“材料力學”課程線上線下混合式“金課”教學探索與實踐

摘要：高校是培養優質人才的基地，材料力學是機械工程人才培養的必修課程。通過分析線上線下混合式“金課”的含義，明確制約高校材料力學教學質量提高的因素，體現高校材料力學線上線下混合式“金課”的建設價值，利用網絡化教學手段，使材料力學課程逐步走向體系化，培養專業的師資力量，開拓材料力學線上線下混合式“金課”教學新思路，明確高校材料力學線上線下混合式“金課”建設體系，培養優質的機械工程專業人才。

關鍵詞：材料力學；線上線下；金課

中圖分類號：G712 收稿日期：2023-12-10

DOI：1019999/jcnki1004-0226202407036

1 前言

2018年教育部明確提出建設線上線下混合式“金課”的重要性，并提出了打造金課的“兩性一度”的建設標準[1]。2021年12月，第十二屆新華網教育論壇上，強調線上線下混合式教學將成為今后高等教育教學的新常態[2]。在此基礎上，線上線下混合式教學受到高校教師的廣泛關注，積極推進“金課”建設，深入推進線上線下融合的混合式教學，以“兩性一度”為課程建設標準，結合相應的教學方法，改進新的考核方式，提高材料力學課程的教學質量，培養學生的綜合能力和自主學習能力。

2 課堂教學存在的問題

材料力學作為機械類專業的一門必修基礎課程，主要研究材料在受力作用下的彈性、塑性、斷裂等力學性質，能夠預測材料在不同應力和應變條件下的性能。通過優化結構設計，選擇合適的材料、尺寸和形狀，提高結構的安全性和效率，進一步降低成本并提高材料利用率。學生通過學習機械性能和材料力學實驗的基礎知識和操作能技能，可以提高力學素質和實踐操作能力，為他們在未來的專業課程學習和從事機械設計工作奠定了堅實的基礎。因此材料力學在機械專業學習中具有不可或缺的重要地位。但本門課程理論性很強，具有高度抽象性、整體性、復雜性，使學生學起來困難重重。

目前，在材料力學課程中主要存在如下問題：

a.課時少、多采用大班教學。材料力學課程內容多，包含上下兩冊內容，機械類專業不僅要學習四種基本變形及組合變形，還要掌握能量法在求解結構位移和超靜定結構時的應用，多數教師在課堂上僅僅能講完大綱所要求的內容，但缺少習題的講解和練習。這使得學生對基礎知識掌握不牢固，久而久之，放棄的學生越來越多。最后常常變成教師僅僅在給第一排學生講解的情況，課堂氛圍沉悶，大部分學生失去學習動力，徹底對材料力學失去了學習興趣。

b.如今，教學中缺乏理論與實踐相結合的教學方式已成為一大障礙，阻礙了學生全面發展的機會。缺乏實踐經驗的學生往往難以將理論知識應用到實際問題中，并且缺少創新和解決問題的能力。因此教學應該注重培養學生的綜合能力和高階思維，讓他們能夠獨立思考，具備解決復雜問題的能力。這樣才能實現高標準的“金課”建設，為學生的未來發展奠定堅實基礎。

c.在現有的教學模式中，對于材料力學的考核方式多采用期末一張試卷定成績的考核方式，忽視了課程中間的過程，這種考核方式不能全面地體現學生的學習狀態，更多的是學生最后突擊性的死記硬背，對所學知識點更是無法理解，缺少對不同基礎學生的個性化考核，導致學生缺乏對學習的成就感，進而影響其學習興趣。

3 線上線下混合式“金課”建設的目標

根據材料力學課程的特點，通過搭建線上網絡教學平臺，在保留傳統教學優勢的基礎上，利用網絡教學平臺進行線上線下混合式教學[3]，將便于理解的材料力學課程的基礎知識和理論放在線上教學平臺讓學生提前預習，線下面對面教學主要是對預習的答疑和知識點的總結與擴展，鍛煉學生的自學能力和實踐能力。這種教學理念解決了“課上習題缺少講解、學生之間缺少交流”的難題。通過調動學生的積極性和主動性，充分體現了以學生為中心的教學理念，發揮了教師在教學中的引導、監督和啟發的作用。這就更加滿足學生學習的需要，讓學生不再受學習資源、學習地點的限制。

根據“兩性一度”金課建設標準，結合高校培養高端技術技能人才的辦學定位和材料力學專業培養創新創業應用型人才要求。開展以立德樹人為根本的理念，將應用型人才培養作為目標[4]，以CDIO工程教育理念為基礎，致力于優化材料力學課程的教學目標。

a.知識目標。使學生認識了解材料力學的必要性，理解材料力學的發展策略；了解材料力學的概念和技術現狀，掌握材料力學的基本原理、結構特點及新技術的應用。

b.能力目標。能夠合理地運用材料力學所學知識，在日后工作中得以利用并具有綜合應用的能力。

c.素質目標。在教學過程中融入“思政元素”，將立德樹人理念貫穿于材料力學課程的各個環節，確保以樹人為核心，以立德為根本，通過潛移默化的方式加強學生的理想信念教育，使理想信念與專業教育有機結合、相互促進，培養學生熱愛祖國、崇尚專業、善于實踐、勇于創新、注重團隊合作的精神[4]。引導學生樹立正確的學習觀念、專業素養，以及認識、分析和解決問題的能力，使他們成為全面發展的時代新人，具有豐富的知識、解決問題的方法、個人成長意識、社會發展理念。

4 線上線下混合式“金課”建設的主要路徑

材料力學線上線下混合式“金課”建設主要通過線上“金課”建設、精心設計的課堂教學和科學合理的成績評定等路徑完成，如圖1所示。線上“金課”建設是“金課”建設的基礎，精心設計的課堂教學是核心，科學合理的成績評定則是保障。這種混合式教學模式最終實現了線上線下結合的“金課”人才培養目標，并提高了高校的教學質量。

5 線上線下混合式“金課”建設的具體內容

5.1 課前環節

在課前導學環節，教師會根據教學計劃將材料力學課前預習資源通過學習通、雨課堂等軟件推送給學生。通過在線自測統計，課前預習數據分析，教師可以了解學生的課前自學情況和知識掌握程度，以此為基礎對線下教學內容進行微調。學生在此環節需要充分利用MOOC資源進行知識探索，并以學習通、雨課堂等平臺參與教師發布的課前知識活動，促進對知識的理解和對難點問題的確立，從而形成以教師導學+學生自學為主體的知識探索目標。

教師根據培養計劃和材料力學課程的教學目標將設計好的課件、作業題、拓展資源和教學微課視頻發布到學習通的教學空間里。在電子教學資源上傳完畢后將組織學生進行課前線上活動，通過教學任務清單引導學生完成基礎知識點的預習，讓學生清晰了解材料力學的課程學習目標。學生在遇到重難點時可以及時向教師進行反饋，教師根據學生反饋的內容針對一些重難點內容制作具有針對性的教學課件。教師可以通過學習通后臺監測學生課前預習情況，根據后臺生成數據了解掌握學生對知識點的掌握程度并在線上學生提出的問題進行答疑。

5.2 課中環節

教師可以利用SPOC平臺實時監控學生的反饋信息，并根據學生的反饋及時調整教學節奏。在講解材料力學課程中重要且難度較高的知識點時，教師可以根據學生的實時反饋情況，靈活調整講解方式和深入程度。通過課堂測試了解班級的學生對知識點的掌握情況；以學生為主體，創設情境通過帶入情境的方式，引導學生進行探究性學習，促進小組間的討論和合作交流。學生在探究學習中可以展開發散性思維，積極參與小組討論，互相借鑒、啟發。教師可借助SPOC軟件中的“分組”功能，靈活組織教學，激發學生學習的興趣和積極性。

在材料力學教學過程中可以引入行業內實際案例，引導學生從實際的角度出發進行思考和探討，培養學生靈活運用專業知識的能力使知識并不局限于書本，這種教學方式有助于高校應用型人才的培養。但是，對于材料力學應用的案例教學對授課教師提出了較高的要求。a.授課教師要具有良好的實踐能力。b.教師應該提前收集、了解和熟悉案例，保證案例的真實性和可靠性。c.授課教師應該注重案例與所學課程的契合性使案例完美融入課程中，這不僅能激發學生的學習興趣，還會讓學生具有更加深刻的印象，從而牢牢掌握所學的相關知識。

5.3 課后環節

課后環節注重實踐，旨在培養學生的知識運用和整合能力。教師可以根據學生在課前和課中環節的學習情況，針對性地進行知識鞏固，推送復習題目或組織課后反思和總結。利用“雨課堂”和“學習通”平臺向學生推送本章小結PPT以及不同形式的作業，確保課后復習的及時有效[5]。同時，教師可及時獲取課堂數據，包括出勤人數、學生情況、習題表現和課件數據等，以便對學生學習情況進行深入了解和調整教學方向。

為打造“金課”，提高課程的挑戰度，不僅要提高教師備課的難度，還要讓學生承擔更多責任，提升學業完成的難度。傳統的材料力學課程考核方式存在單一化的問題，學生更傾向于死記硬背，考前臨時突擊的方式，導致考后便對知識遺忘的情況出現。在混合式教學中可以借助線上平臺和信息工具，引入多元化的評估方式，創新考核，全面評估學生對知識掌握和運用能力的真實水平，進而追蹤和評估教學效果。

a.多元化課程評估手段。

為避免過度依賴“一張試卷定乾坤”情況的出現，需要提高過程性成績和階段性考核成績在總成績中的比重。在傳統的教學模式下，過程性成績通常根據學生的出勤情況和課堂表現進行評估，但這過于主觀和受限。在混合式教學模式中，可以通過線上平臺統計學生的簽到情況、自主學習時長、參與在線互動的頻率和學習過程質量等數據，從而更科學地評估學生的學習過程。此外，通過設置階段性考核，針對每個章節的學習內容進行考核，能及時了解學生的知識掌握情況，幫助強化他們的理論應用能力，提高教學質量和效果。

b.以實踐為落腳，創新考核方式。

在考核學生時，應側重評估他們對知識的整合和應用能力，而非簡單的死記硬背。為實現這一目標，教師需要在考核方式方面進行創新。在混合式教學模式中，教師可以積極利用線上平臺和現代信息工具的優勢，通過及時對作業進行點評和分享優秀作業來激勵學生的學習積極性。這種激勵措施有助于提升學生的學習動力和自主學習能力，促進他們更好地掌握知識并應用于實際情境中。

同時，借助老師科研項目中的具體實踐案例，分享材料力學在實踐中的具體應用，并在學習過程中，加入具體的真實案例，采用分組模式，應用材料力學的知識點進行建模分析，將此作為過程考核的一部分。

6 結語

基于材料力學課程線上和線下混合式“金課”教學模式的探索與實踐，充分結合了傳統教學和在線教學的優點，改變了以往的教學方式和教學路徑。通過線上線下混合式教學，隨時隨地提供了教學資源和互動環境，結合多媒體教學資源、在線討論和互動、實時反饋等功能，使得學生可以更加全面地了解和掌握知識，為學生提供個性化的學習計劃和指導，幫助學生更深入地理解和掌握知識。同時，提供學生的學習數據和反饋，幫助教師了解學生的學習情況，并通過學習數據教師可以了解到學生對材料力學課程的薄弱環節，進而展開針對性的教學調整。通過線上線下混合式教學，學生可以在傳統課堂上加深理解和提問，在線上平臺上進行鞏固和擴展，從而提高學習效果。

參考文獻：

[1]陳裕先“金課”視閾下高校思政課“混合式”教學系統構建[J]新余學院學報，2022，27（5）：106-111

[2]樊秋基于MOOC+SPOC的線上線下混合項目式教學模式創新——以市場營銷學為例[J]科技創業月刊，2022，35（7）：136-138

[3]李淑敬，李林國基于團隊教學方法的計算機專業整合教學研究 [J]中國多媒體與網絡教學學報（上旬刊），2023（6）：33-36

[4]徐燕基于SPOC的線上線下混合式“金課”建設及其應用探索 [J]農機使用與維修，2023（1）：112-114

[5]肖鈺蔓，王凱軍 基于SPOC線上線下網球混合式“金課”教學應用研究——以《網球第一課》為例[J]文體用品與科技，2022（16）：190-192+217

作者簡介：

徐田恬，女，1991年生，講師，研究方向為機械設計及教學。

基金項目：吉林省高等教育學會高教科研課題“基于金課建設的材料力學數字化混合式教學改革研究與實踐”（JGJX2023D392）