基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的材料力學(xué)課程教學(xué)改革

賈杰

摘 要：本文主要針對材料力學(xué)課程特點和教學(xué)現(xiàn)狀，指出傳統(tǒng)課堂教學(xué)存在的問題和實施網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的必要性，提出了以課堂教學(xué)為主、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為輔的全方位、多層次互動教學(xué)模式，介紹了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)的重點內(nèi)容，并提出了應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺需要注意的一些問題。

關(guān)鍵詞：材料力學(xué)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）05-0048-02

“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”的建設(shè)內(nèi)容中提到：要積極推進網(wǎng)絡(luò)教育資源開發(fā)和共享平臺建設(shè)，實現(xiàn)精品課程的教案、大綱、習(xí)題、實驗、教學(xué)文件以及參考資料等教學(xué)資源上網(wǎng)開放，為廣大教師和學(xué)生提供免費享用的優(yōu)質(zhì)教育資源，完善服務(wù)終身學(xué)習(xí)的支持服務(wù)體系[1]。由此可知，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)引入大學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)過程，勢在必行。

一、材料力學(xué)課程特點及教學(xué)困境

材料力學(xué)主要研究材料在各種外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)變、應(yīng)力、強度、剛度、穩(wěn)定和導(dǎo)致各種材料破壞的極限，是機械、交通、土建類等工科專業(yè)的必修基礎(chǔ)課，是設(shè)計工業(yè)設(shè)施必須掌握的知識。教師在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)：（1）課程涉及的公式推導(dǎo)較多。例如，關(guān)于梁橫截面上正應(yīng)力計算公式的推導(dǎo)需要分別從幾何方面、物理方面、靜力學(xué)方面來加以考慮，雖然最終的公式表達式相對較簡單，但若對其推導(dǎo)過程不熟悉，就會在對公式的理解和應(yīng)用上出現(xiàn)困難。（2）課程中很多抽象概念難以用語言或文字簡單表達，學(xué)生對概念認識模糊。例如，在介紹復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)和廣義胡克定律時，學(xué)生對一點處應(yīng)力狀態(tài)的含義不易理解，究其原因，在于學(xué)生對宏觀物理概念到微觀力學(xué)特性缺乏感性認識。（3）教材中一般都是比較成熟經(jīng)典的知識，學(xué)科的研究熱點、發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀介紹不夠，教師也受自身認識的局限，無法拓展學(xué)生的知識面。以上問題難以通過傳統(tǒng)的板書式教學(xué)或單向的多媒體教學(xué)解決，這兩種教學(xué)方式均強調(diào)以教師為中心，學(xué)生被動接受，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣缺乏，主動學(xué)習(xí)的愿望較弱，實踐動手能力差，從而偏離了現(xiàn)代高等教育對人才培養(yǎng)的要求。

二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助課堂教學(xué)的必要性

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主要優(yōu)勢可以歸結(jié)為：豐富化、靈活化和個性化。豐富化體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容可以通過圖、文、音像并茂的形式表現(xiàn)，同時海量的網(wǎng)絡(luò)資源也為教學(xué)內(nèi)容的來源和更新提供了充足儲備；靈活化表現(xiàn)為教學(xué)活動可以在任意時間、任意地點進行，每位學(xué)生都可以根據(jù)自己的實際確定學(xué)習(xí)的時間、內(nèi)容和進度；個性化則可以從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的交互中彰顯，學(xué)生和教師可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺進行實時交流，教師根據(jù)學(xué)生的反饋調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生依據(jù)自身需要獲取知識。這些優(yōu)勢彌補了現(xiàn)行材料力學(xué)課程教學(xué)中傳統(tǒng)教學(xué)模式所造成的內(nèi)容單調(diào)、學(xué)時不足和忽視學(xué)生主體地位等缺陷。然而，人們在認識到傳統(tǒng)課堂教學(xué)存在一些不足的同時，也不能否認其不可替代的一面，相較于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中人機交互的學(xué)習(xí)模式，課堂教學(xué)更有助于學(xué)生情感態(tài)度的引導(dǎo)和人格的培養(yǎng)，也能夠更好地履行高校的育人功能。鑒于此，應(yīng)充分利用這兩種教學(xué)模式的優(yōu)勢，在材料力學(xué)課程教學(xué)過程中，搭建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。

三、材料力學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建設(shè)重點

材料力學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建設(shè)目的是為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強教師與學(xué)生之間的互動，加強學(xué)生獲取知識、交流信息和解決問題的能力。因此，應(yīng)具備以下幾種模塊的主要功能（見圖1）。

圖1 材料力學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺設(shè)計

（一）虛擬課堂模塊

該模塊主要包括：教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、電子教案、教學(xué)課件和授課視頻等內(nèi)容。教學(xué)大綱和教學(xué)計劃能夠讓學(xué)生了解各章節(jié)的重點、難點和學(xué)習(xí)要求，幫助學(xué)生掌握整個課程學(xué)習(xí)計劃。電子教案、教學(xué)課件和授課視頻則是學(xué)生提前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)或補充學(xué)習(xí)的參照。材料力學(xué)課程的很多內(nèi)容難于被學(xué)生理解和消化，教師在課堂上迫于學(xué)時的要求，也無法對一些定理進行深入解釋。借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺中的虛擬課堂模塊，教師可以在授課視頻中補充這些內(nèi)容的講解，類似問題就都可以得到解決。另外，實驗教學(xué)是材料力學(xué)課程中一個十分重要的環(huán)節(jié)，學(xué)生需要在實驗室完成諸如“材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能”等試驗，這些實驗相對復(fù)雜，學(xué)生可以登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提前觀看相關(guān)授課視頻，對操作步驟和數(shù)據(jù)記錄的重點做到心中有數(shù)，提升實驗操作效果。

（二）輔助教學(xué)模塊

該模塊能夠幫助學(xué)生進行課后練習(xí)，并測試學(xué)習(xí)效果，其功能主要包括：課后習(xí)題、實驗報告和模擬測試等。學(xué)生可以依據(jù)個人的課程內(nèi)容理解情況，選擇不同難度水平的習(xí)題進行訓(xùn)練、學(xué)習(xí)撰寫實驗報告，在每部分內(nèi)容結(jié)束后或期末考試前，學(xué)生可以應(yīng)用模擬測試功能檢驗理論知識掌握情況，發(fā)現(xiàn)問題及時修補。教師也可以通過觀測學(xué)生對該模塊功能的使用，洞悉學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，以便調(diào)整后續(xù)課程的教學(xué)。

（三）教學(xué)資源模塊

該模塊主要包括：科研專題、教學(xué)素材和精品課鏈接等。科研專題可以展示教師的相關(guān)研究，也可以是材料力學(xué)的最新發(fā)展，該功能不僅能夠促進教師延伸專業(yè)知識的深度和廣度，還可以幫助學(xué)生了解學(xué)科動向，提升專業(yè)研究興趣。利用素材庫，教師可以方便地制作用于課堂教學(xué)的多媒體課件，動畫、視頻、專業(yè)軟件都屬于這一部分內(nèi)容，所有素材用常用格式儲存，可以被其他軟件直接調(diào)用或鏈接。素材庫所有內(nèi)容的修改、增刪操作簡單方便，教師和學(xué)生都可以把搜集到的相應(yīng)資料進行上傳。精品課鏈接提供與課程內(nèi)容相關(guān)的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)站地址給學(xué)生，讓其在課后自行瀏覽學(xué)習(xí)，使學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，根據(jù)自己的能力水平有選擇地進行補充學(xué)習(xí)，從而達到因材施教和個性化教育的目的。

（四）能力擴展模塊

該模塊設(shè)計的主要目的在于“以賽促學(xué)、以賽促教”。周培源大學(xué)生力學(xué)競賽、全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽以及大學(xué)生基礎(chǔ)力學(xué)實驗競賽等國家性賽事為拓展學(xué)生力學(xué)知識面、增強實驗創(chuàng)新能力提供了很好的機會，對于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，以及在運用知識的過程中發(fā)展智力、形成技能具有重要作用。同時，也為教師提升教學(xué)水平，與國內(nèi)同行交流創(chuàng)造了契機，使封閉的課堂教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)“走出去”的想法，吸取更多的養(yǎng)分。

（五）在線交流模塊

該模塊提供了一個學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間、教師與教師之間的交流平臺，其功能主要包括：BBS論壇討論、在線交流答疑和教學(xué)建議郵箱等。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到難題可以在BBS論壇上發(fā)帖求助，獲取其他同學(xué)的解答，或者通過在線答疑和站內(nèi)短信等方式直接向教師提問，這在無形之間提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，并創(chuàng)造了互教互學(xué)的協(xié)作式學(xué)習(xí)氛圍以及討論式學(xué)習(xí)情境。教師利用電子郵件接收學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的建議，講授同一門課的教師之間也可以通過電子郵件共享反饋信息，從而給出統(tǒng)一的解決辦法，提升整體教學(xué)效果。

四、材料力學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的應(yīng)用建議

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的搭建并非材料力學(xué)課程教學(xué)模式改革的終點，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助作用的發(fā)揮在于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的有效應(yīng)用，高校力求做到這一點，應(yīng)注意以下兩個問題。

（一）發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用

基于網(wǎng)絡(luò)資源的學(xué)習(xí)活動，需要在教師的指導(dǎo)下以學(xué)生為中心進行，為避免學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺使用不理想的情況，教師引導(dǎo)作用的發(fā)揮至關(guān)重要。教師應(yīng)將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺作為材料力學(xué)教學(xué)過程中不可或缺的輔助工具，課堂上通過多媒體與網(wǎng)絡(luò)隨時調(diào)用平臺中的資源組織教學(xué)，提升學(xué)生對平臺的興趣和關(guān)注度；課后利用平臺監(jiān)測學(xué)生作業(yè)和實驗報告的完成情況，督促學(xué)生對平臺的使用；并能夠定期、定時與學(xué)生進行在線交流，為學(xué)生答疑釋惑，鼓勵學(xué)生利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源不斷更新知識儲備和拓展實踐能力。

（二）加大學(xué)校對平臺使用的支持力度

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺使用的基本前提是學(xué)校提供時時能學(xué)、處處能學(xué)的條件，配有足夠的多媒體設(shè)備，鋪設(shè)暢通的網(wǎng)絡(luò)。知識的傳授和獲取對于教師和學(xué)生都是一件辛苦的工作，學(xué)校對平臺使用的支持，需要從教師和學(xué)生兩方面考慮。對教師而言，平臺的使用和推廣加大了其現(xiàn)有工作量，難免對此產(chǎn)生畏難情緒，學(xué)校如果能夠給予適當(dāng)?shù)募钫撸缬嬋虢虒W(xué)工作量，將提高教師使用的積極性。對學(xué)生而言，平臺提供豐富優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，才可能吸引其注意，學(xué)校應(yīng)對此予以重視，如聘請真正優(yōu)秀的教師制作授課視頻或及時更新平臺內(nèi)容。

《國家教育事業(yè)發(fā)展第十二個五年規(guī)劃》中提出“切實提高高等學(xué)校教學(xué)水平，加強學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力培養(yǎng)，把激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、保護學(xué)生的好奇心作為教學(xué)改革的重要標準，努力營造鼓勵獨立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的良好環(huán)境[2]”。作為一名高校教師，應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)有技術(shù)條件，提高教學(xué)效率與效果，在充分繼承傳統(tǒng)課堂教學(xué)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，注重挖掘網(wǎng)絡(luò)教學(xué)功能，切實發(fā)揮以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為輔的教學(xué)模式效用。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程[EB/OL].http：//baike.baidu.com/view/3550515.htm，20121028.

[2]中華人民共和國教育部.國家教育事業(yè)發(fā)展第十二個五年規(guī)劃[EB/OL].http：//www.edu.cn/zong_he_870/20120723/t20120723_813571.shtml，20121028.