哈工大理論力學MOOC課程建設(shè)

張莉 趙俊青 郝志偉 果立成

摘 要：我國將2013年定為MOOC元年，目前已建設(shè)5000余門課程。哈工大理論力學課程具有豐富和優(yōu)質(zhì)的教學資源，2016年開始建設(shè)MOOC課程，從課程的教學內(nèi)容、講授方法和視頻制作等方面精心準備。課程上線之后受到學習者的歡迎，選課人數(shù)在同類課程中排名第一，被評為首批國家精品在線開放課程。

關(guān)鍵詞：理論力學 MOOC課程 講授方法 視頻制作

引言

MOOC是Massive、Open、Online、Course4個詞的縮寫，含義為大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)開放課程。2011年在美國興起，2013年引入我國，因此將2013年稱為中國的MOOC元年。2016 年教育部《教育信息化 “十三五 ”規(guī)劃》指出：“要通過深化信息技術(shù)與教育教學、教育管理的融合，強化教育信息化對教學改革，尤其是課程改革的服務與支撐，強化將教學改革，尤其是課程改革放在信息時代背景下來設(shè)計和推進。”[1] 在這樣的大背景下，我國的MOOC課程建設(shè)有了長足的進步。目前國內(nèi)較知名的MOOC平臺包括：中國大學MOOC、學堂在線、好大學在線、智慧樹和超星慕課，課程數(shù)量已達5千余門，選課人數(shù)已突破7千余萬人次，其中包含大量的社會學習者。2017年底教育部認定了490門課程為首批國家精品在線開放課程。預計到2020年，將推出3000門“國家精品在線開放課程”。我國MOOC課程已獲得了高等教育界的認同，并走在了世界前列。

哈工大《理論力學》課程，在教材、教學資源建設(shè)、教學改革等方面投入了大量的時間和精力，并取得一定的成果。2004年被評為國家精品課程，2016年被評為國家精品資源共享課。為順應“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的發(fā)展趨勢，深化高等教育教學改革，推動信息技術(shù)與教育教學深度融合，促進優(yōu)質(zhì)教育資源的應用與共享，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，哈工大理論力學課程組于2016年開始建設(shè)理論力學MOOC課程，并于當年在中國大學MOOC平臺上線。

一、課程建設(shè)

1.教學內(nèi)容

理論力學是工科大學生重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)學生學習能力、方法能力、實踐能力、社會能力的重要課程。是學生接觸工程問題的第一門課，是架在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的一座橋梁。

MOOC課程的教學框架是基于哈工大《理論力學》第8版教材的第I冊，對應課堂教學的64學時。教學內(nèi)容包括靜力學、運動學和動力學三部分，其中靜力學的主要內(nèi)容有靜力學公理及常見約束;物體的受力分析和受力圖;平面匯交力系和平面力偶系;平面任意力系;物體系的平衡·靜定和超靜定問題;空間匯交力系和空間力偶系;空間任意力系及重心的計算;滑動摩擦和考慮滑動摩擦的平衡問題;摩擦角及滾動摩阻。運動學有點的運動學;剛體的簡單運動;點的速度合成定理;點的加速度合成定理;剛體的平面運動;基點法求平面圖形的加速度;運動學綜合應用舉例。動力學有質(zhì)點動力學基本方程;動量定理;動量矩定理;質(zhì)點系相對質(zhì)心的動量矩定理;動能定理;普遍定理的綜合應用舉例;達朗貝爾原理;繞定軸轉(zhuǎn)動剛體軸承的動約束力;虛位移原理。

為了使學生對所學知識的整體掌握，在靜力學、運動學和動力學三部分之后都加以總結(jié)，圖1為動力學達朗貝爾原理總結(jié)的框圖。

2.講授方法

MOOC課程最大的特征是在線學習，學習者長時間地在屏幕前學

習容易導致精力不集中，所以將教學內(nèi)容碎片化，以知識點為單元進行講授。如點的合成運動這一章，將其分為相對運動、絕對運動和牽連運動;牽連點;動點、動系的選擇;絕對、相對和牽連運動的關(guān)系;點的速度合成定理5個知識點。每個知識點對應一個講課視頻，這樣盡可能保證每個視頻都在15分鐘內(nèi)，避免學習者的視覺疲勞。

為了發(fā)揮理論力學課程在理論和實踐之間的橋梁作用，在課程講授過程中注意工程問題的引入。課程的三位主講教師均為教授、博導，在教學一線工作10年以上，有著豐富的教學和科研經(jīng)歷，在課程講授中能夠?qū)⒈救说目蒲泄ぷ鬟m時引入，圖2為科研成果引入教學，該成果為張莉教授課題組觀察到的蜂窩結(jié)構(gòu)疲勞裂紋擴展現(xiàn)象，用其說明動力學問題。同時能夠?qū)⒅R點與工程問題進行銜接。

3.視頻制作

哈工大理論力學課程組經(jīng)過幾代教師的積累，建設(shè)了動畫、彩圖等大量的課程資源。在MOOC課程建設(shè)中充分利用了這些資源，豐富了課程，將教學內(nèi)容更形象地呈現(xiàn)給學習者。

在學校經(jīng)費支持下修建了錄播間，每位主講教師花費了大量的時間和精力制作講課PPT、錄制視頻、剪輯和后期合成，圖3為合成后的視頻。

課程的每一講都有單元測試，測試題選自哈工大出版的《理論力學學習輔導》、《理論力學思考題集》和《理論力學解題指導及習題集》。與在校生考試時間相對應設(shè)有期中和期末考試，試題即為在校生的考題。測試題和考試題后配有答案，學習者可以自己檢測正誤，同時系統(tǒng)會評出分值，作為授予學分的依據(jù)。

課程的答疑全部由主講教師承擔，主講教師平均每天需要近1個小時回答學習者的提問。學習者對老師的及時解答反饋良好。

二、課程效果

哈工大理論力學MOOC課程于2016年9月在中國大學MOOC平臺上線，目前是第五次開課。無論是累計選課人數(shù)還是單次選課人數(shù)均在該平臺的同類課程中排名第1，圖4為目前第5次開課的選課人數(shù)，進行到第19周選課人數(shù)為27522人。學習者對課程也給出了很高的評價。2016年被評為首批國家精品在線開放課程。

結(jié)語

經(jīng)過主講教師和課程組老師的共同努力，哈工大理論力學MOOC課程取得了一定的成績，但也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如PPT中存在的一些筆誤、單元測試中存在的錯誤等，我們都做了修訂。應學習者的呼聲，我們已著手錄制《理論力學》（II）和《理論力學習題課》，進而完成哈工大理論力學系列MOOC課程建設(shè)，為學習者提供優(yōu)質(zhì)的教學資源，實現(xiàn)MOOC課程“教學資源共享、教育公平化”的目標。

參考文獻

[1]張鋒，楊清香，宋寶玉.機械基礎(chǔ)系列MOOC課程的建設(shè).機械設(shè)計，2018，35（S2）：22-25

作者簡介

張莉，女（1968.01-），漢族，遼寧省黑山縣人，博士，教授，博導，研究方向：材料的疲勞與損傷.