網絡環境下混合式教學模式在材料力學課程中的應用

劉靈靈 劉佳

[摘 要]結合互聯網時代教育教學的特點，文章探討了將傳統課堂授課、微課和翻轉課堂相結合的混合式材料力學教學模式，并在此基礎上進行了考核方式的改革。學生的學習成績得到顯著提高，教學改革取得了良好的效果。

[關鍵詞]材料力學;混合式教學;翻轉課堂;微課

[作者簡介]劉靈靈（1979—），女，河北石家莊人，工學博士，石家莊鐵道大學工程力學系副教授，主要從事智能材料的斷裂力學問題研究;劉 佳（1978—），男，河北石家莊人，法學碩士，石家莊信息工程職業學院物流管理系講師，主要從事中西方哲學史問題研究。

[中圖分類號] G642.41[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）27-0264-02[收稿日期] 2019-10-28

一、引言

材料力學是各高校眾多工科專業學生必修的專業基礎課程，它為后續專業課程的學習奠定必要的力學基礎，同時使學生擁有初步運用基礎力學知識解決工程實際問題的能力。國內大部分高校的工科專業都是沿用蘇聯力學家鐵木鋅柯的材料力學教材課程體系[1]，其課程特點是理論講解詳細，公式推導煩瑣，理解較為困難。

從歷年學生學習情況看，該課程學習效果不好，平均分偏低，不及格率高。原因如下：首先，隨著各專業人才培養計劃的調整，材料力學課程的學時不斷被壓縮，要在較少學時內把抽象的知識講解清楚，對教師提出了巨大的挑戰;其次，隨著高校的擴招，生源質量逐年下降，學生的基本數學素養整體不高，學習效果自然不會好;再次，傳統的授課方式是以課堂教學為主，重理論，輕應用，這種模式使得學生只能被動地接受知識，很難有效調動其學習的積極性，不利于學生個性的發展和綜合素質的培養。綜上所述，材料力學課程改革勢在必行。隨著教育信息化的不斷普及，學習的主動權應還給學生，充分尊重學生學習的主體地位，混合式教學模式便應運而生。該模式將面授學習和在線學習的優勢相融合，從而達到最佳的學習效果[2]?；旌鲜浇虒W模式是教學理念的一種提升，這種提升使得學生的認知方式發生改變，教師的教學模式、教學策略和角色都會發生變化[3]。

本人結合材料力學課程特點，根據不同的教學內容，打破傳統單一傳授知識的教學手段，采用傳統方式、翻轉課堂、微課等多種方式相結合的教學模式，形成適合課程特點、教師教學風格和學生學習習慣的教學模式，并對考核模式做了相應的改革，取得了良好教學效果。

二、網絡教學平臺建設情況

隨著信息化教學的普及，線上教學的優勢明顯，主要體現在以下幾個方面：首先是內容的豐富化，教師通過海量網絡資源，為學生提供了大量的學習資源;其次是學習的靈活性，教學活動可以在任意時間和地點進行，每位學生可根據自身情況確定學習時間、內容和進度;再次是教師輔導的個性化，學生和教師可以通過網絡平臺進行實時交流，教師根據學生的反饋調整教學內容，學生依據自身需要獲取知識。材料力學網絡教學平臺建設目的是為了提高學生的學習興趣，增強教師與學生之間的互動[4]，改變過去單一的滿堂灌教學模式，同時加強學生獲取知識、交流信息和解決實際問題的能力。課改之初，教師在網絡教學平臺上搭建了材料力學課程網站，用以提供課程的線上學習資源。

教學平臺的核心資源是微課視頻，傳統授課模式是按照教材的課程體系講解，是內容連貫而龐雜的有機整體。如何在龐雜的授課內容中抽離出一小塊內容用于制作微課視頻，原則是要保證內容相對獨立，同時為增加學生的學習興趣，要盡量提高視頻內容的趣味性和實用性，需要教師在課改之前制定完備的課程實施計劃。

上課之前，將課程內容碎片化處理，基本概念仍采用傳統講授模式，選取課程中重要又易錯內容作為微課內容。課件制作要保證內容簡明扼要、獨立完整，時長盡量控制在10分鐘左右。視頻錄制完成后，選中之前建立的課程目錄中微課視頻所涉及的內容，點擊編輯按鈕上傳對應的微課視頻。

三、翻轉課堂的實施情況

翻轉課堂是近幾年發展起來的一種廣泛流行的教學模式，其基本思想是：借助網絡信息技術，將傳統教學過程翻轉過來，課前學生通過觀看視頻、查閱相關資料、與教師和同學進行在線交流等方式進行學習，課堂上教師把主要時間用于與學生交流和討論，指導完成作業等[5]。翻轉課堂是一種全新的教學模式，開課之初需要對學生進行動員，告訴他們翻轉課堂的一些特點;同時精選一些典型的作業題與之前錄制好的微課視頻內容相對應。作業題內容的選取非常重要，既不能太簡單，也不能理論性太強。為了提高學生學習興趣，增加翻轉課堂的活躍程度，要盡量選取一些趣味性較強、與生活或工程實際聯系緊密的習題作為翻轉課堂的內容。具體部分實例如下：

實例1：講到彎曲應力時，有一個實際問題，如何將圓截面木材加工成矩形截面，使梁的承載能力最大？這一問題早在宋朝就有一位工程師李誡已經給出了答案：“凡梁之大小，各隨其廣分為三分，以二分為厚?！苯Y合材力知識，考慮強度和剛度要求，精確的高寬之比分別為1.414和1.732。按李誡的經驗，他的結果是1.5，介于上述結果之間，充分考慮了強度和剛度要求，這個問題體現了古人的智慧。由例題的分析增加了學生的民族自豪感，同時讓學生明白材力知識并不是枯燥的理論講解，它是非常有用的學科，進而提升學生的學習興趣。

實例2：兩個體重是800N的人，要通過一座獨木橋，兩人需要如何配合才能過橋？這是一道生活實際問題和財力知識相結合的好題。學生在討論當中并沒有給出準確答案，但是通過討論開闊了視野，提高了分析和解決問題的能力，課堂上通過教師講解解題思路，學生有一種豁然開朗的感覺。

在進行翻轉課堂教學之前4—5天，將相關內容微課和作業題上傳至網絡教學平臺，并通知學生完成相關內容的學習;上課前1—2天，讓學委收齊作業，教師認真批改并總結學生的學習誤區，及時調整上課內容。由于是新學內容，學生若想把作業做好，必須在課下花時間去準備，這樣的學習模式就由被動接受變為主動探索。課中讓學生到黑板上講解作業題，并與班級其他同學展開討論，同時中間穿插教師的實時點評。上講臺講解的學生是隨機抽取的，學生上課都十分緊張，也使得他們在課前必須做好充足的準備，從而提高了上課的教學效果。結合學生的講解情況，教師應及時調整授課內容，學生普遍掌握的內容課上一筆帶過，學生預習遇到的難點課上著重講授?？傊旌辖虒W成敗的關鍵，個人認為就在于對學生預習效果的檢測及后續課上內容的調整，必須加以重視。

針對課程最終考核形式，教師也進行了相應的改革，改變了過去“一考定乾坤”的傳統考核方式。課程考核加大過程考核比重，分為過程性考核和期末考試成績兩部分。其中過程性考核成績分為平時作業、上課出勤率、課堂表現等，各占10分，期末考試卷面成績占70分。

四、結語

經過近兩年的改革實踐，個人認為針對材料力學這門理論性較強的課程，適合采用混合式教學模式，該模式解決了學生課后抄襲作業現象嚴重等問題。學生也一致認為翻轉課堂上及時解決問題的方式加深了他們對知識的理解，課堂互動多，課堂氣氛活躍，提高了自己的學習積極性。該模式充分滿足學生個性化學習的需要，促進學生自主學習能力的提升。從期末考核情況看，成績比往屆有所提高;對后續專業課程的良性影響也十分明顯。通過本次課改，學生的自學能力、口頭表達能力、邏輯思維能力都得到相應的提高。然而，材料力學課程改革是一項長期的、復雜的研究課題，只有不斷摸索總結，才能提高教學質量，取得理想的教學效果。

參考文獻

[1]司鵠.材料力學課程教學體系改革研究與實踐[J].高等建筑教育，2005（1）：62-63.

[2]劉露，沈玉鳳.基于信息化的材料力學混合式教學模式的實踐[J].大學教育，2018（1）：63-66.

[3]沈玉鳳，王廠，許英姿，等.網絡環境下《材料力學》課程多元混合式教學模式探析[J].中國教育信息化，2016（20）：34-37.

[4]賈杰.基于網絡教學平臺的材料力學課程教學改革[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2013（5）：48-49.

[5]黃田富，胡志彪，吳粦華，等.翻轉課堂教學法在《材料力學》課程教學中的應用[J].龍巖學院學報，2015，33（5）：112-116.