基于慕課堂和網(wǎng)絡(luò)直播的力學(xué)混合教學(xué)實踐

吳杰 宋向榮 馬一江 熊仲營

[摘 要] 作為高校課堂教學(xué)的有力補充，網(wǎng)絡(luò)授課方式近幾年來發(fā)展迅猛。利用網(wǎng)絡(luò)平臺和現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)開展教學(xué)是工科院校力學(xué)學(xué)科教育的方式之一。以“材料力學(xué)”課程中的強度校核內(nèi)容為例，基于江蘇科技大學(xué)在中國慕課網(wǎng)站中對“材料力學(xué)”課程的建設(shè)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)直播平臺（騰訊）開展線上線下混合式教學(xué)，在網(wǎng)絡(luò)答疑和學(xué)生自主學(xué)習(xí)等多渠道的輔助下，取得了較好的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 慕課;混合教學(xué);材料力學(xué);強度校核

[基金項目] 2018年度江蘇科技大學(xué)高等教育教改研究立項課題“基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)中的典型結(jié)構(gòu)實體模型和復(fù)雜運動可視化開發(fā)”

[作者簡介] 吳 杰（1983—），男，江蘇泰州人，博士，江蘇科技大學(xué)工程力學(xué)系講師，主要從事結(jié)構(gòu)動力學(xué)研究。

[中圖分類號] O341? ?[文獻標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）21-0113-04? ?[收稿日期] 2020-11-10

一、引言

力學(xué)是高等學(xué)校機械類、土建類、交通運輸類等工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，著重培養(yǎng)學(xué)生扎實的理論基礎(chǔ)和嚴密的科學(xué)思維，培養(yǎng)工科基礎(chǔ)、力學(xué)基礎(chǔ)和基本力學(xué)方法。力學(xué)課程分基礎(chǔ)力學(xué)課程與專業(yè)力學(xué)課程兩大類。其中，基礎(chǔ)力學(xué)課程面向大多數(shù)工科專業(yè)，受眾廣泛;而專業(yè)力學(xué)課程適用于力學(xué)工作者、研究生等，內(nèi)容較深，受眾較少。

隨著中國大學(xué)慕課[1]的建設(shè)與推廣，線上線下混合教學(xué)方式逐步成為高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主流。在全球新冠肺炎疫情持續(xù)的當(dāng)下，可以讓更多的學(xué)生不出校門也能共享優(yōu)質(zhì)課程[2]。“材料力學(xué)”課程是理論性強、學(xué)時多、練習(xí)要求高的工科基礎(chǔ)課[3]，如何充分利用慕課和網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)工具，實現(xiàn)停課不停學(xué)、要求不降低，江蘇科技大學(xué)“材料力學(xué)”課程教學(xué)團隊開展了混合在線教學(xué)的有益實踐。本案例為江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程專業(yè)大二學(xué)生開設(shè)的“材料力學(xué)”課程。課程基于慕課堂和騰訊直播的方式，利用PPT和外接數(shù)位板工具，選擇本課程中“失效、許用應(yīng)力與強度條件”一節(jié)作為示例，記錄教學(xué)實施手段和具體過程。

二、基于慕課堂和網(wǎng)絡(luò)直播的混合在線教學(xué)方法

（一）“材料力學(xué)”慕課建設(shè)與教學(xué)

為了進一步開展力學(xué)課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，我校從2018年起開始建設(shè)“材料力學(xué)”在線開放課程。面向普通高校中學(xué)習(xí)“材料力學(xué)”的學(xué)生，精講精練，在教學(xué)輔導(dǎo)和教學(xué)資源上形成了特色。在教學(xué)內(nèi)容上，以教育部基礎(chǔ)力學(xué)教育指導(dǎo)委員會制定的該門課程內(nèi)容為基礎(chǔ)，適當(dāng)增加學(xué)時章節(jié)。在教學(xué)方法上以引導(dǎo)啟發(fā)為主，在課程中以工程和生活案例引導(dǎo)、強調(diào)課程知識的應(yīng)用。另外，以在線討論的形式對工程案例進行分析，同時引導(dǎo)學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí)。在教學(xué)手段上，輔以大量的教輔資料，如習(xí)題和解答、教案和講稿、大綱和教材、課件和視頻等，多方位的結(jié)合，使學(xué)生能接收到大量的信息。

教學(xué)視頻以微課的形式，采用片段式教學(xué)和知識點的教學(xué)方法，對課程進行梳理，形成微視頻教學(xué)體系，涵蓋課程的所有重點內(nèi)容，以教材和講稿作為補充，使學(xué)生能夠利用碎片化的時間學(xué)習(xí)。教材、講稿、課件是完整的教學(xué)內(nèi)容，對重點內(nèi)容的講解采用微視頻、微課件、習(xí)題等形式強化，使學(xué)生用較少的時間集中學(xué)習(xí)重難點。內(nèi)容精講精練，教輔資料形成特色。配合在線課程建設(shè)，形成習(xí)題庫和習(xí)題解、概念題和自測題庫、在線討論和答疑等多種教學(xué)資源，在多年積累的基礎(chǔ)上，經(jīng)過長期建設(shè)，形成課程在線學(xué)習(xí)的特色。

我校工程力學(xué)系開設(shè)的“材料力學(xué)”在線開放課程于2020年3月在中國大學(xué)慕課平臺上線，共11個單元，制作了涵蓋課程全部重點內(nèi)容的80個教學(xué)短視頻，配合課件、講稿、例題、習(xí)題、自測、單元測試等，內(nèi)容及時更新。該內(nèi)容屬于課程的公共資源，開課教師需要建立自己的“慕課堂”，附帶所謂的“課堂碼”。教師通過慕課堂組織教學(xué)、設(shè)計練習(xí)、測試等，也可以進行發(fā)起備課、發(fā)起公告、添加討論、增補練習(xí)及管理學(xué)生等操作。

學(xué)生加入該慕課堂后，可以通過觀看視頻、完成作業(yè)、自測等方式學(xué)習(xí)。同時，學(xué)生通過授課教師提供的課堂碼加入具體線上課堂中。學(xué)生在慕課堂上的所有活動都有記錄，包括完成作業(yè)、參與討論和提問、學(xué)習(xí)進度、學(xué)習(xí)成績等。這種公共資源（課程慕課）與“私有”課堂（慕課堂）相結(jié)合的線上授課方式較為靈活，可充分發(fā)揮教師集體備課和個人授課的特長。

（二）“材料力學(xué)”在線直播教學(xué)

中國大學(xué)慕課網(wǎng)為高校師生提供了較為便捷而靈活的教學(xué)平臺。慕課中的教學(xué)視頻與課件具有知識點凝練和作業(yè)豐富等特點，但這些特點會帶來一些新問題，主要是知識結(jié)構(gòu)不夠系統(tǒng)和對學(xué)生的答疑不夠及時等。在線直播教學(xué)旨在彌補慕課和慕課堂教學(xué)所產(chǎn)生的師生之間的隔閡。當(dāng)疫情消散后，直播教學(xué)很可能會被學(xué)校課堂教學(xué)所取代。從這方面來講，在線直播教學(xué)實質(zhì)上是課堂教學(xué)的臨時替身[4]。

我校工程力學(xué)系直播時所涉及的工具、軟件主要包括騰訊通信軟件、微軟PPT演示軟件、外接數(shù)位板等。學(xué)期開課前，教師建立直播教學(xué)群，并通知學(xué)生加入，群里不定期發(fā)布通知、公告。每次授課時，教師通過語音聊天的功能講解知識、即時互動，回答學(xué)生的疑問。通過通信軟件屏幕共享功能按實際課表安排定期直播教學(xué)，利用外接數(shù)位板和PPT墨跡書寫功能進行板書。對于理論性較強的課堂，板書至關(guān)重要，學(xué)生能夠較自然地跟上教師的分析思路。由于“材料力學(xué)”課程有較多理論推導(dǎo)和習(xí)題，外接數(shù)位板極大地提高了授課質(zhì)量。慕課的練習(xí)、測試題也可以通過屏幕分享功能講解。另外，群作業(yè)功能可以讓教師布置額外作業(yè)，學(xué)生線下做完后上傳，教師線上批改作業(yè)。學(xué)期結(jié)束后線上數(shù)據(jù)真實有效，可以導(dǎo)出作為平時成績打分的依據(jù)，整理后成為教學(xué)資料的一部分歸檔。

（三）慕課教學(xué)與在線直播的互補關(guān)系

從技術(shù)上來講，學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師直播授課并不存在實施障礙。教師在組織教學(xué)與考核的過程中應(yīng)處理好二者之間的關(guān)系。慕課自主學(xué)習(xí)和騰訊直播授課在教學(xué)活動中的基本關(guān)系見圖1。