王芳,陈征征
(宿州学院资源与土木工程学院,安徽 宿州 234000)
《工程力学》的主要内容是研究单个杆件的各种受力形态及相应的工程应用,该课程是连接基础理论课与后续设计类课程的重要纽带[1],与工程实际结合非常紧密,在工程教育中有非常重要的地位,是交通工程、地质工程、土木工程等专业的主干课程[2]。
然而随着现代工程领域新技术新方法的涌现,传统教学模式已无法达到理想的教学效果,课时不足、教学方式枯燥、考核方法单一等缺陷日益显现。因此,研究和探索新的学习模式来补充和改善传统教学模式的不足,是当前这类课程教学中亟待解决的问题。
近年来随着计算机和网络技术的发展,网络教学平台在高等院校教学活动中应用越来越广泛[3,4]。网络教学平台最大的特点是可以充分利用碎片化时间进行教与学,这样不仅可以有效解决《工程力学》课时不足的问题,还可以增强学生和老师之间的互动,针对性强[5,6]。基于此,文章结合宿州学院精品线下开放课程项目,探索《工程力学》混合式学习模式,针对课程内容和课程特点,制定相对应的网络教学模块和具体实施策略。
依托我校网络教学平台,将《工程力学》课程涉及的教学资料,如教学大纲、教案、PPT课件及课程参考资料等上传到课程中心实现资源共享,构建网络教学平台。具体的教学模块如图1所示,主要包括课程介绍、理论学习、实践学习及互动答疑等几部分组成。
学生可通过输入个人账号登录网页版随时进行学习,也可借助手机“学习通”软件进行线上预习、复习和提问;教师可随时在线浏览学生留下的问题及时进行答疑。这种线上交流方式解决了《工程力学》课程内容多而学时有限的矛盾,而且不受时间地点的限制,教学灵活,多种多样的表现形式可以激发学生的学习兴趣,提高参与度。
网络教学模块每部分对应的配置内容说明如下:
图1 工程力学网络教学模块
此模块包括《工程力学》课程绪论及教学内容、授课进度表,其中绪论部分主要介绍该学科的发展历史、工程应用领域及最新的发展动态,配合图片和小视频进行说明,让学生对该学科有感性认识,激发大家的学习兴趣;教学内容和授课进度表部分则帮助学生了解具体的课程内容及学时分配等,对《工程力学》的教学思路和学科特点有更清晰的认识,为更好地融入学习做好准备。
该教学模块主要是教师在实际授课过程中的教学材料,包括教学大纲、电子教案、授课PPT课件以及一些相关的参考资料等。学生可随时进行线上查看,课堂上暂时没听懂的知识点课后可进行有效地查漏补缺。同时,即使有部分同学因为请假漏掉部分课程,也可以通过调阅网上资料及时自学赶上进度。
除了常规授课资料,该模块还包括与理论知识相对应的生活现象和工程案例资料,通过视频或图片的形式展现,让学生在掌握基本理论知识的基础上更直观理解其应用原理。例如,讲到静力学的摩擦的知识点时,引导学生思考汽车的轮胎上为什么都有凹凸不平的花纹?千斤顶为什么可以支撑住重物而平衡?讲解力偶时,可以让学生思考如果我们用套筒扳手卸螺母无法拧动时可以采取什么方法等等。部分章节引入的工程案例如下表所示:
部分章节引入的工程案例
此部分围绕《工程力学》教学过程中涉及到的基本实验展开,包括实验要求及具体的实验操作视频,基本实验包括铸铁和低碳钢杆件的拉伸、压缩实验,矩形截面钢梁的弯曲实验和低碳钢试样的扭转实验。学生在进入实际实验室进行动手操作前可通过此部分的教学视频提前熟悉实验操作流程。这样极大改善了之前传统教学实验课时不足的情况,同时避免了老师课堂上讲解实验操作的抽象性,学生的学习兴趣也得到提高。
图2 工程力学实验教学模块
此模块主要包括讨论、答疑及在线测试,是网络教学区别于传统教学最大的地方,也是网络教学最大的优势。主要体现在:
①更好地发挥交互性能。
传统的课堂教学过程中学生遇到疑惑虽然也可以课堂上提出来,但由于学时限制得不到充分的讨论。互动和答疑模块则可以有效改善这一状况,学生在学习过程中遇到任何问题都可以在线上留言或者开展小组讨论,老师在线上给出解答或者进行针对性的点评。这种间接式的交流方式更是为平时比较内向不敢在课堂上表达的学生提供了一个很好的与老师和其它同学交流的方式。不仅能够加深知识的理论,同时可提高他们的交流表达能力。
②线上测试采取多元化考核方式,提高学生综合能力。
高校课程考核方式一般采用的是“30%平时成绩+70%期末考试成绩”的方法,其中30%的平时成绩一般包括出勤、课后作业,最后的期末成绩占70%的比重。这种考核方式造成很多学生平时抄作业、考试前突击背重点来应付考试的现象。不仅专业理论知识掌握不住,高校培养应用型人才的目标也无法实现。而线上测试则可以以多种形式展开,如每个章节结束后根据学生学号设定每个人的阶段性测试题目、一些生活现象或者工程案例的思考论述以及平时的小组讨论等,学生的这些平时成绩和平时表现也将纳入最后的考核中,可比较全面地考查学生对知识的掌握情况。
《工程力学》作为工科类专业学生的一门重要课程,其合理的教学方式对提高教学效果至关重要。虽然传统的教学模式能够较好地实现理论知识的讲解,但也存在教学方法单一、学时受限等弊端。在传统教学中融入网络教学平台开展多种形式的教学活动可有效地克服上述弊端,并且可以极大提高学生的积极性、促进师生交流,更好地完成教与学的过程。《工程力学》的网络教学平台已在本学期的教学中进行应用,当然还存在很多不足的地方,在日后的教学过程中将进一步探讨和补充。