对分课堂在材料力学教学中的探索与实践

周晓敏 孙政

摘要：材料力学是众多工科专业的重要基础课程之一，其涉及知识点复杂抽象，传统教学方式较为枯燥，不易于学生理解。将对分课堂引入材料力学的实际授课中，实践表明：對分课堂能够提高学生在教学环境中的参与度、帮助学生更好地理解力学概念、易于扩展学生思维而其将力学公式与实际工程相结合，达到了提升学生学习兴趣、激发学生创新意识、提升教学效果的目的。

关键词：材料力学；对分课堂；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）16-0145-02

材料力学是理论力学的后续课程、结构力学的前期基础课，是工科专业的重要基础课程之一，其课程难度大、内容与实际工程结合不直观，一直被认为是相关专业学生头顶的“三座力学大山”之一，而在土木工程专业培养方案改革中，为了保证与更高工程相关度课程的课时量，力学类课程的教学课时再不断地被压缩，但课程难度以及后续课程对力学知识的需求却并未减少，因此导致教学难度在不断的增加[1]。

一、传统材料力学教学存在的问题

材料力学是一门纯理论性课程，虽然在工程中有较多的应用，但在课堂教学过程中很少有涉及，因此导致学生对课程在工程中的实际应用情况存疑，缺乏学习的主观能动性。材料力学典型的研究对象的是变形杆件结构，与学生先前课程所学内容的研究对象有本质上的区别，甚至有同一个力学名词在先开课程中与材料力学中概念不一样的情况发生。同时，材料力学对学生的数学水平及空间想象能力要求较高，特别是后期涉及到应力单元体及组合变形问题后，教师仅依靠板书、PPT很难帮助学生有效理解。而且，力学课程一般是大班授课，在教师精力及课时量都有限的情况下，无法了解每一个学生的学习状态。

同时，由于目前国内普通高校学生的自我管理能力普遍较差，学生较难能够愿意在课后复习以加深课堂所学内容，因此传统教学方法难以解决以上问题，慕课及翻转课堂虽然能够解决一部分问题，但这两种教学方法要求学生有较强的自律性和自学能力。

二、对分课堂简介

对分课堂是复旦大学心理系张学新教授提出的一个课堂改革方法，其主要目的是激发学生的自主学习能力，提高教学质量及教学效果[2]。其核心理念是将一半课堂时间分配给教师进行讲授，另一半时间进行交互式学习，将课堂时间进行对半分配。简单来说，就是将课堂教学分为三个过程，分别为讲授（presentation）、内化吸收（assimilation）和讨论（discussion）三部分，简称PDA课堂。2014年春季，张学新在复旦心理系本科二年级课堂上首次尝试对分课堂，效果良好[3]；之后对分课堂被应用于大学英语及思想政治等文科性质的公共课中[4-6]；在工科类课程的教学中，对分课堂也取得了一定的应用，教学效果优于传统教学方法[7]。

三、对分课堂在材料力学中的应用

材料力学课程与英语或思想政治等基础类课程有所不同，其主要考察的是学生对于公式概念的掌握和应用程度，并引导学生与工程实际的相结合，内容难度阶梯式增加。根据课程特点，笔者结合了传统教学法与对分课堂教学法，选用了混合式教学方法，针对不同难度的知识点和内容采用的对分方式不同。

对于内容连贯性强，难度大的内容主要采用传统教学法与隔堂对分方法，在第一个课时讲授课程内容，课程后期提出问题思考，第二个课时的前半程供学生就此问题进行分组讨论，并进行小组展示，后半程点评小组表现、讲解问题。同时，由于复杂力学例题的正常解题时间可能要大于45分钟甚至有时需要60分钟以上，某些难度较大的例题被以作业的行式留作学生课后思考。因此，需要采用隔堂对分，即在本周的第一次课中的第二个课时末期提出问题，在第二次课程的第一个课时进行讨论及展示。

对于内容比较独立且理解困难的知识点主要采取以下两种对分方式：（1）3分钟对分：适用于单个知识点的理解。1分钟提问后自行思考，1分钟与同桌讨论理解情况，1分钟回答问题。（2）当堂对分：适用于较综合知识点的理解，将一次课中的两个课时对分，采取第一个课时采用传统教学方法，对知识点拆分讲解，中间不提问，直接讲解重点，第二个课时提出问题，其中前15分钟让学生自行思考，中间15分钟为讨论时间，后15分钟用于结果展示。

四、对分课堂在材料力学中应用效果

课程结束后，以问卷调查的形式调研了学生对对分课堂教学形式的评价，结果表明，83%的学生认为能够帮助他们更好的理解概念，提高了主动学习的动力，而且可以活跃课堂。12%的学生认为对分课堂与传统教学法相比优势不明显，对他们的思维方式的提升效果不明显，但因为思考题的布置，学习主动性相较别的课程的确有所提高。5%在认为不能适应新教学方法，课程进行阶段不愿意配合教学，希望继续采用传统教学方法。

以最后考试成绩检验此方法的实际应用效果，在同专业平均挂科率为15%的情况下，采用对分课堂教学的试点班级挂科率为5%，且试点班级材料力学课程平均分高于同专业同课程平均分约10.3分。

综上，对分课堂应用于材料力学的教学可以提升教学效率，将教与学完美的结合：从教的角度，提高了课堂的融合度及教学效率；从学的角度，提升了学生的主动思考的能力及学习效率。但是，传统教学方法依然是主流教学方法，在对分教学中不能对其全盘否定，因此，应根据教学过程中出现的不同情况调整教学方式，以保证对分课堂的效果。

参考文献：

[1]沈玉凤，王厂，许英姿，刘露，谭敏.网络环境下《材料力学》课程多元混合式教学模式探析[J].中国教育信息化，2016，（20）：34-37.

[2]蔡清.“对分课堂”教学模式中的管理学原理分析[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2017，（01）：91-92.

[3]张学新.对分课堂：大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛，2014，（05）：5-10.

[4]赵婉莉，南娇鹏.大学英语“对分课堂”教学模式的实践与探索[J].陕西教育（高教），2016，（05）：40-42.

[5]董平，郭小洲.对分课堂学习模式：大学生思想政治教育的创新探索[J].黑龙江高教研究，2017，（06）：120-123.

[6]王明媚.对分课堂在大学英语课程教学中的实践与反思[J].高教论坛，2016，（08）：66-68.

[7]冯瑞玲，刘建坤，沈宇鹏，魏静，田亚护.“对分课堂”在《路基工程》理论教学中的实践与思考[J].教育教学论坛，2016，（46）：107-109.