移动互联网环境下“工程力学”教学模式探索

陈飞昕 李纬华 刘钰贤 温雨丹

摘要：文章基于移动互联网技术，探索对“工程力学”的混合式教学设计。结合碎片化学习和课程的整体性知识体系特点，在概念群的基础上重新构建课程教学模式。重点探讨了教学三阶段的分工及相互配合，以及移动设备上的微课堂设计问题。

关键词：移动互联网；微课堂；混合式教学

互联网技术，特别是移动互联网技术的飞速发展，带来了信息传播方式的巨大改变，也引起人们学习方式的变革。网络资源，一方面以极大的增长规模为学习者提供信息获取的便利，另一方面，时间、空间以及注意力的碎片化也引起了阅读和学习的碎片化。碎片化学习，是移动互联网发展时代的一种必然趋势，其特质在于信息以及学习实践的零散性和注意力的不连续持续性[1]。与传统的学习方式相比，这种学习方式所带来的便捷性并不能完全掩盖其对知识体系整体性认识的劣势。因此，在此技术背景下，一贯强调学习系统化的“工程力学”课程，有必要研究新的学习模式，以达到对知识掌握的整体性和有效性的统一。

1 课程的特点和现状

“工程力学”是一门整体性很强的课程，旨在培养学生对设计参数的定性理解。本课程研究构件的受力分析以及在力作用下的强度、刚度及稳定性表现，涉及的知识点繁多，计算量较大，往往是理工科基础教学中的难点。在传统教学中，课内的理论教学和课后的习题演练，往往占据了学习者的大部分时间和精力，由于课时所限，师生之间的互动较为缺乏，造成新内容还未来得及掌握，学生就忘记旧内容的情况。而课后的习题演练，也往往出现生搬硬套、缺乏思考甚至抄袭的问题。

随着网络化技术的普及，很多研究者在探索课程教学的有效性上做出了尝试，例如辅助动画演示、微课设计、课程网站建设、慕课平台构建等，力图将传统教学和网络技术相结合，达到课前一课中一课后的教学阶段形成连续性教学整体，并实现师生的互动[2]。这些尝试，都在教学中获得一定的效果验证。然而，“工程力学”课程知识体系的整体性特点，决定了在教学技术手段上，无法仅仅依靠单一的方式来达到教学效果的有效提升。根据教学阶段的转换，合理有效地结合不同互联网承载体，探索混合式學习模式，是本课程教学研究中的一个重要工作。

2 混合式教学模式设计

鉴于“工程力学”课程的内容相对较多，需要在教学的3个阶段各有侧重，形成有效配合，共同完成教学目的。笔者在实践中，曾经探索形成基于概念扩展的力学教学方式，即通过强调对重要概念的学习和前后贯穿，形成学习的主要知识链。在这种教学理念中，重要概念的学习往往是讲授的重点，而通过概念进行扩展知识的学习则是对学生类比能力的训练。以常见约束的授课内容为例，帮助学生建立约束的概念，集中理解约束的特点，从而根据其特点的变化扩展出常见约束类型等知识点，如图1所示。

在概念教学法中，概念的理解是课程学习的重点，而一般来说，力学体系中的概念阐述，往往属于微知识点，可以独立出来进行理解。这就符合微课教学理念中的小而集中的特点。而工程常见约束类型则是一个相对扩展的知识面，可以通过类比讲授进行。进一步地，要理解约束的特点，甚至知道如何进行工程约束的简化，就需要更多的工程动画演示等教学手段。综合以上分析，可以在“工程力学”的3个教学阶段中，进行混合式教学设计，按照“小概念、引知识、扩应用”的步骤，逐步设计课前一课中一课后教学侧重点，并根据每个阶段的目的，选择相应的教学技术手段，如图2所示。

基于该教学设计，可以有针对性地选择合理的教学手段。在课前，需要对重要概念的定义、特点等进行具有聚焦性的介绍，此类内容结尾小而精的部分，可以进行持续时间较短的微课堂设计，可以有效利用学生的时间，展开碎片化学习；而课中，在重要概念的基础上，进一步扩展理论知识，并进行习题演练，则更多地强调学生类比思维方式的训练和师生面对面的互动；课后的学习较为注重知识的扩展，主要是应用型教学中，对工程应用方面案例的介绍以及复习资料的选择，这时容量相对大而具体的课程网站方式更符合教学需求。

3个教学阶段，通过互联网技术紧密结合起来，围绕概念中心教学法实施教学过程。

3 在微信平台支持下的微课堂设计

在以上的教学设计中，课内的讲授教学和课后的网站建设，已经有很多文献对此进行研究，在此不做多述。而课前的微课堂设计，则更为注重实现碎片化学习的有效性。在碎片化学习中，需要更多地依赖移动互联网设备，实现短时、随时、反复的碎片阅读。这就要求对阅读材料进行有效的设计[3-5]。

碎片阅读的材料设计中，鉴于工科理论知识的特点，可以采用音、文、图、视等直观手段同步进行的方式，来反复强调知识点的特征，这就要求素材内容的丰富[6]。同时，考虑到移动端设备容量和移动网络的流量问题，在素材的制作上又要求格式的精简。有鉴于此，在教学实践中，通过比较，笔者选用微信公众号进行微课堂的承载平台，并进行微课堂设计，如表1所示。

根据表1的设计，笔者完成“工程力学”乐学平台公众号的设计，以刚体的定轴转动进行微课堂设计，如图3所示。

4 结语

在移动互联网环境下，结合移动端微信平台、课程网站和传统课堂教学的分工配合，可以实现线上线下混合教学模式，有利于连接3个教学阶段，让教学内容形成以概念为主线的知识链条，从而在每个阶段中有针对性地解决教学难点和重点。但是，在教学过程中仍然要注意：（1）技术手段始终是服务于教学内容，在教学过程中，要始终明确每个阶段的教学目的和内容。（2）“工程力学”学习的难度要求在教学过程中要突出教师的主导地位，但是也不能忽视在技术层面上实现师生的互动交流，例如微课堂的素材上，也可以组织学生参与。（3）本文的设计是建立在教师对“工程力学”知识整体的把握和概念群的剖解基础上的，需要教师对课程内容进行基于概念的详细体系分解和重构体系。

[参考文献]

[1]姜宛彤.以问题解决为导向的微课程设计与组织研究[D].长春：东北师范大学，2017.

[2]朱守业.面向移动学习的课程设计和学习模式[J].中国电化教育，2008（12）：67-70.

[3]刘淑婷.基于微信公众平台与翻转课堂的混合式教学改革[J].微型电脑应用，2018（4）：27-29，62.

[4]叶璟，刘超男.基于微信及微信公众平台的翻转课堂教学模式研究[J].大学教育，2016（3）：33-35.

[5]闫晓甜，李玉斌.微信平台支持下的高校微课程设计与应用研究[J].中国远程教育，2015（7）：52-57.

[6]傅天泓.“互联网+”时代多媒体技术微课教学的应用初探[J].无线互联科技，2017（22）：101-102.