雨課堂助推材料力學教學改革實踐探索

李曉麗

[摘 要]為滿足農業院校新工科、新農科專業的人才培養需求，該研究以內蒙古農業大學疫情期間開展的材料力學課程雨課堂線上教學為例，系統探討了雨課堂在整個教學過程所展現出來的優勢。實踐表明，材料力學課程教學必須與時俱進，根據教育部“以本為本”新的本科要求，立足培養目標，更新教育理念和改革教學方法，引入線上、線下靈活多樣的教學模式，才能更有效地調動學生學習積極性，激發學生學習興趣，提升學生綜合應用能力，實現學生材料力學知識技能水平的提高。

[關鍵詞]雨課堂;材料力學;教學模式;綜合應用能力;課程改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）03-0098-03

隨著信息技術的飛速發展，本科教育改革勢在必行。2019年4月，教育部等相關部門發布了“六卓越一拔尖”計劃2.0，主張發展新工科、新醫科、新農科、新文科，推動全國高校掀起一場“質量革命”。材料力學作為機械設計制造及其自動化、交通工程、土木工程、水利工程等工科的專業基礎課程，要求教師在教學中要教會學生專業基礎知識，更要注重學生綜合能力的培養。因此如何提高材料力學的教學質量，培養出具備綜合素質的工程人才，一直是教師在材料力學教學中要思考的問題。材料力學教學質量的提高，需要在教學方法、教學模式上進行轉變，在提高學生興趣和教學效果方面下功夫[1-3]。多年來，大部分材料力學課程仍采用傳統教學模式，這主要是由于近年來雖然學時一再壓縮卻要求保證知識體系的完整，考試要求涵蓋95%以上的課程知識點，因此教師只能采用講授法來開展課程教學。這就導致材料力學課程普遍存在著重理論輕應用和重分析輕綜合的現象。新的教學方法和手段在傳統教學沒有得到足夠的重視和應用。針對目前材料力學教學中存在的一些問題，很多兄弟院校的材料力學教師開展了大量的教學改革和實踐，取得了一些成果和經驗[3-5]。

2020年突如其來的疫情打亂了所有人的工作、生活節奏，在疫情期間，根據教育部的要求，全國各類學校都停課不停教、停課不停學，各類教學直播軟件釘釘、騰訊會議、雨課堂、zoom等受到青睞，教師、學生紛紛運用網絡教學平臺開展教與學，我校的材料力學課程也改為線上教學，雨課堂、騰訊會議、釘釘等成為主要的網絡教學平臺，由此助推了材料力學教學改革探索。

一、材料力學教學現狀

材料力學主要是研究工程材料力學行為及構件強度、剛度、穩定性計算理論的科學，是一門較經典成熟的學科，其力學概念、理論公式較多，單位換算麻煩，計算量大。在課堂教學過程中建立力學模型、推導數學公式會占據大量時間，教師很少有時間和精力去引導學生進行主動思考，缺乏將材料力學與科技發展前沿進行聯系，也缺乏與實際工程相結合，這就使得學生的知識學習與應用幾乎是脫節的。學生學完材料力學，能夠解決的問題大都局限于教材上涉及的、已被抽象出來的具體問題和模型計算，對于實際工程問題就難以解決，很難建立相應的材料力學模型。

材料力學的教學改革多年來一直都在進行，當前的課堂教學雖然已經采用了多媒體教學手段，但主要還是教師在講授、學生在被動學習，容易使學生在課堂上課走神，難以集中精力。因此如何激發學生興趣，有效提高教學效果，特別是如何培養學生的綜合應用能力并實現學生材料力學知識技能水平的提高仍然是一個亟須解決的重要課題。

二、雨課堂助力于材料力學教學改革

（一）助力于有效開展課前預習，提高自學能力

手機是現代人必備的通信工具，雨課堂軟件正是利用手機建立授課平臺[6-7]。反復改進的雨課堂平臺，可以讓教師上課之前，先通過手機推送教學視頻、試題等課前預習資料。教師可以選擇網上的微課程和MOOC課程，主要是選擇網上提供的精品課程及獲獎課程，課前預習視頻主要以微課為主。教師根據培養目標和課程教學要求，篩選出主要知識點相同、學習時長為15分鐘左右的視頻推送給學生，讓學生觀看預習該內容，之后完成課件上的3～5道以基本概念、基本理論相關的內容為主的測試題。學生對于未理解的內容可直接利用雨課堂發送“不懂”。教師推送預習課件的同時設置預習截止時間，還可以通過群發公告督促學生盡快完成預習。通過雨課堂提供的數據，教師可以了解學生的預習情況，可以為有針對性地開展課堂教學內容設計做好前期準備。對于學生都能理解和掌握的簡單內容課上就不再重復，這樣可以節約時間開展重點難點內容的討論及知識延伸。

本學期筆者在完成通過雨課堂開展材料力學課程教學30學時后，將2018級土木工程專業2個班62人（后稱土木班）和水利水電專業2個班52名學生（后稱水電班）參加課前預習的情況進行了統計分析。其結果顯示：水電班86.5%的學生可以完成預習內容的80%～100%，98.0%的學生可以完成預習內容的60%以上;土木班59.7%的學生可以完成預習內容的80%～100%，77.4%的學生可以完成預習內容的60%以上，有將近23.0%的學生完成預習的情況稍差。這個統計結果可以反映出絕大多數學生的總體預習狀況。教師有這樣的數據做支撐，課上就可以有針對性地講解存在共性的、難以理解的和大多數學生沒有明白的問題，并騰出一部分時間對相關的內容進行總結、深化。對于課前不能完成預習的學生，由于預習中的簡單內容教師在課上不再進行講解，如果聽課過程中自己感覺還不會，可以重新預習。通過一段時間的適應，學生預習完成的情況明顯有了改觀。

通過一段時間的課前預習，學生普遍反映在預習的過程中逐漸培養了自學能力、自我約束能力和獨立思考問題的能力。

（二）助力于精準構建教學課堂，提高課堂效率

有些力學計算過程可以在黑板上講解補充，在雨課堂教學平臺只需要添加一塊數位板，教師即可根據需要進行內容補充和講解。學生反饋說，這樣做有老師一對一給自己講解的感覺。

通過雨課堂的教學功能，教師可以根據教學需求和目的設計想要呈現的課程內容。課堂互動可以選擇投稿、發彈幕、限時答題、隨機點名、發紅包等方式。這些新穎的方式符合年輕人的心理，可以大幅度提高學生興趣，讓學生集中聽課的注意力，及時反饋聽得不明白的問題，也方便教師及時對學生存在的疑問進行解答。雨課堂還可以隨時設置單選題、多選題、投票、主觀題等在線答題方式。通過測試，學生可以對前后知識進行梳理，加深理解記憶，豐富課堂學習體驗，提高上課的參與度，由被動地聽、機械地記轉變為主動思考、總結、歸納，提高學習效果。

在在線教學過程中，學生通過手機端可以隨時將聽課意見與想法反饋給老師，而教師通過查看學生的上課反饋情況，可以更加有效地把握學生的知識接受情況，有針對性地調整教學內容的深淺程度和教學進度。

本學期用雨課堂開展材料力學課程教學30學時后，筆者對2個課程班的課堂參與度進行了統計分析。其中發彈幕主要是課上回答簡單的公式、判斷題、計算結果以及聽課中存在的問題等;投稿主要包括課上講題時有些題目的計算過程以及課堂中根據前面的學習內容設置的主觀題等。筆者通過對比統計數據發現，水電班有94.5%的學生在課上進行投稿、發彈幕，而土木班的參與人數是90.2%。對于學習狀況不佳的學生，教師課后及時進行了聯系和溝通，并在后續課程學習中有針對性地加強了督促管理。

（三）助力于課上課下精準對接，加強學生對課程內容的學習鞏固

計算是材料力學課程的重要內容，特別是計算過程中的單位換算是學生的短板，學生每年在考試及后續專業課學習中，這方面的問題很多。傳統課堂的上課過程不會有充足的時間給學生帶入數據進行運算，或者教師所講解的例證比較有限，導致學生對此掌握不好。而借助雨課堂就可以通過課下推送計算題詳細的計算過程讓學生學習鞏固來很好地解決類似問題。從學生提交的作業來看，其學習效果明顯好于傳統授課方式。利用雨課堂還可以推送課上沒時間展開講的內容和大綱只要求了解的內容，這樣可以提供給學有余力、準備考研的學生學習。教師通過分析雨課堂中的學生學習數據，有針對性地向學生添加測試題作業，可以限定提交時間、做題時間，這樣既可以讓學生對學過的內容進行總結、及時復習，還可以避免學生不能按時完成作業。

利用雨課堂不僅可以把課件推送到每個學生的手機上，讓學生既可減少去課程網站下載相關內容的煩瑣，也可以方便對知識進行反復理解復習。最受學生歡迎的就是每次上課結束后雨課堂可以自動生成課程報告，學生可以通過回放教學視頻或教學課件隨時回顧課上所學內容進行鞏固學習，及時解決課上沒有聽懂或沒有記下的問題。由于特殊原因沒能按時上課的學生可以通過回放教學視頻或教學課件學習課堂內容。此外，學生實在解決不了的學習問題還可以通過微信進行提問，由教師答疑解惑。可見，利用好雨課堂教學平臺，使得課前、課中和課后師生都可以順暢交流，達到了實時傳遞信息和及時討論交流的目的。

（四）助力于有效開展考核方式改革，構建多元化成績評價體系

在傳統教學模式下，學生的課程學習成績主要由平時成績（占30%）和期末考試成績（占70%）構成，其中平時成績包括平時作業（占50%）、出勤（占50%）。由于課堂效果無法用具體有效的指標進行量化，無法客觀反映學生聽課狀況，因此平時成績也無法將課堂學習效果納入考核范疇。在雨課堂教學模式下，平時成績可以包括出勤、平時作業、課上測試成績、在線學習、課堂表現等方面。雨課堂記錄了整個課程教學活動的數據，包括課前預習情況、出勤情況、課堂互動、隨堂測試、課后作業等。這些數據為學生在整個課程學習過程中所得平時成績提供科學合理的量化指標。

（五）助力于有效加強工程實踐，培養學生的專業素養

材料力學是工科專業基礎理論課，通過雨課堂還可以加強教學內容與工程實踐的聯系。采用傳統教學方式容易使學生在學習過程中感覺除了公式推導就是例題解析、解題計算，無法使材料力學知識與所學專業結合起來，因而提不起學習興趣，聽課效果不好，缺乏理論與實際應用的結合，也無法凸顯材料力學在工科基礎課程的作用。而利用雨課堂可以專業學習要求為導向，將教學內容合理調整為以理論為基礎，綜合考慮各學科專業的特點，注重理論與后續專業課程的銜接。通過雨課堂可以給學生提供很多工程案例，將同類案例和相關案例進行分析，將模型進行簡化，再進行外力、內力、強度、剛度分析，加強理論與生產實際的結合，引導學生把所學理論應用到工程實踐當中，還讓學生對所學知識有比較直觀的實踐認知，提高學生的學習興趣，培養學生的專業素養。

三、雨課堂助推材料力學教學模式改革進一步深化

雨課堂教學平臺有助于推動材料力學傳統教學模式的改革發展，疫情迫使教師把課程講授都轉移到線上，從教學模式上進行改變，線上教學也使師生體會到雨課堂教學平臺的諸多優勢[7-8]。在后續的教學中，教師應該結合課程特點不斷深化課程教學改革。從教學結構設計上下功夫，合理利用學生的課前、課中、課后時間，根據學生學習的基礎和興趣，設計合理的課程內容，盡量提高學生學習的積極主動性。課堂上，增加自由討論環節，營造學生愿意主動參與討論的氛圍;課后多布置一些與實際工程應用相結合的題目讓學生去研究探索，為學生自主學習能力的提高提供支撐。總之就是要讓學生在整個學習的過程中，能夠積極開動腦筋，不斷發現問題、解決問題，特別是加強工程應用實踐，切實提升學生解決實際問題的能力。

四、結語

為了適應信息時代的發展，滿足高校新工科專業的人才培養需求，今后的教育應該突出學生的主體地位，以學生為中心，重視加強學生的自主學習能力和綜合能力。教育應該著眼于培養社會主義事業的合格建設者和可靠接班人，從根本上改變原有的以教為中心的教學模式，實施課堂革命。這種革命，就是要以“教得好”為手段，以“學得好”為評判標準，逐漸淘汰“水課”，打造“金課”，實現從“教得好”向“學得好”的轉變。內蒙古農業大學作為應用型高校，對其材料力學課程進行教學改革是十分必要的。在疫情的特殊時期，“停課不停學”促使教師必須開展線上教學，混合式教學成為疫情常態化時期主流的教學方式，這也使教師發現了傳統教學更多的局限性，充分認識到線上教學的諸多優越性。實踐表明，以后的教學必須與時俱進，不斷優化教育理念和教學方法，開展混合式教學，調動學生課上課下的學習積極性，激發學生的學習興趣，提升學生的學習效果，培養出高素質的應用型復合型人才。教師要盡最大努力引導學生求真學問、練真本領，真正把課程內涵建設、教師質量提升體現在每個學生學習成效的提升上。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 郭萬明. 基于翻轉理念的法學專業課程混合式教學探究[J]. 大學教育，2019（5）： 138-140，147.

[2] 李逢慶. 混合式教學的理論基礎與教學設計[J]. 現代教育技術， 2016（9）： 18-24.

[3] 王春香，周鵬，胡恒山.依據課程定位深化材料力學教學改革[J]. 高等建筑教育，2018（1）： 53-56.

[4] 楊晨. 材料力學研討式、網絡式教學改革研究[J]. 教育教學論壇，2018（12）： 154-155.

[5] 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.

[6] 鄧亮. 基于“雨課堂”混合式教學模式設計與實踐[J]. 中國人民公安大學學報（自然科學版），2017（2）： 105-108.

[7] 胡建紅，張曉麗，袁培鑫，等. 基于雨課堂智慧教學模式的學習預警分析[J]. 中國成人教育，2019（21）： 64-66.

[8] 程國，劉亞亞，李會榮. 應用型本科院校大學數學課程混合式教學模式探索[J]. 微型電腦應用，2019（11）： 51-53.

[責任編輯：龐丹丹]