周海龍　安珍

摘 ?要：新工科建設與金課建設迫切需要創(chuàng)新教育理念與教學方法。文章創(chuàng)新地從積極心理學的角度，將心流理論首次引入結構力學教學中，分析了心流體驗的9個構成要素，介紹了三通道、四通道、八通道與用戶體驗四種心流體驗模型，提出了結構力學中心流體驗產生的教學設計思路，即明確的教學目標、適度的學習任務、及時的作業(yè)反饋和創(chuàng)新的知識體系四個方面，對于推動結構力學教學改革具有重要的指導意義。

關鍵詞：心流理論;結構力學;教學設計;心流體驗

中圖分類號：G642 ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）01-0082-04

Abstract： The construction of new engineering and the construction of gold courses urgently need innovative educational concepts and teaching methods. From the perspective of positive psychology， this paper introduces the theory of heart-flow to the teaching of structural mechanics for the first time. It analyzes and explains the nine components of the heart-flow experience， three channels， four channels， eight channels and user experience four kinds of heart-flow experience model. It puts forward the teaching design ideas generated by the heart-flow experience of structural mechanics， that is， the four aspects of clear teaching objectives， moderate learning task， timely homework feedback and innovative knowledge system， which are of great guiding significance for promoting the reform of structural mechanics teaching.

Keywords： the theory of heart-flow; structural mechanics; teaching design; heart-flow experience

美國心理學家，積極心理學奠基人米哈里·契克森米哈賴（Mihaly Csikszentmihalyi）于1975年，在大量案例研究的基礎上，開創(chuàng)性地提出了“心流”的概念[1]?！靶牧鳌笔侵溉藗冊谧瞿承┦虑闀r，那種全神貫注、投入忘我的狀態(tài)——這種狀態(tài)下，你甚至感覺不到時間的存在，在這件事情完成以后會有一種充滿能量并且非常滿足的感受[2]。這種狀態(tài)可以出現(xiàn)在自己非常喜歡，有挑戰(zhàn)并且擅長的活動中，比如爬山、游泳、打球、玩游戲、閱讀、演奏樂器甚至工作的時候。結構力學是土建類專業(yè)十分重要同時又是相當難學的課程，該課程具有理論概念性比較強、方法技巧性要求高、計算工作量大等特點，很多學生反映該課程學習比較吃力，興趣性不濃，教學效果不太理想。如何將枯燥復雜的力學知識變得生動有趣，讓學生回歸課堂，專心聽課，收到良好的教學效果，是許多結構力學授課教師必須面臨的難題。筆者認為課程的趣味性，需要教師有意識地去發(fā)掘，通過生活、工程案例去激發(fā)，通過交流互動與討論式的教學方法活躍課堂氛圍，將心流理論融入課程教學中，在教學中引導學生進入“心流”狀態(tài)，沉浸在最優(yōu)體驗當中，學生就會“樂學”，繼而對學習產生明確的方向。

一、“心流”的構成要素及體驗模型

Csikszentmihalyi根據(jù)大量的訪談、問卷和收集的資料進行分析后發(fā)現(xiàn)，使人產生無窮樂趣的因素大致相同，感覺極為類似。于是構建了心流體驗的9個要素，Novak 和Hoffman 依據(jù)心流體驗的過程，進一步將其歸納成心流產生的3類因素，即條件因素、體驗因素和結果因素[3-4]，其中條件因素有1. 清晰明確的目標、2. 準確而及時的反饋、3. 技能與挑戰(zhàn)相平衡;體驗因素有4. 行為與意識的融合、5. 注意力完全的集中、6. 潛在的主控感;結果因素有7. 自我意識的喪失、8. 時間感受的失真、9. 自成目的的參與。當一個人所從事的活動具有挑戰(zhàn)性，而且其技能能夠恰好應付挑戰(zhàn)，加上清楚的目標和及時的回饋，確立了意識的秩序，從而產生無窮的樂趣，也永遠沒有精神熵的心理狀態(tài)，心流就產生了。心流體驗也會呈現(xiàn)出最普遍、最清晰的特質：當事人全神貫注，一切動作都不假思索，幾乎完全自動自發(fā)，其知覺甚至消失，人與行動完全合一;當一個人完全浸漬在這種體驗中時，就會產生渾然忘我的感覺，時間感跟平時的傳統(tǒng)時鐘記錄不再一樣，做一件事情也不追求未來的報酬，做這件事本身就是最大的回饋。

目標決定方向，心流會使人有上癮的魔力，因此，正確地在學習過程中利用心流會帶來享受和內心的滿足，不恰當?shù)貞脮棺约好允松姆较?。按照技能與挑戰(zhàn)兩個維度，用縱軸表示挑戰(zhàn)，橫軸表示技能，心流體驗模型經(jīng)歷了三通道、四通道、八通道和用戶體驗模型四個發(fā)展階段[5]。

1. 三通道模型。該模型是最初的心流體驗模型形式，由Csikszentmihalyi于1975提出，見圖1所示。該模型認為個體感知的技能與挑戰(zhàn)水平相匹配，就會產生心流體驗，即低技能對應低挑戰(zhàn)，高技能對應高挑戰(zhàn)。當個體感知的技能與挑戰(zhàn)水平不相匹配時，就會產生厭倦和焦慮的消極體驗，即當挑戰(zhàn)要求過高，個體技能不足時，會產生焦慮;當挑戰(zhàn)難度過低，個體技能水平較高時，會產生厭倦感。

2. 四通道模型。1988年，馬西米尼（Massimini）和卡里（Carli）等人的研究發(fā)現(xiàn)，只有當技能水平較高，挑戰(zhàn)難度也較高時，才會產生心流體驗;當個體在低技能與低挑戰(zhàn)相平衡時，無法獲得心流體驗，相反會產生冷漠的情緒。于是，對Csikszentmihalyi提出的三通道模型進行改進，得到心流體驗的四通道模型，見圖2所示。

3. 八通道模型。在四通道模型的基礎上，Massimini和Carli結合研究獲得的數(shù)據(jù)，對“挑戰(zhàn)”和“技能”根據(jù)不同水平之間的關系進一步梳理，將原來的四個區(qū)域劃分為八個區(qū)域，建立了八通道模型，見圖3所示。

相對于四通道模型，八通道模型又增加了四種心理狀態(tài)：覺醒、控制、輕松、擔憂。當外界的挑戰(zhàn)水平很高，而個體感知的技能水平處于中等時，強烈的獲勝感容易被激發(fā)，產生覺醒的心理;當外界的挑戰(zhàn)水平中等，而個體感知的技能水平很高，有種“庖丁解牛”的快感，產生控制的心理;當外界的挑戰(zhàn)水平很低，而個體感知的技能水平中等，有種輕而易舉的通過感，使主體產生輕松的心理;當外界的挑戰(zhàn)水平中等，而個體感知的技能水平偏低，有種望而生畏的恐懼感，產生擔憂的心理。只有當外界的挑戰(zhàn)處于高水平，對應的個體感知的技能水平也很高時，會產生一種成就感，身心處于最積極，意識處于最享受的狀態(tài)，即為心流體驗，所以要制造心流體驗的關鍵在于調整挑戰(zhàn)和技能的相對關系，規(guī)律的進行1區(qū)→2區(qū)，3區(qū)→2區(qū)的循環(huán)。與四通道模型相比，八通道模型劃分更細，更科學，更符合實際。

4. 用戶體驗模型。隨著心流理論研究的不斷深入，1997年Hoffman和Novak針對網(wǎng)絡用戶提出了新的結構模型，見圖4所示。

該模型中將影響用戶達到心流體驗的因素分為11項，即技能、控制、響應速度、重要性、集中精力、激勵、挑戰(zhàn)、遠程呈現(xiàn)、時間扭曲、正面影響和探究行為，然后以心流為中心，將這11項因素的相互關系用箭頭連接起來，形成了網(wǎng)絡用戶心流體驗模型。

二、基于心流理論的教學設計

教學設計有助于突出學習者的主體地位和增強學習者的學習興趣;有助于增強教學工作的科學性，提高教學效率和教學效果[6]。本文從四個方面提出基于心流理論的結構力學課程教學設計思路：

（一）制定明確的教學目標，讓教學活動激發(fā)內在學習動機

教育部高等學校工科基礎課程教學指導委員會力學基礎課程教學指導分委員會在《結構力學課程教學基本要求（A類）》[7]中明確指出該課程的任務是在學習理論力學和材料力學等課程的基礎上進一步掌握平面桿件結構分析計算的基本概念、基本原理和基本方法，了解各類結構的受力性能，為學習有關專業(yè)課程以及進行結構設計和科學研究打好力學基礎，培養(yǎng)結構分析與計算等方面的能力。因此，對學生“三基”（基本概念、基本原理和基本方法）的培養(yǎng)是該課程的核心教學目標。

針對以上課程總的教學目標，教師要制定單元的教學目標與學時教學目標，將課程總的教學目標進行細化，從而使得目標更加準確與具體。課前，教師可以利用網(wǎng)絡教學平臺發(fā)布單元導學的相關要求，布置相關的預習任務。課中講課時教師首先應明確本節(jié)課的教學目標，指出本節(jié)學習的內容在整個結構力學課程中的地位與作用，與其他章節(jié)內容的關系，便于學生有針對性學習，做到有的放矢。課后教師應針對本節(jié)的知識點布置一些思考題，啟發(fā)學生思考，讓其更加深刻的理解本節(jié)的內容，以檢驗教學目標的實現(xiàn)效果。課堂的講授環(huán)節(jié)盡量講得有趣生動，將深奧難懂的力學原理用通俗的語言進行闡述，同時也要根據(jù)內容的需要適當穿插講解哲學觀點在結構力學中的應用，加強課程思政實踐，促使學生的學習活動積極性被調動，教學效果比較明顯。例如在講結構計算簡圖時，透過現(xiàn)象看本質，采用PPT動畫進行展示，使學生更清楚地看到空間的廠房結構如何簡化為平面結構，每一步計算簡圖的要點是如何處理;例如在講平面體系的自由度計算時，分別按照一般桿件體系與鉸結鏈桿體系給出計算自由度的計算公式，再結合一般與特殊的矛盾分析方法進行哲學上的理解，學生不僅學會了專業(yè)理論知識，也能夠潛移默化地將馬克思主義哲學中的相關觀點在力學分析中進行具體應用，做到從認識到實踐的應用，再從實踐到認識的升華。一切教學活動的安排，教學方法的選擇，教學手段的應用都要圍繞有效地保證教學目標的實現(xiàn)為根本。

（二）布置適度的學習任務，使技能與挑戰(zhàn)相平衡

學習任務的難度要以中等層次水平的同學能夠經(jīng)過一定的努力完成作為參照標準。布置過難的作業(yè)，很多同學會由于自身的能力不足，難以完成而產生焦慮;布置相對簡單的作業(yè)，對于大多數(shù)同學，由于作業(yè)本身缺乏挑戰(zhàn)性，很多同學會覺得太容易完成，而失去學習與鉆研的興趣。例題的選擇也要體現(xiàn)這個特點，既能覆蓋需要掌握的知識要點，又要具有一定的挑戰(zhàn)性，啟發(fā)學生去思考，提高其學習能力，從而迎接更高難度的挑戰(zhàn)，取得優(yōu)異的成績。例如在講授結構力學課前，最好布置讓學生深入圖書館，以小組為單位或者以宿舍為單位借閱幾本結構力學相關的復習參考書，下一節(jié)上課時進行逐個檢查，相關內容講完后，教師應有選擇性地就有關知識點進行提問;在每章內容學習完之后，教師最好要求學生自己繪制一張思維導圖，可以采用手繪的方式，也可以利用相關思維導圖繪制軟件進行繪制，將其作為一次作業(yè)，這些都要計入平時成績考核中，在最終成績評定時使用，學生通過思維導圖的繪制，更加理解了知識點相互的關系，將碎片化的知識形成了一個連貫的體系，便于其深刻理解與掌握相關知識點。同時，鼓勵學生進行網(wǎng)絡在線開放課程學習，更好地補充課堂教學的不足，在對比學習中提高。

（三）及時的作業(yè)反饋，增強學習的自信與主動性

在教學中，每一個教學環(huán)節(jié)的反饋，可以讓教師了解學生對知識要點的掌握程度，適當放慢或者加快教學的進度。課上的眼神交流、問答環(huán)節(jié)或者課下的作業(yè)提交都是很好的反饋方式，課下作業(yè)的反饋是比較有效的方式，但要求教師必須在下一次上課前，要將上一次課的作業(yè)批改完成，在課堂上利用一定的時間或者在網(wǎng)絡教學平臺上進行反饋。對于存在普遍的問題，一定要當面在黑板上指出，原則性的問題，要指出具體的某些同學，要引起他們的注意。例如在講第二章平面體系的幾何組成分析時，盡管在黑板上反復強調“剛片”的“剛”應該為“剛”非“鋼”，仍然有部分同學在作業(yè)中繼續(xù)出現(xiàn)類似的用錯問題，下次上課前要點名并重點地指出。還有部分同學將繪制某截面內力的影響線題按照繪制內力圖去完成，將影響線與內力圖概念混淆;在結構位移計算中，沒有按照題目的要求采用圖乘法或者積分法完成位移的計算，經(jīng)常將這兩種方法混用;在用力法與位移法計算超靜定結構內力時，只追求計算的結果，計算步驟常被忽略等等問題，這些都要旗幟鮮明地指出，培養(yǎng)學生良好的學習習慣和規(guī)范的解題步驟。

（四）創(chuàng)新知識體系，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力

創(chuàng)新是經(jīng)濟發(fā)展的源動力，是實現(xiàn)科技強國的必由途徑。大學生是活躍的創(chuàng)新群體，在學習基本理論知識的同時，要注重灌輸學科的相關知識，開發(fā)心智，提高其學習興趣。在結構力學教學中，要注重運用理論聯(lián)系實際，聯(lián)系與發(fā)展的觀點，既要傳授經(jīng)典結構力學的知識，也要適當提及定性結構力學與計算結構力學的相關概念;既要掌握線性結構力學的基本知識，也要了解非線性結構力學研究的內容;既要明白結構手算的方法，也要略知結構電算的內容，打開其思維，讓有興趣的同學可以在相應的道路上繼續(xù)探索。結構力學求解器是非常好的結構力學輔助學習工具，操作簡單，容易掌握，可以推薦給同學們學習時使用，通過手算與電算的對比，使其更加深刻理解結構的特點，學習的能力與興趣也得到提高。

三、結束語

當前，我國正在大力推進新工科建設和金課建設，需要用新的理念，新的思路去改進教學方法，心流理論作為積極心理學方面的奠基石，在教育教學領域中有著廣闊的應用前景。本文介紹了心流的概念、構成要素以及四種心流體驗模型，并將心流理論創(chuàng)新性地引入結構力學的教學中，并從四個方面給出了讓學生產生心流體驗的教學設計思路，對于推動結構力學教學改革，打造一流金課建設，激發(fā)學生的學習興趣，啟迪學生探索與思考，讓學生沉浸在“心流”體驗中，享受課程與課堂帶來的樂趣具有重要的指導意義。

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基金項目：2019年教育部產學合作協(xié)同育人項目“新規(guī)范下橋梁工程課程資源庫建設”（編號：201901262011）;內蒙古自治區(qū)教育科學“十三五”規(guī)劃2018年度立項課題“‘互聯(lián)網(wǎng)+下思維導圖在結構力學課程教學中的應用研究”（編號：NGJGH2018063）;內蒙古自治區(qū)研究生教育教學改革研究與實踐項目“新工科背景下產學研協(xié)同創(chuàng)新研究生培養(yǎng)機制的研究”（編號：YJG20181012902）;內蒙古農業(yè)大學第三批示范課程建設項目“結構力學”（內農大教字〔2019〕42號）

作者簡介：周海龍（1981-），男，漢族，內蒙古豐鎮(zhèn)市人，博士，副教授，碩士研究生導師，在站博士后，研究方向：力學與工程教學研究。

通訊作者：安珍（1958-），男，漢族，內蒙古土貴烏拉人，博士，教授，博士研究生導師，研究方向：木材加工裝備與過程自動化。