彈性力學(xué)課程線上教學(xué)改革實踐研究

李磊 張麗

摘要：彈性力學(xué)是高等院校工科類專業(yè)的核心課程，是工程力學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對于本科生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)具有重要的意義。本文通過優(yōu)慕課教學(xué)平臺，開展了彈性力學(xué)線上教學(xué)改革實踐。通過線上考試、資源訪問情況、調(diào)查問卷、線上作業(yè)等線上數(shù)據(jù)分析得出：采用線上教學(xué)，學(xué)生的參與積極性明顯提高，線上測試結(jié)果較好。對線上教學(xué)實施效果和存在的問題進行了分析，為開展線上教學(xué)模式教學(xué)工作提供參與。

關(guān)鍵詞：彈性力學(xué);線上教學(xué);教學(xué)實踐

1緒論

彈性力學(xué)是工程力學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其任務(wù)是研究彈性固體承受外部作用時其內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變分布規(guī)律，為設(shè)計結(jié)構(gòu)和零件提供可靠依據(jù)。通過這門課程的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)，提高學(xué)生用力學(xué)的方法提出問題、分析問題、解決問題的能力，為進一步學(xué)習(xí)其他固體力學(xué)分支學(xué)科打下基礎(chǔ)[1]。

線上教學(xué)是指在學(xué)習(xí)過程中，將面授教學(xué)與在線學(xué)習(xí)相融合，以達(dá)到有效學(xué)習(xí)的一種學(xué)習(xí)模式。教師利用互聯(lián)網(wǎng)、優(yōu)慕課、藍(lán)墨云等線上網(wǎng)絡(luò)平臺將視頻、微課、教學(xué)PPT、試題、導(dǎo)學(xué)大綱等課程資源進行上傳，學(xué)生利用線上資源進行自主學(xué)習(xí)和討論，在線下課堂，教師根據(jù)學(xué)生的線上學(xué)習(xí)和討論，有重點性地進行講解，完成相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)[2]。混合式教學(xué)是一種全新的教學(xué)模式，它可以將傳統(tǒng)課堂教學(xué)和現(xiàn)代信息化技術(shù)有效結(jié)合，對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作精神具有重要的意義[3]。本文通過線上線下考試、資源訪問情況、調(diào)查問卷等方式進行了教學(xué)實踐，分析了混合式教學(xué)在彈性力學(xué)課程中的實施效果，為彈性力學(xué)的教學(xué)改革研究提供參考。

2線上教學(xué)改革實施

目前，很多高校彈性力學(xué)課程采用的教學(xué)方式仍然是傳統(tǒng)課堂教學(xué)，該教學(xué)方式以教材等靜態(tài)內(nèi)容為主，課后缺乏輔導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生感覺枯燥乏味，對學(xué)習(xí)失去興趣，進而喪失學(xué)習(xí)的積極性。

線上教學(xué)改革要求教師首先要明確課程的授課對象，根據(jù)專業(yè)特點和課程特點，設(shè)定課程難度和預(yù)期達(dá)到的效果。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)的彈性力學(xué)課程主要針對力學(xué)專業(yè)的本科生及研究生開設(shè)，很多學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱，而彈性力學(xué)課程學(xué)習(xí)需要學(xué)生前期先修高等數(shù)學(xué)及理論力學(xué)等課程，同時對學(xué)生的數(shù)學(xué)推演和力學(xué)計算要求較高，所以該課程對于學(xué)生較難理解。

線上教學(xué)模式可以使教學(xué)過程和模式多樣化，突破教學(xué)的時空限制，學(xué)生可以隨時隨地進行自主學(xué)習(xí)。多樣化的教學(xué)資源可以引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)彈性力學(xué)課程，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強學(xué)生對知識的理解。

線上教學(xué)的實施流程包括課程前期分析、課程規(guī)劃、課程設(shè)計、平臺建設(shè)、平臺教學(xué)等內(nèi)容。（1）課程前期分析。教師要分析課程的背景和課程現(xiàn)狀，結(jié)合彈性力學(xué)課程特點，針對不同地區(qū)、不同知識層次的學(xué)生制定課程的期望，給出課程解決的問題與目標(biāo)。

（2）課程規(guī)劃。根據(jù)彈性力學(xué)課程的特點，明確課程的教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生清楚每個章節(jié)或每個單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（3）課程設(shè)計。根據(jù)彈性力學(xué)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)日歷設(shè)計課程的整體結(jié)構(gòu)和內(nèi)容結(jié)構(gòu)，結(jié)合學(xué)生反饋信息，對線上教學(xué)模式進行調(diào)整和細(xì)化，對在線學(xué)習(xí)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行反復(fù)修改，優(yōu)化設(shè)計方案。

（4）平臺建設(shè)。根據(jù)團隊成員的分工任務(wù)，組織團隊成員進行課程信息、學(xué)習(xí)單元、拓展資源、常見問題等方面平臺建設(shè)，補充線上平臺資源。

（5）平臺教學(xué)。將學(xué)生信息導(dǎo)入線上平臺，根據(jù)教學(xué)模式實施線上教學(xué)活動，對教學(xué)效果進行反思。

為有效實施線上教學(xué)，教師對線上教學(xué)資源進行多樣化設(shè)計，制作形式多樣的課件、微視頻、動畫等學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可以隨時隨地地進行自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生沒有枯燥感[4]。彈性力學(xué)課程公式推導(dǎo)繁多，而且公式煩瑣，采用多樣化設(shè)計資源很有必要。彈性力學(xué)課程采用“ABCD”法進行單元設(shè)計，這種方法可以使知識點更加具體，對知識進行了量化，便于學(xué)生理解內(nèi)容[5]。彈性力學(xué)課件采用知識模塊化組織內(nèi)容，每個單元或每個模塊適當(dāng)引入科學(xué)發(fā)展史，讓學(xué)生了解學(xué)習(xí)本單元知識的價值和意義，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣[6]。

3線上教學(xué)改革實踐

以內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)本科教學(xué)班為改革實踐對象，通過2019、2020兩個學(xué)年的改革實踐，對線上考試、資源訪問情況、調(diào)查問卷等線上數(shù)據(jù)進行了分析，如圖1、圖2、圖3和圖4所示。圖1是力學(xué)17級、力學(xué)18級本科班在線人均登錄次數(shù)統(tǒng)計。2019年對力學(xué)17級兩個本科班進行了首次線上教學(xué)，由于本年度線上教學(xué)平臺剛投入建設(shè)，線上資源不完善（如重點章節(jié)的微視頻缺乏、課后練習(xí)及案例指導(dǎo)較少等）及線上教學(xué)經(jīng)驗不足，學(xué)生對線上教學(xué)興趣不高，力學(xué)17級本科班的人均登錄次數(shù)平均為95次左右。經(jīng)過一年的建設(shè)，增加了微視頻數(shù)量，補充了課后練習(xí)及案例指導(dǎo)，對單元導(dǎo)學(xué)設(shè)置了詳細(xì)的學(xué)習(xí)時間分配建議。團隊成員根據(jù)學(xué)生的反饋信息進行總結(jié)反思，對課程設(shè)計及教學(xué)課件進行了補充完善。第二學(xué)年繼續(xù)對力學(xué)18級本科班進行教學(xué)改革實踐，力學(xué)18級本科班的人均登錄次數(shù)明顯增加，人均登錄次數(shù)平均值上升到109次左右，學(xué)生對線上教學(xué)的關(guān)注度明顯增加。圖2是力學(xué)17級、力學(xué)18級本科班登錄時長統(tǒng)計。力學(xué)18級本科班的登錄時長峰值明顯高于力學(xué)17級本科班，力學(xué)18級兩個本科班的登錄時長平均值為2500多次，比力學(xué)17級本科班的登錄時長平均值多近三倍。學(xué)生對線上資源投入了更多的精力和時間，線上教學(xué)資源促進了學(xué)生的再學(xué)習(xí)，有效掃除學(xué)習(xí)盲點。圖3是力學(xué)17級、力學(xué)18級本科班課件訪問統(tǒng)計。兩個年級的本科生平均訪問課件的百分比在70%以上，大部分學(xué)生參與線上課件學(xué)習(xí)的主動性較好。圖中體現(xiàn)出學(xué)生對部分章節(jié)課件訪問的百分比較低，有助于授課教師分析其中原因，針對性的對該章節(jié)課件內(nèi)容和形式進行修改和補充，逐步完善彈性力學(xué)線上課件。教師通過登錄學(xué)校的優(yōu)慕課網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，可隨時查看學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)、習(xí)題完成情況，掌握每一名學(xué)生對課程的掌握理解程度，從而可以有針對性地給予輔導(dǎo)[7]。線上測試是考查學(xué)生線上學(xué)習(xí)的重要方式，可以激勵學(xué)生積極參與線上學(xué)習(xí)[8]。為了保證線上測試的公平性，避免學(xué)生相互抄襲，授課教師根據(jù)學(xué)生學(xué)號隨機組卷，且規(guī)定了統(tǒng)一的測試時間。授課教師根據(jù)線上測試結(jié)果，學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成測試，系統(tǒng)自動評分，測試結(jié)束后學(xué)生可以查看參考答案，該部分占線上考核成績的40%。圖4是力學(xué)17級、力學(xué)18級本科班線上測試平均成績。從圖中可見，兩個年級的本科班線上測試平均成績在75分以上，表明學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中對本課程的知識理解程度明顯提高，在一定程度上督促了學(xué)生的學(xué)習(xí)，保證學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性。