能够帮助任何学习者学习网络课程，而且具有可以让学习者根据自己的时间、地点自主开展学习的优势。此外，随着移动终端的日渐流行，无线网络的日益普及，手机及微信可以成为教学实践的一个有效途径。网络技术在教学中的最佳应用方面是实现人与人之间的交互，而非简单地将课程内容全部传递到学生的电脑上。

 

因此，借鉴MOOCs发展的趋势，根据我校实际情况，本文提出基于微信平台的工程类专业课教学模式研究，拟采取“面授+讨论+视频”的新教学模式，从以下几方面加强工程力学教学改革。

 

1.细化课程内容，制作工程实例MOOCs视频。根据工程类专业培养目标，收集相关专业课程中涉及实际工程的视频、图片，基于《工程力学AⅠ》课程的知识结构体系系统地提炼开放性工程问题。以微信公共号的推送及收集功能为基础，开发课堂下的非传统教学手段研究，实现“一对多”的短视频推送。

 

在学生完成静力学平面任意力系的学习后，可推送某升降平台工作视频。该结构中各构件之间采用中间铰链连接，最下部构件的左端为固定铰支座，右端为滚轴约束;上部与支承平台相连接处的构件左端为固定柱铰支座，右端为滚轴约束，升降平台工作时滚轴可沿支承面切线方向运动完成工作平台的举升和下降。要求学生根据该结构建立其力学模型，并求解各构件承受的约束反力，分析整个结构中哪根构件承受的约束反力最大、最不安全。

 

　　在完成了应力状态相关内容的学习后，继续推出上述问题，让学生讨论如果要现场测量该结构承受的应力值，以检测该结构在工作时强度是否满足要求，或要对该结构进行强度的优化设计，如何确定测点，即减小测试的工作量又不遗漏危险点;如何根据计算出的约束反力确定测点是按单向应力状态处理还是按平面应力状态处理，且对于该结构我们已经完成了结构在空载、满载和超载工况下的应力测量，在学生完成讨论后公布实测结果，让学生对自己的分析结果进行测评。这样学生就经历了一个利用所学的工程力学知识解决工程问题的全过程，培养了解决工程问题的能力和方法，增加了工程素养。

 

　　2.开辟学生话语通道，形成课堂实时微信墙弹幕讨论形式。在实际课堂教学过程中，可以对搭建微信墙弹幕讨论形式的时间、内容等方面进行设计研究，在教师可控范围内对有意义的内容进行讨论，激发学生主动提问，促进师生交互讨论，微信可追溯至本人的特性也可有效的杜绝恶意扰乱课堂秩序的言论。建立微信群，使用投影仪将PC端的实时微信对话窗口投影到墙上，形成微信墙。学生可以实时对课堂内容进行讨论，即弹幕讨论。

 

　　在课堂中定义和推导部分讲解完后，让学生自主进行例题练习或者进行习题课时，以微信墙和弹幕讨论为教学手段，学生可以提出做题过程中遇到的各个问题，这种教学方式比单独靠教师的教学经验呈现出的易错点更全面，学生的印象更深刻。同时，新的沟通方式也可以调动学生相互讨论的积极性，加强学生对知识点的理解和掌握。

 

　　3.提炼工程实际问题，形成开放性习题考察。以开放性习题为基础，实现“多对一”的视频实验作业收集。如：以动力学所学内容为基础，让学生自行分组，自主设计简单实验，录制视频、应用视频软件回放功能获取每一帧时物体运动的位置，运用已有公式计算加速度、速度、力等其他物理量，形成公式运算说明书，杜绝作业重复的现象。

 

　　学生应用已学力学知识设计实验目标、方法并分析，可以得到各个开放性结果。如：可应用身边物品设计简单的斜面下滑实验来验证接触面积和重量对摩擦力的影响。通过设计实验，促进学生对已学理论知识的理解及贯通，培养学生的创新精神，加强学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

 

　　4.基于开放性习题，构建小组互评机制。构建互评学习机制，实现“多对多”的视频作业学生互判。研究制定基于MOOCs及微信平台教学模式下的考核辅助机制，客观地评定学生的学习效果。互评机制下，学生之间匿名互相评判多个视频作业，激发学生自主学习意识，引导学生由此及彼、触类旁通，增加课程的灵活性。

 

　　上一部分开展的开放性实验设计可形成视频作业，提交的视频作业首先由各个组批改其他小组的三份作业、给出应得分值，并形成具体的给分原因和详细的评判说明书;各个小组每批改一份作业也可得到相应分值。将这两部分分值汇总，最后由教师调整并给出最终的评判结果，增强互动反馈环节。

 

　　四、结语

 

　　根据工程力学课程的特点，结合新的教育方法、思想和理念，并以不断提升教师自身能力为基础来推进教学改革的顺利进行。保证在基本知识传授的前提下，通过课上沟通和课下互动，增强师生交互讨论，培养学生创新精神，加强学生工程实践能力，最终形成切实可行的新教学模式。根据当下学生的特点，以新颖有效的教学模式为国家工业界培养具备工程素养的优秀工程技术人才，为建立并完善MOOCs平台提供经验，为推动我国教育事业的跨越式发展做出贡献。

 

　　作者：冯晶晶 郝淑英 刘海英 张昆鹏 来源：教育教学论坛 2016年24期

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