基于微課的《工程力學》信息化課程建設的探究

任永力 成 剛 左成光

（貴陽學院化學與材料工程學院，貴州 貴陽 550005）

0 引言

伴隨著網絡時代的普及，各高校已經建立了較為完善的校園網。 利用高校校園網開展教學，把教育信息化已經成為實現高等教育現代化的重要技術路線。所謂教育信息化，就是在開放教育觀的指導下，依托現代信息科學與技術對知識載體及知識傳播方式帶來的革命，使整個教育系統從宏觀教育規劃、戰略、管理到微觀學習環境、學習模式、課程體系、教學方法、質量評價模式，全面實現信息化改革[1]。利用網絡進行信息化教學離不開網絡課程資源的設計和應用，所以，目前各級各類高校教學改革和課程建設的重要工作就是進行高校信息化課程資源建設。

微課以其“主題突出、短小精悍、交互性好、應用面廣”等特征，作為一種新型的信息化課程資源呈現在了人們面前。 微課是以8～10 分鐘的教學視頻為主要載體，針對某個學科知識點(如重點、難點、疑點、考點)或教學環節(如學習活動、主題、實驗、任務等)而設計開發的一種情景化、支持多種學習方式的在線視頻課程資源[2]。 這種資源形式完全迎合了教育信息化時代的要求和大眾心理，已經成為高等教育改革和發展的重要動力。

2010 年，佛山市教育局首次正式給出“微課”概念并開展了一系列“微課”建設實踐與應用研究，十余年間，“微課” 以各種形式在我國高校如火如荼地發展。 但是，目前高校微課的應用顯然還是不盡如人意的，主要表現在：一是高校微課功能定位偏向于教師專業發展，而忽視對學生學習的支持[3]。主要原因在于高校微課大多以參加微課教學比賽為目的，在此過程中幫助了教師專業發展，但是對微課幫助學生自主學習方面卻導向欠缺。 二是微課資源太散，沒有形成系列化、專題化和課程化微課程資源。 不能形成學科范圍內的系列化和專題化，甚至單一學科知識也無法系統化和結構化，這也是一個不容忽視的問題，要想站在建構主義認識論的角度， 真正以學生為認知的主體、切實體現信息時代數字化資源在教學中起到的作用，必須開展以“某一門課”的系統教學活動為目的或者以“某一專業學科”的學生培養為目的，展開系統的微課設計及微課資源的開發工作[4]。

本研究以我校材料科學與工程本科專業（36 課時）和科學教育本科專業（72 課時）專業基礎課《工程力學》為載體，以該門課程典型的、有代表的兩個內容進行微課錄制，選題1：約束及約束反力；選題2：力向一點平移定理及其應用。詳盡地展示了微課教學資源開發過程中腳本的制作，展示了知識體系范圍內的微課教學設計及研究，以期對類似的課程建設起到借鑒和有益參考。

1 工程力學課程簡述

本研究選用《工程力學》（靜力學和材料力學）（第3 版），為“十二五”普通高校教育本科國家級規劃教材，出版社為高等教育出版社，由唐靜靜、范欽珊編著。 本教材由靜力學篇和材料力學篇組成。 靜力學篇主要以剛體為研究對象，包括靜力學基礎、力系的簡化和靜力學平衡問題3 章；材料力學篇主要以彈性體為研究對象，包括材料力學的基本概念、軸向拉伸與壓縮、圓軸扭轉、彎曲強度、彎曲剛度、應力狀態與強度理論、組合受力與變形桿件的強度計算、壓桿的穩定性問題、動載荷與疲勞強度簡述9 章。 靜力學是研究材料力學的基礎，材料力學是靜力學的延伸和具體應用。 兩個部分有很強的相互關聯性，知識結構體系如圖1 所示。

《工程力學》課程是我院材料科學與工程（36 課時）和科學教育本科專業（72 課時）的技術基礎課，該課程在相關學科的知識架構中，處于連接基礎知識和專業知識的重要一環，其中的一些理論和方法不僅可以滿足后續課程的需要，而且可以直接應用于工程實踐，本課程的先修課程為高等數學、機械制圖、大學物理，后續課程為機械設計基礎。 這是一門典型的理論與實踐相結合的課程，也是學生一致認同的一門較為難學的專業基礎課程之一， 主要有兩個方面的原因：其一，工程力學包括材料力學和理論力學，綜合知識點多且教學課時較短，學生不能通過課堂教學完全理解；其二，工程力學的前后貫穿性強，對學生的物理和數學知識要求較高，以判斷扭矩方向以及內力方向為例，用到右手螺旋法則時，基礎差的學生會出現知識脫節現象[5]。 該課程旨在培養工科類專業具有扎實的力學基礎知識、一定的設計能力、知識面寬、適應性強、解決工程問題能力的高級工程技術人才。

2 微課制作過程

微課的制作的基本上可以分為三個階段：（1）制作前期，包括選題、教學設計、課件設計、教具準備、微課腳本制作；（2）制作中期，包括場地選擇、設備調試、視頻錄制；（3）制作后期：視頻剪輯、教學反思、資源拓展和資源上網。每個環節可以說是一環扣一環，都是非常重要的。其中，微課腳本制作猶如電影拍攝過程中的劇本創作，這是微課制作是否成功的關鍵所在。這需要視頻拍攝的技術人員與任課教師反復溝通， 一個從教學方面解決問題，一個從拍攝技術方面進行有效補充，使兩者結合，可以發生良好的化學反應，給人們呈現較為完美的教學內容。 接下來，筆者將展示“約束與約束反力”微課制作腳本，以供參考。

《約束與約束反力》和《力向一點平移定理》是《工程力學》這門課程典型的、有代表的內容，本研究進行針對性微課教學設計，微課腳本制作，盡量“小（微）而精”， 錄制了微課視頻， 進一步厘清了微課制作的思路，如表1 所示。為有效解決教與學過程中的重點、難點、疑點、考點等問題和我校探索信息化教育教學模式提供了一定的資源[6-7]。 在后期的工作中，應該以微課視頻庫為教育資源，建立高質量的線上金課，改進教學流程，創新教學形式和教學方法，改革評價方式，以實現優質教學資源共享，從而達到了使教學過程中重點、難點突出，學習模式更加多樣化、趣味化，加速個性化教學和信息化課程建設的落實。

圖1 工程力學知識結構體系

表1 “約束與約束反力”微課制作腳本