基于慕課模式的理論力學教學模式新探索

任艷榮 石萍 何凡

摘要：慕課是基于“互聯網+”的一種新型教學模式，而理論力學是理工科學生一門重要的技術基礎課程。如何將慕課形式引入理論力學教學，這是一個難題。本文重點介紹了理論力學慕課的設計和制作過程，通過新型的教學模式希望能夠提高理論力學的教學質量，調動學生學習的積極性和主動性。

關鍵詞：慕課；理論力學；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）09-0093-03

“理論力學”是土木、機電、環能專業的一門理論性、邏輯性都很強的重要技術基礎課程。該課程是在普通物理力學的基礎上，運用高等數學、線性代數等數學工具，全面、系統地闡述宏觀機械運動的基本概念和基本規律，同時又是學習后續力學（材料力學、結構力學）的基礎，其特點是“理論好懂，習題難做，考關難過”。學生普遍反映理論容易理解，掌握內容難，靈活應用理論更難，尤其是在解決工程實際問題時，學生又顯得很茫然，無從入手。

理論力學概念定理嚴謹，圖樣示意合理，工程案例豐富，動畫齊全、生動，但是由于該門課程理論性強，學生理解起來比較困難，而且筆者在教學過程中發現，許多學生對靜力學中物體的受力分析、受力圖思路不是很清晰，會直接導致約束反力結果的正確性。綜上所述，基礎力學課程的教學安排應該與時俱進，傳統的教學模式必須進行相應改良。任課教師在教學過程中應充分發揮教師的主導作用，通過慕課這一新型的教學模式來提高學生的學習熱情和主動性，建立新的學生評價體系。

北京建筑大學教學中心慕課平臺提供了很好的教學平臺。通過該平臺可以進行發布課件、發布作業、組織測驗、線上討論和答疑等一系列完整的MOOC課程教學活動，讓學生通過計算機、手機等多種客戶端“線上”學習與課上學習相結合，取得相得益彰的結果。理論力學慕課建設的根本目標是利用其開放性的優勢，增加學習者與課程內容的接觸面，在調動學生學習主動性的基礎上，提高其學習效率，增加對課程內容的了解。

一、理論力學教學中存在的問題

理論力學是一門重要的技術基礎課程，根據歷屆學生的學習情況可以知道該門課程的學習效果不是很好，不及格率較高，學生普遍反映理論好懂，習題難做，考關難過。分析原因如下：（1）現有的教學模式主要是“滿堂灌”的方式，大部分時間是教師在課堂上講授，學生在課下聽講，學生的學習處于被動的模式，師生交流不足，教學效果不佳。有的學生羞于和教師進行交流、答疑、討論問題，以至于問題越積越多，容易“將錯就錯”，久而久之在課程學習中出現較大的問題。總之學生課堂參與度不夠，導致課堂教學質量不高。（2）現在大多數學生僅限于完成教師在課堂上布置的作業，額外題不想做，導致考試成績不是很理想。（3）理論力學是一門理論性較強的課程，往往理論教學與工程實際脫節。（4）教師無法及時了解學生上課的信息。

二、理論力學慕課建設

1.“理論力學”課程的定位。“理論力學”作為高等工科院校的一門重要基礎課程，不但培養了學生的理論分析能力和邏輯思維能力，同時也與工程實際相結合，是學生進行專業知識學習的基礎。課程的教學目的和任務是使學生掌握理論力學中的基本概念、基本理論和基本方法，能對簡單物體（質點、質點系、物體、物體系）進行受力分析、運動分析以及建立平衡方程與動力學方程，使學生初步學會應用理論力學的理論和方法分析、解決一些簡單的工程實際問題，為學習后繼課程打下必要的基礎。培養學生從力學現象和實際工程中提出（發現）問題的能力、分析問題（包括進行定性分析和定量分析）的能力和綜合應用所學知識解決問題的能力。

2.“理論力學”慕課設計。理論力學課程的主要內容分為三大模塊：靜力學、運動學和動力學。靜力學主要是研究各種力系的簡化與平衡；運動學主要研究物體運動的幾何性質，動力學主要研究物體的機械運動與作用力之間的關系。如何讓學生初步學會應用理論力學的理論和方法分析、解決一些簡單的工程實際問題，這是建設理論力學慕課的目的。

3.“理論力學”慕課制作過程。理論力學慕課是我校首批立項建設的8門慕課課程之一，于2016年5月由學校正式批準立項，至2017年9月，基本建設完成，包括視頻和課件、習題的上傳。

慕課課程的制作關鍵是課程知識體系的知識點化，即碎片化。將教學內容制作成若干個獨立的微視頻，在每個視頻中只講授一個知識點。理論力學分三大模塊——靜力學、運動學和動力學，這三個模塊是相對獨立的，但是又有一定的相互聯系。在建設的過程中，首先結合課程特點對知識點進行梳理并進行離散，總體實行統分結合的授課模式，將理論力學課程的教學內容劃分為29個知識點，靜力學14個，運動學9個，動力學6個。但是每門課程都有自己的特色，針對理論力學課程的自身特色，并不是每個知識點都可以利用MOOC進行講授，如靜力學中的受力分析、物體系統平衡的問題、運動學中點的合成運動速度和加速度的合成定理等還需要教師進行詳盡的講解和板書演示，而后根據學生的課堂表現對疑難問題進行及時和詳細的講解。

依托學校的教學平臺，主要體現在以下幾方面：（1）在學校課程中心平臺提供課程的教學目的、教學日歷和教學大綱，讓學生對教學進度有所了解，以方便學生自主學習。（2）上傳由專門慕課公司錄制的講課視頻，據教育心理學，每一個知識點的視頻長度在8—15分鐘，最長不超過20分鐘。根據與知識點相配套的原則，提供與視頻相對應和同步的PPT課件，每個PPT每次只講解一個知識點。如圖1和圖2所示。（3）PPT課件制作比較簡樸，簡單明了。像理論力學這類理論性較強的課程的PPT不需要客套和花哨的語言，不需要過多的裝飾。制作過程中最好用統一的模板，有自己學校的標識。PPT的制作應結合相應的視頻或者動態圖片的展示，讓學生更好地了解其本質。（4）教學平臺每章還配有相應的在線測試習題，習題主要以單選和判斷題為主，方便學生進行自檢和了解基本概念。在后續建設過程中，適當增加綜合性較強的計算題，如圖3所示。

三、結語

慕課是一種全新的教學模式，具有主動、自由、及時等特點，只要學生想學習，就可以隨時隨地的學習。慕課可以提高學生學習的積極性和主動性，同時對于教師而言也是一個挑戰，教師要與時俱進，而且要求師生雙方要互動促進。現階段的慕課不能完全取代傳統教學，但其理念可以作為一種強大的工具，在未來一段時間內為高等教育的組織和運行帶來新的發展。

理論力學慕課平臺的建設，希望學生通過課堂學習和慕課平臺學習更好地掌握理論力學的重點內容，更好地掌握物體的受力分析，熟練畫出物體的受力圖；熟練掌握物體的運動分析（剛體的簡單運動和剛體的平面運動）以及點的合成運動；會用動力學的三大定理解決物體的運動和受力之間的關系；為學習后續課程（材料力學、結構力學）打好必要的基礎，能夠解決一些簡單的工程實際問題。

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