微课在材料力学实验教学中的应用探索

张焱 彭焕峰

摘 要 微课作为一种新的教学模式正逐渐在教育领域兴起，具备独立性、完整性、示范性等特点，因此以视频为载体的微课能够在实验教学中发挥重要作用。针对当前力学实验教学存在的问题，对如何将微课应用于实验教学环节进行了探讨，教学实践表明，微课的应用能够有效提高实验教学效果。

关键词 微课 材料力学 实验教学

中图分类号：G424文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.032

Application and Exploration of Micro-lecture in the

Material Mechanics Experiment Teaching

ZHANG Yan[1]， PENG Huanfeng[2]

（[1] School of Material Engineering， Nanjing Institute of Technology， Nanjing， Jiangsu 211167;

[2]School of Computer Engineering， Nanjing Institute of Technology， Nanjing， Jiangsu 211167）

Abstract As a new teaching mode， micro-lecture is gradually blooming in the field of education. It has the characteristics of independence， integrity and demonstration. Therefore， micro-lecture whose carrier is video can play an important role in the experiment teaching. In view of the current problems of mechanics experiment teaching， how to apply micro-lecture to experiment teaching is discussed in this paper， and the teaching practice shows that the application of micro-lecture can effectively improve the effect of experiment teaching.

Key words Micro-lecture; material mechanics; experiment teaching

0 引言

材料力学实验是力学课程中必不可少的实践教学环节，通过对应的实践操作，学生在强化基本操作技能的同时，能够加深对课堂所学理论知识的理解，同时对培养工科学生用科学的方法来研究处理实际问题的能力， 培养学生的实践能力和创新意识， 提高学生的综合素质也有着极其重要的作用。①

微课是指按照新课程标准及教学实践要求，以视频为主要载体，记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程。②在日常教学中，微课已经发挥了越来越重要的作用，成为常规教学活动的有益补充，教育主管部门及各高校都非常重视微课的推广，例如由教育部全国高校教师网络培训中心主办的全国高校“微课”教学比赛，不少省市的教育主管部分也建设了微课网。

南京工程学院材料力学实验室承担全校力学课程的实验任务，教学任务繁重，为提高实验室的教学组织能力及综合服务能力，已建设材料力学网络化实验教学平台，有力地提高了实验室的教学管理水平。③但具体的实验教学中，由于学生多、设备少，且设备大多属于大型实验设备，学生一般第一次接触设备，实验操作并不熟练等原因，造成实验效果并不理想。本文针对当前实验教学存在的问题，对如何将微课应用于实验教学环节进行了探讨与实践。

1 当前实验教学中存在的问题

1.1 课前预习不充分

学生在实验前需要明确实验目的、实验内容、实验步骤等信息，验证型实验需要掌握对应的理论知识，设计型实验需要对实验内容和步骤进行设计，综合型实验要求则更高。虽然在已有网络实验教学平台中学生可以获取实验内容、实验步骤、动画演示等预习资料，但缺乏针对性的讲解，再加上对实验设备、实验环境等信息缺乏有效认知，因此，预习效果仍然不理想。

1.2 实验设备少

由于材料力学实验设备大多是大型设备，且实验面向全校许多专业的学生，实验时需要对学生进行分组，每组共用一台设备，在有限的实验时间内并不能保证每个学生都能熟练操作，客观上造成部分学生实验操作完不成，甚至直接抄袭其他同学的数据。

1.3 设备操作不熟练

由于实验设备大多数同学是第一次接触，对设备完全陌生，虽然预习时从预习资料中获取文字或者图片信息，但仍然缺乏具体认知，这直接造成两方面的问题：一个方面是容易误操作，设备容易损坏，最终未完成实验;另一方面是实验员每次都需要花大量时间对设备及操作步骤进行讲解，不但学生在短时间内难以完全理解、掌握，且留给学生动手实践的时间减少，实验效果就会容易打折扣。

1.4 课后难以复习

为强化实验效果，学生在实验后应该有个复习的过程，特别是对实验过程、结果的总结分析，通过复习能够进一步消化知识、总结知识，但由于实验课时短等因素，学生难以对实验进行复盘。

2 材料力学实验微课建设

微课以教学视频为核心组成内容，且主题突出、指向明确、相对完整，教学内容可反复演示，通过视频可以将实验仪器、实验操作直观展示，因此非常有助于实验教学，国内外高校已经进行了很多有益的尝试。④⑤

针对材料力学实验教学的特点，结合当前存在的问题，对如何将微课应用到实验教学中进行了探索和实践，从如下四个方面进行微课建设。

2.1 理论知识

材料力学实验教学的目的是通过实验加深对理论知识的理解与掌握、增强实践能力、培养创新意识，因此，关键问题之一就是理论知识的对应，虽然课堂教学也会针对实验进行讲解或者分析，但缺乏针对性，学生仍然不能融会贯通。通过对实验涉及的理论知识录制微课程，学生可以有针对性地对实验单元进行学习，突出实验目的，并能激发实验兴趣。

2.2 实验设备

学生在课堂或者书本中一般只能接触到实验设备的图片信息，最多只能对实验设备有大致了解，缺乏对设备的感性认识。实验员可以针对实验设备的基本信息、实验设备的维护等方面制作微课视频，学生在进行实验预习时，通过自主观看视频加深对实验设备的认识，微课主题集中的特点，可以使学生的注意力集中在某一个主题上，能够有效提高预习效果。

2.3 实验操作

实验设备的正确、熟练操作是有效完成实验教学的前提。以往需要实验员在实验的开始阶段花费大量的时间详细介绍操作步骤及注意事项，减少了学生实际操作的时间。而且，由于学生对实验设备的陌生，对第一次接触设备的同学而言，对操作步骤的理解与掌握具有一定的挑战，若学生对操作步骤未能很好掌握，实验效果将大打折扣。为此，针对实验操作步骤、实验注意事项等录制微课视频，实验员进行亲自演示，并结合实验过程对注意事项进行讲解，特别是针对常见问题，以实际操作场景进行操作演示。学生进行实验预习时，能够有选择地重复观看，这样可以针对不同理解能力的同学因材施教。学生通过真实场景的视频中发现问题、记录问题，当进入实验室进行实验时，可以有针对性地提问，或者进行亲自实验验证。因此，这类微课资源能够提高实验教学效率和效果，且在实验后学生可以通过观看微课资源，回顾实验过程，对实验进行总结，提高学习效果。

2.4 报告书写

实验报告是实验的重要内容，以往需要在实验前由实验员进行现场讲解如何书写实验报告，压缩了学生宝贵的实验时间，因此，将每个实验的报告书写录制微课视频，学生通过微课视频进行预习，在实验过程中集中精力进行实验操作、数据记录，实验后仍可通过微课视频学习如何书写报告，不但提高了报告书写质量，而且提高了实验效率。

3 教学实施

如何将微课视频应用于日常教学是需要解决的一个关键问题。“爱课程”网是教育部、财政部 “十二五”期间启动实施的“高等学校本科教学质量与教学改革工程”支持建设的高等教育课程资源共享平台。材料力学实验室通过在“爱课程”网开设实验课程以组织教学活动，学生可以在“爱课程”观看微课视频、在线答疑、提交实验报告。通过该平台实施材料力学实验的在线教学极大丰富了教学手段，提高了教学效果。

（1）微课资源管理。每个实验有理论知识、实验设备、实验操作、报告书写四个微课视频，由任课教师负责管理这些微课视频资源，学生可以自主选择观看微课视频。（2）课程论坛。学生可以通过课程论坛发表关于实验的帖子，例如鼓励学生针对实验心得发表帖子，加强同学之间的交流。通过论坛实现师生之间的交流互动，将实验教学活动延伸到课外，在加强互动的同时，能够提高学生学习兴趣，拓展学习思路。（3）在线答疑。学生可以在此版块向教师提出问题，教师进行在线解答，特别是学生在课前观看微课视频产生问题时，教师能够及时予以解答，从而保证预习效果。（4）报告提交。通过“爱课程”平台的作业管理模块，学生可以在线提交实验报告，教师在线批改报告，并可将批改后的作业反馈给学生。同时，学生可以查看优秀报告。

4 结束语

由于材料力学实验教学目标明确、内容相对单一且完整的特点，非常适合通过建设微课资源以提高实验教学效果，通过微课能够为学生提供“自助餐式”的实验教学资源，有助于学生对理论知识的理解及实验的掌握，学生可以自主地根据自身情况针对微课资源进行学习，解决了课堂中不容易实现的因材施教问题。通过教学实践表明，微课的应用有效地提高了教学效果。

*通讯作者：彭焕峰

注释

① 李建华，乔箭，陈亮亮.材料力学实验“互动式”教学模式探索[J].实验技术与管理，2013.30（12）：181-183.

② 胡铁生.“微课”：区域教育信息资源发展的新趋势[J].电化教育研究，2011.10（6）：61-65.

③ 张焱.基于校园网的材料力学实验教学平台建设[J].中国教育技术装备，2012（30）：48-49.

④ 吴铁飞.微课与物理实验教学相结合的研究[J].科技视界，2013（30）：142-142.

⑤ 张一川，钱扬义.国内外“微课”资源建设与应用进展[J].远程教育杂志，2013（6）：26-33.