何騰飛 劉大慧
摘? ?要:新型冠狀病毒肺炎疫情期間,在線(xiàn)開(kāi)放課程成為全國(guó)人民關(guān)注和討論的熱點(diǎn)話(huà)題。針對(duì)高職《工程力學(xué)》課程混合式教學(xué)中存在的問(wèn)題,文章從學(xué)生、教師、教學(xué)軟硬件、課程質(zhì)量等方面進(jìn)行分析,給出六個(gè)方面的建設(shè)策略,即學(xué)校頂層設(shè)計(jì)做好保障、課程負(fù)責(zé)人組建好團(tuán)隊(duì)、重構(gòu)課程體系、優(yōu)化學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、完善評(píng)價(jià)機(jī)制、推進(jìn)學(xué)分互認(rèn)。
關(guān)鍵詞:工程力學(xué);在線(xiàn)開(kāi)放;課程建設(shè);混合式教學(xué)
中圖分類(lèi)號(hào):G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1673-8454(2021)12-0060-06
一、引言
教育部于2020年2月4日印發(fā)《教育部應(yīng)對(duì)新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線(xiàn)教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》,明確要求各高校應(yīng)依托各級(jí)各類(lèi)在線(xiàn)課程平臺(tái)、校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間等,積極開(kāi)展線(xiàn)上授課和線(xiàn)上學(xué)習(xí)等在線(xiàn)教學(xué)活動(dòng),保證疫情防控期間教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)“停課不停教、停課不停學(xué)”[1]。由此可見(jiàn),線(xiàn)上開(kāi)放課程的建設(shè)及應(yīng)用,對(duì)疫情期間教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著重要的作用。高職《工程力學(xué)》是很多工科專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程,建設(shè)其精品在線(xiàn)開(kāi)放課程具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
二、《工程力學(xué)》精品在線(xiàn)開(kāi)放課程的內(nèi)涵
1.《工程力學(xué)》課程的特色
《工程力學(xué)》是高職機(jī)械類(lèi)、近機(jī)械工科專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐背景。生活中或大或小的工程結(jié)構(gòu)都離不開(kāi)力學(xué)。作為職業(yè)教育課程,職業(yè)能力培養(yǎng)是始終不變的宗旨[2],該課程重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和運(yùn)用力學(xué)知識(shí)對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行力學(xué)模型構(gòu)建、受力分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化的能力?!豆こ塘W(xué)》涵蓋了本科教育中《理論力學(xué)》和《材料力學(xué)》兩門(mén)課程的大部分內(nèi)容,具有課程內(nèi)容多、概念抽象、理論性強(qiáng)、計(jì)算繁雜等特點(diǎn),與《高等數(shù)學(xué)》《大學(xué)物理》等前導(dǎo)課程聯(lián)系緊密,也是后續(xù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》《機(jī)械制造基礎(chǔ)》等課程的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),在專(zhuān)業(yè)課程體系中具有不可替代的重要作用。
2.精品在線(xiàn)開(kāi)放課程
精品在線(xiàn)開(kāi)放課程具有完整的教學(xué)過(guò)程和課程的所有要素。目前有“?! 獓?guó)”三個(gè)層次的精品在線(xiàn)課程,其中省級(jí)和國(guó)家級(jí)的遴選有特定評(píng)審標(biāo)準(zhǔn),目前主要采用先建設(shè)后認(rèn)定的方式進(jìn)行遴選和認(rèn)定[3]。不同于傳統(tǒng)課程,精品在線(xiàn)開(kāi)放課程“以學(xué)生為中心”的特點(diǎn)尤為明顯,將“以教為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)為中心”[4]。“精品”是對(duì)課程質(zhì)量的要求,“在線(xiàn)”是為“開(kāi)放”和“共享”提供基礎(chǔ)條件。因此“精品在線(xiàn)開(kāi)放課程”可以理解為是一項(xiàng)立足線(xiàn)上、質(zhì)量?jī)?yōu)、具有學(xué)習(xí)應(yīng)用和推廣價(jià)值的課程資源共享項(xiàng)目。
3.面向混合式教學(xué)的《工程力學(xué)》精品在線(xiàn)開(kāi)放課程
職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)是以職業(yè)崗位能力的培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)[2]。高職教育非常重視學(xué)生技能的培養(yǎng),教學(xué)目標(biāo)往往需要線(xiàn)下的實(shí)操實(shí)訓(xùn)來(lái)達(dá)成。在精品在線(xiàn)開(kāi)放課程中:“線(xiàn)上”重點(diǎn)學(xué)習(xí)理論知識(shí),如剛體、約束、約束力、強(qiáng)度、剛度、應(yīng)力、應(yīng)變等《工程力學(xué)》的基本概念;二力平衡、加減平衡力系、力的平行四邊形、作用力與反作用力、胡克定律等力學(xué)公理。“線(xiàn)下”重點(diǎn)練習(xí)技能,如軸力圖、扭矩圖、剪力圖、彎矩圖的繪制,承載構(gòu)件受力情況的分析、校核和機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等實(shí)踐能力。
高職學(xué)生基礎(chǔ)較差,學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自覺(jué)性弱[5],混合式教學(xué)思想對(duì)《工程力學(xué)》的教學(xué)和課程資源建設(shè)有重要實(shí)踐意義。一方面,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為進(jìn)行監(jiān)督約束,保證教學(xué)活動(dòng)的順利進(jìn)行;另一方面,通過(guò)混合式教學(xué),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)課程的不足,指導(dǎo)課程優(yōu)化,促進(jìn)課程真正實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)開(kāi)放,服務(wù)社會(huì)。
三、當(dāng)前《工程力學(xué)》混合式教學(xué)存在的問(wèn)題
《工程力學(xué)》混合式教學(xué)存在的問(wèn)題主要包括三個(gè)方面:學(xué)生和教師、教學(xué)軟硬件、課程質(zhì)量。
1.學(xué)生和教師
(1)學(xué)生
《工程力學(xué)》課程理論性強(qiáng),對(duì)高等數(shù)學(xué)有一定的基礎(chǔ)要求。很多學(xué)生物理和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)很差,從心里對(duì)《工程力學(xué)》有恐懼和排斥感,也就是說(shuō),一開(kāi)始學(xué)生就不認(rèn)為自己有能力學(xué)好[6]。在計(jì)算分析、邏輯推理上的薄弱,導(dǎo)致學(xué)生缺乏空間想象能力和抽象思維。例如,在教授“圓軸扭轉(zhuǎn)”章節(jié)關(guān)于應(yīng)力和強(qiáng)度的計(jì)算、變形與剛度的計(jì)算這兩小節(jié)內(nèi)容時(shí),需要講到剪切胡克定律,為了分析切應(yīng)力在截面上的分布規(guī)律,在圓軸上取長(zhǎng)為dx的微段,給出力學(xué)模型如圖1所示。橫截面m-m轉(zhuǎn)過(guò)了一個(gè)角度d?漬,橫截面上任一點(diǎn)的切應(yīng)變?酌p與該點(diǎn)到軸線(xiàn)的距離p成正比,從而得到p=G酌p=Gp,由此可知,橫截面上的任一點(diǎn)切應(yīng)力p與該點(diǎn)到軸線(xiàn)的距離p成正比,其方向垂直于半徑。
根據(jù)上面的剪切胡克定律,可推導(dǎo)后續(xù)的應(yīng)力分布,演變出橫截面對(duì)圓心的極慣性矩(分為實(shí)心軸截面和空心軸截面)、抗扭截面系數(shù)、扭轉(zhuǎn)角等計(jì)算公式。但在實(shí)際教學(xué)中,教師一步步講解下來(lái),學(xué)生都聽(tīng)懂了,而讓學(xué)生復(fù)述一遍卻很難順利完成?!罢n程抽象還有微積分,我們內(nèi)心恐懼”“老師,您在課堂上講,我都未必能聽(tīng)懂,我自己線(xiàn)上學(xué)習(xí)怎么可能學(xué)得會(huì)”……這是許多學(xué)生反饋給教師的心聲。
考核方式上以過(guò)程性考核為主,學(xué)生重視度不高,認(rèn)為只要不缺課,都能拿到學(xué)分。不求高分甚至60分萬(wàn)歲的心態(tài)在高職院校非常普遍,并逐漸形成不良風(fēng)氣[7]。
(2)教師
《工程力學(xué)》涵蓋理論力學(xué)和材料力學(xué)中的大部分內(nèi)容,但是學(xué)時(shí)有限,以湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例,面向機(jī)械系的機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、數(shù)控技術(shù)、電梯工程技術(shù)、城市軌道交通機(jī)電技術(shù)等專(zhuān)業(yè)開(kāi)課,學(xué)時(shí)均為40學(xué)時(shí),每周安排4學(xué)時(shí),安排10周,教學(xué)進(jìn)度十分緊湊。另外,該課程授課班級(jí)多,需要幾個(gè)教師共同承擔(dān)教學(xué)任務(wù)。其中既有年輕的教師,也有年紀(jì)大的教師;既有校內(nèi)的專(zhuān)任教師,也有來(lái)自校外的企業(yè)兼職教師。每位教師對(duì)混合式教學(xué)的認(rèn)識(shí)程度都不一樣,使用現(xiàn)代信息化手段進(jìn)行授課的質(zhì)量自然也不一樣。部分教師還保留著陳舊的思想觀念,對(duì)新事物的接受程度有待提高。他們認(rèn)為《工程力學(xué)》的教學(xué),只需要一支粉筆、一本教材或者PPT就足夠,在授課過(guò)程中,缺乏對(duì)學(xué)生心理層面的教育和關(guān)懷。學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心不足,與教師有著密不可分的關(guān)系。
《工程力學(xué)》中有大量的力學(xué)模型需要用虛擬動(dòng)畫(huà)、模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)完成,通常需要教學(xué)團(tuán)隊(duì)甚至借助企業(yè)力量來(lái)共同打造。部分教師心態(tài)上過(guò)于功利性,重科研、輕教學(xué),重申報(bào)、輕建設(shè)[8][9]。在混合式教學(xué)的課程資源建設(shè)上,單打獨(dú)斗現(xiàn)象很常見(jiàn),缺少做實(shí)事的教學(xué)團(tuán)隊(duì),所有資源都是課程負(fù)責(zé)人一個(gè)人完成,工作量大,建設(shè)的課程資源表達(dá)形式單一,不能滿(mǎn)足不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生[10]。
2.教學(xué)軟硬件
混合式教學(xué)還需要企業(yè)技術(shù)人員、學(xué)校行政部門(mén)的參與。很多教師在建設(shè)課程時(shí),平臺(tái)變更頻繁,造成課程資源分散[9][11]以及需要下載多個(gè)應(yīng)用App進(jìn)行學(xué)習(xí)的問(wèn)題。另外,原有舊平臺(tái)的資源無(wú)法完成向新平臺(tái)的遷移,并且由于學(xué)校不再與舊平臺(tái)合作,當(dāng)教師遇到問(wèn)題時(shí),無(wú)法及時(shí)得到技術(shù)人員的解答,混合式教學(xué)開(kāi)展受到阻礙。
學(xué)生在教室使用手機(jī)移動(dòng)應(yīng)用App進(jìn)行混合式學(xué)習(xí)時(shí),還受網(wǎng)絡(luò)速度的影響。由于教學(xué)樓中使用網(wǎng)絡(luò)的人數(shù)較多,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)卡頓時(shí)有發(fā)生,削弱了師生實(shí)施混合式教與學(xué)的積極性。
高職院校力學(xué)實(shí)驗(yàn)條件也相對(duì)缺乏,很多院校沒(méi)有力學(xué)實(shí)驗(yàn)室[12]。《工程力學(xué)》課程被單純地作為理論通識(shí)課來(lái)講授,學(xué)生缺少實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì),造成線(xiàn)下重實(shí)踐、重技能環(huán)節(jié)的缺失。
3.課程質(zhì)量
(1)線(xiàn)上線(xiàn)下內(nèi)容重復(fù),加重“刷課”現(xiàn)象
隨著混合式教學(xué)越來(lái)越普遍,線(xiàn)上建設(shè)課程也成了教師必備的技能。越來(lái)越多教師使用自己建設(shè)的線(xiàn)上課程資源進(jìn)行混合式教學(xué)。為了讓學(xué)生都參與進(jìn)來(lái),教師也想了很多辦法,用得最多的是在課程成績(jī)上賦予一定比例分?jǐn)?shù)。然而,在實(shí)踐過(guò)程中,根據(jù)學(xué)生反饋可知,很多學(xué)生并沒(méi)有真正參與進(jìn)來(lái),而是為了完成布置的任務(wù)進(jìn)行“刷課”。究其原因,主要在于很多教師的線(xiàn)上課程資源和線(xiàn)下教學(xué)內(nèi)容絕大部分一樣甚至完全相同,只是單純地將線(xiàn)下教學(xué)內(nèi)容原封不動(dòng)地搬到了線(xiàn)上,線(xiàn)上學(xué)習(xí)讓學(xué)生感覺(jué)是在浪費(fèi)時(shí)間。由于教師的強(qiáng)制要求,導(dǎo)致學(xué)生必須在線(xiàn)進(jìn)行所謂的“學(xué)習(xí)”,造成“刷課”現(xiàn)象嚴(yán)重?;旌鲜浇虒W(xué)變成了“形式”,沒(méi)有發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),反而使學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)加重。
(2)內(nèi)容陳舊
混合式教學(xué)改革的根本是課程建設(shè)。《工程力學(xué)》的工程實(shí)踐背景極強(qiáng),工程案例是最好的教學(xué)素材,但在實(shí)際課程建設(shè)上,教師并沒(méi)有將課程的理論與實(shí)際工程案例相結(jié)合,還是沿用教材內(nèi)容,把公理和例題進(jìn)行堆疊,沒(méi)有延伸生活實(shí)際,讓課程失去活力。
四、《工程力學(xué)》精品在線(xiàn)開(kāi)放課程的建設(shè)策略
1.頂層設(shè)計(jì)做好保障
(1)技術(shù)保障
學(xué)校需要做好網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的選擇,并由行政職能部門(mén)負(fù)責(zé)與企業(yè)方的溝通交流。要與企業(yè)溝通在線(xiàn)開(kāi)放課程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)、需要其提供的技術(shù)支持等,要求企業(yè)協(xié)助教師處理建課及應(yīng)用過(guò)程中遇到的問(wèn)題。
(2)經(jīng)費(fèi)保障
建設(shè)一門(mén)精品在線(xiàn)開(kāi)放課程,除了教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、寫(xiě)腳本外,后期還需要拍攝、錄制、剪輯、發(fā)布、更新等,工作量非常大,正常支出也很多[9]。學(xué)??梢猿雠_(tái)專(zhuān)項(xiàng)建設(shè)經(jīng)費(fèi),為教師建設(shè)優(yōu)質(zhì)在線(xiàn)課程提供資金保障。
(3)激勵(lì)保障
在應(yīng)用在線(xiàn)開(kāi)放課程進(jìn)行混合式教學(xué)時(shí),教師需要在線(xiàn)下課堂授課,課余時(shí)間還要線(xiàn)上發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)、回答學(xué)生問(wèn)題、檢查學(xué)生任務(wù)完成情況,因此教師需要付出比平時(shí)教學(xué)更多的精力[13]。實(shí)施混合式教學(xué)教師的工作量可以按平時(shí)的1.5~2倍計(jì)算,其建設(shè)課程的質(zhì)量,可以按校級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。另外,在年終考核評(píng)優(yōu)上優(yōu)先考慮實(shí)施混合式教學(xué)的教師,在職稱(chēng)評(píng)定上予以加分[14],提高教師建課用課的積極性。
(4)設(shè)施保障
有條件的院校應(yīng)配備能夠滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求的力學(xué)實(shí)驗(yàn)室,并且在網(wǎng)絡(luò)設(shè)施上進(jìn)行升級(jí),同時(shí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)境的WiFi全覆蓋,滿(mǎn)足教學(xué)的要求?;旌鲜浇虒W(xué)中打破傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空限制,很多學(xué)生反映流量不夠用,每月需支付更多的費(fèi)用來(lái)完成線(xiàn)上學(xué)習(xí),造成了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,學(xué)校可以和通信公司開(kāi)展合作,為學(xué)生提供學(xué)習(xí)App內(nèi)的定向流量,可免費(fèi)使用。
2.課程負(fù)責(zé)人組建好團(tuán)隊(duì)
精品在線(xiàn)開(kāi)放課程的建設(shè)不是項(xiàng)目負(fù)責(zé)人就能做好的工作,離不開(kāi)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的共同付出。組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)、進(jìn)行成員管理、進(jìn)行課程規(guī)劃、推進(jìn)課程建設(shè)、落實(shí)應(yīng)用、反饋效果及后期課程完善等這一系列工作都圍繞著一個(gè)核心人物,那就是課程負(fù)責(zé)人。
(1)課程負(fù)責(zé)人自身素質(zhì)高
課程負(fù)責(zé)人自身學(xué)識(shí)要扎實(shí),從事多年《工程力學(xué)》一線(xiàn)教學(xué)工作,并有一顆求學(xué)的心,對(duì)教學(xué)新理念新技術(shù)樂(lè)于鉆研,最好參加過(guò)日常教學(xué)方面的競(jìng)賽(如省級(jí)、國(guó)家級(jí)教學(xué)能力比賽),還要具有工程實(shí)踐背景,正如“紙上得來(lái)終覺(jué)淺,絕知此事要躬行”?!豆こ塘W(xué)》課程實(shí)踐背景強(qiáng),課程負(fù)責(zé)人也是主要的出鏡講解人,要有切身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),工程案例才能“信手拈來(lái)”,課程才會(huì)更有真實(shí)性和鮮活度。課程負(fù)責(zé)人普通話(huà)水平需達(dá)到二級(jí)乙等、語(yǔ)言表達(dá)能力良好、“精氣神”佳,給屏幕前的學(xué)習(xí)者帶來(lái)良好的感官體驗(yàn)。課程負(fù)責(zé)人還要具有較好的人格魅力,能成為團(tuán)隊(duì)的主心骨,成員樂(lè)于合作,課程建設(shè)才能優(yōu)質(zhì)、有序地進(jìn)行。
(2)教學(xué)成員構(gòu)成合理
在資源的來(lái)源上,由校內(nèi)專(zhuān)任教師和校外企業(yè)兼職教師組成團(tuán)隊(duì)。校內(nèi)教師重點(diǎn)制作偏向理論知識(shí)的課件、教案等素材;兼職教師發(fā)揮企業(yè)資源優(yōu)勢(shì),重點(diǎn)收集關(guān)于力學(xué)工程的案例素材。校內(nèi)外教師聯(lián)手商討制定課程標(biāo)準(zhǔn)、人才培養(yǎng)方案等綱要文件。
在職能崗位上,要有一線(xiàn)教師(5人左右),還要有學(xué)校教務(wù)行政實(shí)際管理者(1人)、企業(yè)技術(shù)人員(1~2人)。一線(xiàn)教師負(fù)責(zé)打造課程資源;教務(wù)行政管理者負(fù)責(zé)對(duì)接學(xué)校和企業(yè)平臺(tái)事務(wù),并且協(xié)助做好課程的推廣應(yīng)用;企業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)處理建課用課過(guò)程中的問(wèn)題。其中一線(xiàn)教師是團(tuán)隊(duì)的主要成員,教務(wù)行政管理者和企業(yè)技術(shù)人員是團(tuán)隊(duì)的其他輔助人員。
在年齡階段上,注重“老—中—青”合理搭配。青年教師的信息化手段比中、老年教師要熟練,可作為團(tuán)隊(duì)的信息化技術(shù)支持人員;老年教師對(duì)知識(shí)理解的深入程度及對(duì)課堂教學(xué)的掌控能力更有優(yōu)勢(shì),可作為團(tuán)隊(duì)的課程顧問(wèn);中年教師則是中流砥柱,要選擇有職稱(chēng)上升需求的骨干教師作為團(tuán)隊(duì)的力量擔(dān)當(dāng)。
3.重構(gòu)課程體系
將傳統(tǒng)課程章節(jié)模塊化,以華中科技大學(xué)出版的《工程力學(xué)》為例。該課程分為10章:第1章“靜力學(xué)基礎(chǔ)”、第2章“平面力系”、第3章“空間力系”、第4章“軸向拉伸與壓縮”、第5章“剪切與擠壓”、第6章“圓軸扭轉(zhuǎn)”、第7章“梁的彎曲”、第8章“組合變形”、第9章“壓桿穩(wěn)定”、第10章“動(dòng)載荷與交變應(yīng)力”。[15]
對(duì)該課程進(jìn)行重構(gòu),突出應(yīng)用,簡(jiǎn)化復(fù)雜的推導(dǎo),刪除對(duì)高職學(xué)生難度太大的章節(jié),如第3章“空間力系”、第10章“動(dòng)載荷和交變應(yīng)力”,將這兩章內(nèi)容放在拓展延伸部分。教學(xué)內(nèi)容共分為六個(gè)模塊:模塊一“靜力學(xué)”,包括第1、2章,學(xué)習(xí)力學(xué)基本概念、公理及相關(guān)推論。要求學(xué)生能判斷典型力學(xué)模型的約束類(lèi)型及繪制受力圖。模塊二“內(nèi)力”,學(xué)習(xí)軸向拉伸壓縮的內(nèi)力、圓軸扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力、剪切擠壓的內(nèi)力、梁彎曲的內(nèi)力。要求學(xué)生能計(jì)算相應(yīng)的內(nèi)力并繪制內(nèi)力圖——軸力圖、扭矩圖、剪力圖、彎矩圖。模塊三“應(yīng)力”,學(xué)習(xí)胡克定律、拉伸壓縮的拉和壓應(yīng)力、剪切擠壓的切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力、圓軸扭轉(zhuǎn)的切應(yīng)力、彎曲的彎曲應(yīng)力。要求學(xué)生能計(jì)算典型力學(xué)模型的受力面積,并能分析計(jì)算出相應(yīng)狀態(tài)下的應(yīng)力。模塊四“強(qiáng)度設(shè)計(jì)”,學(xué)習(xí)金屬材料受到軸向拉伸壓縮力時(shí)的力學(xué)性能、失效形式、桿件基本變形和組合變形時(shí)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、提高桿件強(qiáng)度的措施。要求學(xué)生能根據(jù)內(nèi)力圖、應(yīng)力狀態(tài)設(shè)計(jì)出受力構(gòu)件的面積、直徑等參數(shù),能計(jì)算承載構(gòu)件的受力情況,校核是否滿(mǎn)足工程要求。模塊五“剛度設(shè)計(jì)”,學(xué)習(xí)桿件的拉壓變形、圓軸的扭轉(zhuǎn)變形、梁彎曲變形的剛度設(shè)計(jì)。要求學(xué)生能進(jìn)行桿件基本變形時(shí)的剛度計(jì)算,校核是否符合工程要求。模塊六“穩(wěn)定性”[16],學(xué)習(xí)壓桿穩(wěn)定、臨界載荷。要求學(xué)生掌握提高壓桿穩(wěn)定性的措施,校核壓桿的穩(wěn)定性。
在六個(gè)教學(xué)模塊中,模塊一為靜力學(xué)部分,模塊二、三研究桿件基本變形形式的受力狀態(tài),模塊四、五、六是研究桿件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性三個(gè)重要指標(biāo)是否符合工程的安全性要求。通過(guò)課程重構(gòu),使原本獨(dú)立的章節(jié)環(huán)環(huán)相扣,由易到難,由理論到應(yīng)用,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
4.注重學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
(1)重視“課程思政”,挖掘思政元素,落實(shí)立德樹(shù)人
《工程力學(xué)》作為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,在多數(shù)工科專(zhuān)業(yè)中開(kāi)課,“立德樹(shù)人”的根本任務(wù)理當(dāng)首抓。專(zhuān)業(yè)課程“課程思政”與思政課程并不重復(fù),應(yīng)該是同向同行。要將《工程力學(xué)》中的思政元素有機(jī)地融入實(shí)際教學(xué),如在講“約束”“約束力”概念時(shí),將其比擬成紀(jì)律或法律。物體會(huì)受到約束,同樣我們的行為也要受到法律約束,沒(méi)有絕對(duì)的自由,火車(chē)受到“約束”才能在預(yù)定軌道馳騁,同樣人受到“約束”才能使社會(huì)朝著良性方向發(fā)展。再比如講到“應(yīng)力”時(shí),聯(lián)系生活中的“裝配應(yīng)力”[17]。微觀層面,如同班級(jí)同學(xué)之間的配合關(guān)系,配合好則可齊心協(xié)力,配合不好則自身內(nèi)部產(chǎn)生矛盾“應(yīng)力過(guò)大”導(dǎo)致集體破壞。宏觀層面,如同我國(guó)人民之間的關(guān)系,聯(lián)想到新型冠狀病毒肺炎,從“小家”到地方到市到省到整個(gè)中國(guó)甚至海外華人齊心協(xié)力共同抗擊病毒,醫(yī)護(hù)人員沖到“一線(xiàn)”,各界愛(ài)心人士捐款捐物,為國(guó)泰民安一起加油,每一個(gè)中國(guó)人無(wú)不感受到民族團(tuán)結(jié)的力量。同時(shí),還可以從工匠精神、職業(yè)素養(yǎng)、企業(yè)文化等方面來(lái)挖掘思政元素,做好《工程力學(xué)》課程思政育人工作。
(2)生活中的力學(xué)現(xiàn)象引入課程建設(shè),激發(fā)學(xué)生的好奇心
每個(gè)教學(xué)模塊分為三個(gè)主要教學(xué)環(huán)節(jié),即“力學(xué)現(xiàn)象導(dǎo)入—力學(xué)知識(shí)及案例剖析—技能演練及鞏固”。
在模塊一“靜力學(xué)”的課程建設(shè)和教學(xué)中,首先導(dǎo)入力學(xué)現(xiàn)象。
示例一:天氣晴朗的時(shí)候,人們會(huì)將家里的被子拿出來(lái)曬一曬,如圖2所示。從繩子不容易被拉斷的角度分析[15],曬被子的繩子是拉的越直越好呢?還是松一點(diǎn)好?同學(xué)們學(xué)完本模塊的內(nèi)容就可以解決這個(gè)問(wèn)題。
示例二:在用錘子砸釘子時(shí),當(dāng)錘子正對(duì)釘子中心砸下去,釘子能筆直插入材料中,但砸釘子的邊角,釘子卻會(huì)變彎,如圖3所示,這蘊(yùn)含什么樣的力學(xué)知識(shí)呢?
另外,在講模塊二“內(nèi)力”中的“剪切擠壓的內(nèi)力”時(shí),可以這樣導(dǎo)入:使用新剪刀很容易剪開(kāi)紙片,但剪刀用久了,兩片剪刀之間的間隙變大,剪紙經(jīng)常出現(xiàn)剪不斷的現(xiàn)象,紙張會(huì)卡在兩個(gè)刃口之間形成一條折痕,這是什么原因呢?
通過(guò)將生活中的力學(xué)現(xiàn)象引入課程建設(shè),發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),激起學(xué)生的好奇心、求知欲。從生活現(xiàn)象到理論知識(shí)和工程案例的學(xué)習(xí)也更容易讓學(xué)生接受,這樣,混合式教學(xué)的課前活動(dòng)才會(huì)變得更有價(jià)值。
(3)資源形式多媒化
在線(xiàn)開(kāi)放課程是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的一種典型應(yīng)用,需要基于互聯(lián)網(wǎng)思維[10],在教學(xué)知識(shí)點(diǎn)呈現(xiàn)方式上綜合運(yùn)用文檔、圖片、動(dòng)畫(huà)、音頻、視頻等多媒體元素。每個(gè)視頻講解一個(gè)完整的知識(shí)點(diǎn),復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)可以分為幾個(gè)微視頻來(lái)呈現(xiàn),并配以字幕。由于成年人在某個(gè)事物上集中注意力的平均時(shí)間為10~20分鐘[18],因此,每個(gè)視頻的時(shí)間控制在10分鐘以?xún)?nèi),讓用戶(hù)參與并獲得良好體驗(yàn)。
(4)加強(qiáng)課程的交互性
利用課程線(xiàn)上學(xué)習(xí)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì),設(shè)置討論區(qū),學(xué)生有疑問(wèn)可在討論區(qū)發(fā)帖,學(xué)生和教師均可對(duì)帖子進(jìn)行回復(fù),培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究的自主性。在進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)和模塊檢測(cè)時(shí),以選擇題、填空題、判斷題等客觀題型為主。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)閱功能既可減輕教師負(fù)擔(dān),又能及時(shí)反饋學(xué)生學(xué)習(xí)成效。在正常開(kāi)課的教學(xué)周期,必要時(shí)可以適當(dāng)加入幾個(gè)學(xué)生助教,協(xié)助教師完成線(xiàn)上問(wèn)題收集及答疑,讓教學(xué)活動(dòng)的交互性變得及時(shí)、便捷。
5.完善評(píng)價(jià)機(jī)制
根據(jù)教學(xué)大綱要求,考核項(xiàng)目包括過(guò)程性考核和終結(jié)性考核,均在線(xiàn)上完成,其中“過(guò)程性考核70%+終結(jié)性考核30%”,具體如表1所示。教師將可視化評(píng)價(jià)指標(biāo)在課程首頁(yè)公告欄進(jìn)行公布,學(xué)生在進(jìn)行課程學(xué)習(xí)時(shí),能及時(shí)查看學(xué)習(xí)進(jìn)度和成績(jī)情況,如圖4所示。
6.推進(jìn)學(xué)分互認(rèn)
借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)院校之間的“共享共建”,組建《工程力學(xué)》課程聯(lián)盟,減少重復(fù)性勞動(dòng)。在實(shí)現(xiàn)途徑上可采用三種形式進(jìn)行推廣,以推進(jìn)學(xué)分互認(rèn)。①平行式。在線(xiàn)課程作為傳統(tǒng)課程教學(xué)的在線(xiàn)參考書(shū),不影響已有的傳統(tǒng)教學(xué)。②替代式。學(xué)生學(xué)習(xí)在線(xiàn)課程,取得證書(shū)或?qū)W分可替代學(xué)校內(nèi)的學(xué)分。③混合式。在傳統(tǒng)教學(xué)中嵌入或引用在線(xiàn)課程作為課程組成部分。
五、結(jié)語(yǔ)
精品在線(xiàn)開(kāi)放課程有著“開(kāi)放”“共享”“社會(huì)性”的標(biāo)簽,這也決定了在課程建設(shè)和推廣應(yīng)用的全周期,需要多方協(xié)同推進(jìn)。各線(xiàn)上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)需加快技術(shù)融通,各院校推進(jìn)學(xué)分互認(rèn),遵循“校內(nèi)→同行院校→社會(huì)”逐步開(kāi)放、持續(xù)更新的理念,才能將《工程力學(xué)》在線(xiàn)開(kāi)放課程逐步建設(shè)成為精品在線(xiàn)開(kāi)放課程。
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(編輯:王曉明)