高校機械類實驗課程的微課設計與應用分析

摘 要：伴隨我國科技的不斷進步與社會的不斷發展，傳統的教學模式已經無法適應現代社會的高速發展。于是，教育事業中的各個學科都在對其教學方式以及教學觀念進行改革。微課作為一種新型的教學模式，其以內容具體、資源容量小、知識結構化等教學優勢得到了廣泛的應用。現階段的高校機械類實驗課程教學中，學生對成型理論以及工藝設備等問題理解困難，學習效率得不到提高，將微課應用到高校機械類實驗課程中，有助于學生對知識的理解和掌握，進而提高教學效率。本文以“工程力學”為例，對微課在高校機械類實驗課程中的設計與應用進行深入的研究及分析，并做出相應總結，以供參考。

關鍵詞：機械類實驗課程;微課;設計;應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.209

0 引言

工程力學屬于高校機械類實驗課程的先進制造技術。在傳統的教學課堂中，大容量、多單元、繁瑣又復雜的知識內容不便于學生的理解和掌握。長期以來，使學生失去了學習興趣。隨著通信技術的不斷發展和智能設備的普及，學習方式向多元化方向發展，“微教育”已經成為時代的熱點，通過設計與整合機械類實驗課程中的教學資源，微課的新型教學方式將克服傳統教學模式和教學思想中的一些不足，為學生的學習和發展奠定良好的基礎。

1 微課的定義

微課的教學原理是采用信息技術按照學生的認知規律，構成一個主題式、半結構化課例片段，呈現碎片化教學內容、教學過程以及拓展素材的數字資源。微課中涵蓋了與教學主題內容有關的素材課件、教學設計、練習測試、教學反饋、教師點評等一些輔助教學資源，其是對傳統教學模式的一種補充和拓展。其短小、精悍的視頻教學形式，有助于加強對所學知識的鞏固。隨著新課程改革的不斷發展深入，微課作為新的教學模式被廣泛應用到教育領域中。

2 工程力學的特點

工程力學是高校土木專業的必修課之一，其在土木水利、航空航天、交通運輸等領域具有廣泛的應用。工程力學理論體系的邏輯思維嚴謹、研究方法有章可循，解決問題的方法也靈活多變，且具有一定的技巧。比如，對于材料力學中構件變形的問題，可以用能量法，也可以用積分法和疊加法求解。遇到動力學問題，可用達朗貝爾原理求解，也可以用動力學普遍定理求解，還可用動力學普遍方程解來解答。

3 微課在高校機械類實驗課程中的設計與制作

3.1 微課在設計制作中的選題

高校機械類實驗課程的微課設計，要有明確的設計主題、清晰的教學目標以及豐富的教學內容，并在短時間內將教學內容講解清楚，提高學生的學習熱情。工程力學系統完整，邏輯思維嚴謹，且實用性較高，課程內容中蘊含著許多適用于微課教學的知識點。例如，點的速度合成概念、圓軸扭轉的內力、剛體系的受力分析、軸向拉壓桿的軸力、提高梁彎曲強度的措施、細長壓桿的臨界載荷、平面一般力系的簡化等。將知識內容導入微課中，做好教學設計，能夠激發學生的學習興趣，調動學生的參與度，從而達到良好的教學效果，同時也會給學生耳目一新的感官體驗。此外，工程力學的相關知識可以解決生活中的實際工程問題，能夠有效培養學生的思維能力和創新意識。因此，微課的設計既要符合學生的知識學習目標，同時也要注重學生知識應用能力的培養。

3.2 工程力學中微課的設計

以高校機械類實驗課程“工程力學”為主題進行微課設計，要力求在不超過10分鐘的時間內展示精悍、完善并帶有趣味性的教學內容。再結合教師的板書講解和演示操作，將復雜的知識問題簡單化。將微課時長控制在6至10分鐘，契合微課短小精悍的特點。例如，以“兩端鉸支壓桿的臨界力”為例，進行微課設計。工程力學的主要研究內容中包括壓桿失穩，在工程上有許多的壓桿構件存在著一些穩定性問題，壓桿失穩事故也屢見不鮮。教師在微課設計時，首先以壓桿失穩的一些實例為課程切入點，吸引學生的注意力，引出壓桿失穩的概念。其次，教師利用多媒體給學生演示不穩定平衡、臨界平衡、穩定平衡三種狀態下的細長壓桿因受橫向力所導致的干擾變形情況，使學生能夠直觀理解臨界載荷的定義。最后，教師在將兩端鉸支細長壓桿作為課堂中的重點研究對象，進一步推導臨界載荷公式，以便于學生的理解和掌握。為了鞏固學生的知識，教師還可以設計一道關于臨界載荷公式應用的典型例題，讓學生在實踐中加深知識印象。

3.3 工程力學中的微課制作

在微課的制作選材中，應遵循科學、簡潔、典型實用等原則。其一般包括三維實體模型、動畫、圖片以及視頻等表現形式。結合多媒體素材來制作微課，能夠充分發揮微課的教學優勢，將抽象的知識直觀呈現出來。工程力學中有許多抽象的知識內容，都適合用微課中的圖片、視頻等方式作為教學素材。比如，對于圓軸扭轉破壞分析，教師可以給學生展示鑄鐵、低碳鋼扭轉破壞和錄制竹筒等實驗短片，學生通過對斷裂面形態的觀察分析，能夠直觀地了解到不同材料的扭轉破壞，從而激發學生探究破壞原因的好奇心，進而提高學生的學習參與度。此外，在學習“點的速成合成”時，微課制作中可以利用在定軸轉動直桿上甩出的圓環和水手在甲板上行走舉例，設計動畫演示環節將牽連點和牽連速度問題引出，方便學生的理解。

3.4 微課制作的后期編輯

微課的制作完成需要后期的加工處理，才能更好地應用在課堂教學中。微課的后期視頻編輯包括微課教學編輯、片頭、片尾三個部分。片頭中應顯示學科、課程、教師姓名等基本信息，一般不會超過5秒;教學過程編輯應注意畫面內容與教師講解相對應，適時添加師生互動的鏡頭，增強學習氣氛的渲染。在視頻錄制的過程中應注意降噪處理，以確保聲音清晰，對于重要的知識內容可以適當添加字幕等。

4 結束語

綜上所述，微課設計中巧妙地引入教學主題，激發了學生的學習興趣，再結合多媒體教學手段，生動形象地演示了所學內容，并給學生提供了思考的空間。高校機械類實驗課程內容復雜，教師應發揮微課的教學優勢，培養學生的自主學習能力以及思維能力，進而提高教學效率。

參考文獻：

[1]高奇，曾紅，張德強.高校機械類實驗課程的微課設計與應用研究[J].實驗室科學，2016.

[2]孟祥，劉增瑞，梅王廣.新微課設計與制作的理論與實踐[J].遠程教育雜志，2014（06）：24-32.

作者簡介：周慧珍（1988-），女，山西忻州人，碩士，教師，主要從事液壓技術方面的科研和教學工作。