馮晶晶 郝淑英 劉海英 張昆鵬

摘要：當(dāng)今信息技術(shù)高速發(fā)展，MOOCs成為我國(guó)高等教育改革進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。本文針對(duì)《工程力學(xué)AⅠ》課程的教學(xué)現(xiàn)狀及其存在的問(wèn)題，結(jié)合工程類專業(yè)的人才培養(yǎng)要求，通過(guò)深入分析MOOCs教學(xué)模式的特點(diǎn)，提出基于微信公眾平臺(tái)的《工程力學(xué)AⅠ》課程教學(xué)改革的新思路和建議。

關(guān)鍵詞：MOOC；微信墻；工程力學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）24-0116-02

一、引言

自2012年由美國(guó)的著名頂尖大學(xué)在美國(guó)發(fā)起了大規(guī)模開放網(wǎng)絡(luò)課程，MOOCs引發(fā)了教育界的“海嘯”，在國(guó)際社會(huì)產(chǎn)生了很大震動(dòng)[1]。在當(dāng)今信息技術(shù)高速發(fā)展的形勢(shì)下，MOOCs在促進(jìn)教學(xué)改革方面可以創(chuàng)造許多新鮮的有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)，這是我國(guó)高等教育進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)[2]。

《工程力學(xué)AⅠ》是理工類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，是學(xué)習(xí)一系列后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)。在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的現(xiàn)代社會(huì)，工程力學(xué)課程承擔(dān)了基礎(chǔ)知識(shí)教育和科學(xué)素質(zhì)教育的雙重任務(wù)。工程力學(xué)是研究力學(xué)中最普遍、最基本的規(guī)律，是學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程和高新技術(shù)的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)思維方法、科技創(chuàng)新能力及工程素養(yǎng)的重要內(nèi)容。MOOCs作為一種先進(jìn)的教學(xué)模式，具有環(huán)境開放性、資源多元化和學(xué)生主導(dǎo)性等特點(diǎn)[3]。同時(shí)，在教學(xué)實(shí)踐中，筆者也發(fā)現(xiàn)了進(jìn)一步完善MOOCs教學(xué)中有待解決的一些問(wèn)題，并提出了解決的思路。以MOOCs教學(xué)為啟發(fā)，通過(guò)開啟學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下的工程力學(xué)學(xué)習(xí)，采用先進(jìn)的教學(xué)模式、現(xiàn)代化的教學(xué)手段和方法，在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索、研究和完善適合工程力學(xué)教學(xué)的教學(xué)體系，不僅可以充分發(fā)揮先進(jìn)教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，而且著重加強(qiáng)MOOCs在創(chuàng)造力及解決工程實(shí)際問(wèn)題能力培養(yǎng)上的薄弱點(diǎn)，這樣有助于學(xué)生深入地掌握這門學(xué)科，培養(yǎng)正確的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為今后解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題、從事科學(xué)研究工作打下基礎(chǔ)。

二、《工程力學(xué)AⅠ》的教學(xué)現(xiàn)狀

目前，傳統(tǒng)教學(xué)方式依舊以“教師講，學(xué)生聽(tīng)”為主，課堂上學(xué)生主動(dòng)提問(wèn)少，課后學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性差。尤其是在工程類專業(yè)教育中，在學(xué)習(xí)課本上的理論知識(shí)時(shí)，學(xué)生容易在上課時(shí)出現(xiàn)走神的現(xiàn)象，且在下課后死記硬背數(shù)學(xué)公式，無(wú)法很好的將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，更別說(shuō)直接將所學(xué)知識(shí)拓展運(yùn)用到解決實(shí)際工程問(wèn)題中去。在現(xiàn)有的教學(xué)模式下，師生交互討論困難，理論結(jié)合實(shí)際工程能力較差。

1.缺乏有效的課上溝通渠道。眾所周知，國(guó)內(nèi)學(xué)生在課堂上的主動(dòng)提問(wèn)很少，這種羞于表達(dá)的群體特性，使得課堂中的交互愈發(fā)困難。同時(shí)，教師在臺(tái)上激情澎湃的講課時(shí)，臺(tái)下的學(xué)生也會(huì)擔(dān)心打斷講課而不敢提問(wèn)。如何尋找一種新穎有效的課堂提問(wèn)方式，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)提問(wèn)、主動(dòng)回答，成為我們改革所考慮的主要問(wèn)題。

2.缺少豐富的課下互動(dòng)平臺(tái)。傳統(tǒng)教學(xué)以課堂講授和課后作業(yè)為主要教學(xué)手段，然而紙質(zhì)作業(yè)的可重復(fù)性限制了教師了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的真實(shí)掌握程度。同時(shí)，教師獨(dú)自批改作業(yè)的模式，缺少錯(cuò)誤討論環(huán)節(jié)，不利于學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的思考。而構(gòu)建“多對(duì)一”和“多對(duì)多”互動(dòng)則是有效運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段的體現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，在互相評(píng)判的過(guò)程中促使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用再次加深。

三、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下《工程力學(xué)AⅠ》教學(xué)的思路

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，合理的應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段，可以有效地改善傳統(tǒng)教學(xué)模式中的諸多弊端，最大程度的發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。MOOCs不僅能夠幫助任何學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)課程，而且具有可以讓學(xué)習(xí)者根據(jù)自己的時(shí)間、地點(diǎn)自主開展學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)。此外，隨著移動(dòng)終端的日漸流行，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的日益普及，手機(jī)及微信可以成為教學(xué)實(shí)踐的一個(gè)有效途徑。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教學(xué)中的最佳應(yīng)用方面是實(shí)現(xiàn)人與人之間的交互，而非簡(jiǎn)單地將課程內(nèi)容全部傳遞到學(xué)生的電腦上。因此，借鑒MOOCs發(fā)展的趨勢(shì)，根據(jù)我校實(shí)際情況，本文提出基于微信平臺(tái)的工程類專業(yè)課教學(xué)模式研究，擬采取“面授+討論+視頻”的新教學(xué)模式，從以下幾方面加強(qiáng)工程力學(xué)教學(xué)改革。

1.細(xì)化課程內(nèi)容，制作工程實(shí)例MOOCs視頻。根據(jù)工程類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，收集相關(guān)專業(yè)課程中涉及實(shí)際工程的視頻、圖片，基于《工程力學(xué)AⅠ》課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系系統(tǒng)地提煉開放性工程問(wèn)題。以微信公共號(hào)的推送及收集功能為基礎(chǔ)，開發(fā)課堂下的非傳統(tǒng)教學(xué)手段研究，實(shí)現(xiàn)“一對(duì)多”的短視頻推送。在學(xué)生完成靜力學(xué)平面任意力系的學(xué)習(xí)后，可推送某升降平臺(tái)工作視頻。該結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件之間采用中間鉸鏈連接，最下部構(gòu)件的左端為固定鉸支座，右端為滾軸約束；上部與支承平臺(tái)相連接處的構(gòu)件左端為固定柱鉸支座，右端為滾軸約束，升降平臺(tái)工作時(shí)滾軸可沿支承面切線方向運(yùn)動(dòng)完成工作平臺(tái)的舉升和下降。要求學(xué)生根據(jù)該結(jié)構(gòu)建立其力學(xué)模型，并求解各構(gòu)件承受的約束反力，分析整個(gè)結(jié)構(gòu)中哪根構(gòu)件承受的約束反力最大、最不安全。

在完成了應(yīng)力狀態(tài)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)后，繼續(xù)推出上述問(wèn)題，讓學(xué)生討論如果要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量該結(jié)構(gòu)承受的應(yīng)力值，以檢測(cè)該結(jié)構(gòu)在工作時(shí)強(qiáng)度是否滿足要求，或要對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度的優(yōu)化設(shè)計(jì)，如何確定測(cè)點(diǎn)，即減小測(cè)試的工作量又不遺漏危險(xiǎn)點(diǎn)；如何根據(jù)計(jì)算出的約束反力確定測(cè)點(diǎn)是按單向應(yīng)力狀態(tài)處理還是按平面應(yīng)力狀態(tài)處理，且對(duì)于該結(jié)構(gòu)我們已經(jīng)完成了結(jié)構(gòu)在空載、滿載和超載工況下的應(yīng)力測(cè)量，在學(xué)生完成討論后公布實(shí)測(cè)結(jié)果，讓學(xué)生對(duì)自己的分析結(jié)果進(jìn)行測(cè)評(píng)。這樣學(xué)生就經(jīng)歷了一個(gè)利用所學(xué)的工程力學(xué)知識(shí)解決工程問(wèn)題的全過(guò)程，培養(yǎng)了解決工程問(wèn)題的能力和方法，增加了工程素養(yǎng)。

2.開辟學(xué)生話語(yǔ)通道，形成課堂實(shí)時(shí)微信墻彈幕討論形式。在實(shí)際課堂教學(xué)過(guò)程中，可以對(duì)搭建微信墻彈幕討論形式的時(shí)間、內(nèi)容等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，在教師可控范圍內(nèi)對(duì)有意義的內(nèi)容進(jìn)行討論，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)提問(wèn)，促進(jìn)師生交互討論，微信可追溯至本人的特性也可有效的杜絕惡意擾亂課堂秩序的言論。建立微信群，使用投影儀將PC端的實(shí)時(shí)微信對(duì)話窗口投影到墻上，形成微信墻。學(xué)生可以實(shí)時(shí)對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行討論，即彈幕討論。

在課堂中定義和推導(dǎo)部分講解完后，讓學(xué)生自主進(jìn)行例題練習(xí)或者進(jìn)行習(xí)題課時(shí)，以微信墻和彈幕討論為教學(xué)手段，學(xué)生可以提出做題過(guò)程中遇到的各個(gè)問(wèn)題，這種教學(xué)方式比單獨(dú)靠教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)呈現(xiàn)出的易錯(cuò)點(diǎn)更全面，學(xué)生的印象更深刻。同時(shí)，新的溝通方式也可以調(diào)動(dòng)學(xué)生相互討論的積極性，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。

3.提煉工程實(shí)際問(wèn)題，形成開放性習(xí)題考察。以開放性習(xí)題為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)“多對(duì)一”的視頻實(shí)驗(yàn)作業(yè)收集。如：以動(dòng)力學(xué)所學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，讓學(xué)生自行分組，自主設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，錄制視頻、應(yīng)用視頻軟件回放功能獲取每一幀時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的位置，運(yùn)用已有公式計(jì)算加速度、速度、力等其他物理量，形成公式運(yùn)算說(shuō)明書，杜絕作業(yè)重復(fù)的現(xiàn)象。

學(xué)生應(yīng)用已學(xué)力學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、方法并分析，可以得到各個(gè)開放性結(jié)果。如：可應(yīng)用身邊物品設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的斜面下滑實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證接觸面積和重量對(duì)摩擦力的影響。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)已學(xué)理論知識(shí)的理解及貫通，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，加強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

4.基于開放性習(xí)題，構(gòu)建小組互評(píng)機(jī)制。構(gòu)建互評(píng)學(xué)習(xí)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)“多對(duì)多”的視頻作業(yè)學(xué)生互判。研究制定基于MOOCs及微信平臺(tái)教學(xué)模式下的考核輔助機(jī)制，客觀地評(píng)定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果?；ピu(píng)機(jī)制下，學(xué)生之間匿名互相評(píng)判多個(gè)視頻作業(yè)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生由此及彼、觸類旁通，增加課程的靈活性。

上一部分開展的開放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可形成視頻作業(yè)，提交的視頻作業(yè)首先由各個(gè)組批改其他小組的三份作業(yè)、給出應(yīng)得分值，并形成具體的給分原因和詳細(xì)的評(píng)判說(shuō)明書；各個(gè)小組每批改一份作業(yè)也可得到相應(yīng)分值。將這兩部分分值匯總，最后由教師調(diào)整并給出最終的評(píng)判結(jié)果，增強(qiáng)互動(dòng)反饋環(huán)節(jié)。

四、結(jié)語(yǔ)

根據(jù)工程力學(xué)課程的特點(diǎn)，結(jié)合新的教育方法、思想和理念，并以不斷提升教師自身能力為基礎(chǔ)來(lái)推進(jìn)教學(xué)改革的順利進(jìn)行。保證在基本知識(shí)傳授的前提下，通過(guò)課上溝通和課下互動(dòng)，增強(qiáng)師生交互討論，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力，最終形成切實(shí)可行的新教學(xué)模式。根據(jù)當(dāng)下學(xué)生的特點(diǎn)，以新穎有效的教學(xué)模式為國(guó)家工業(yè)界培養(yǎng)具備工程素養(yǎng)的優(yōu)秀工程技術(shù)人才，為建立并完善MOOCs平臺(tái)提供經(jīng)驗(yàn)，為推動(dòng)我國(guó)教育事業(yè)的跨越式發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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