基于慕课资源的混合教学模式在工程力学课程中的应用

杨晓宇

(桂林航天工业学院机械工程学院，广西桂林，541004)

一、引言

高等教育以培养人才、服务社会及科学研究为主要职能。蔡元培说过，欲预知明日之社会，先看今日之校园。可以看到，学校文化具有先导性。在传统教学模式下，教师和学生面对面进行教学，教师讲授核心知识点和技能点，然后让学生根据讲解进行练习。在这样的教学模式下，教师主导课堂，信息显示形式比较单调、呆板，教学效率低下，不利于学生创新思维和创新能力的培养，而且，学生被动接受学习，学习接受程度具有很大的局限性。因此，传统教学模式已经不能适应新形势的变化。在互联网技术高速发展的背景下，学生把更多的目光聚焦在网络资源上，各大高校教师也相继推出网络教学，并对外开放教学资源，这极大地推动了教学模式的改革。2012年，慕课应运而生。慕课(简称MOOC)是大规模开放在线式课程，很多高校教师将授课内容、对课程重难点的讲解及对知识点的理解等录制成视频，将其公开发表在网络上。[1]学生不再只是通过教师的面对面讲解来学习新知识，而是可以按照自己喜欢的授课风格去互联网上寻找相应的慕课资源，这极大地提高了学生学习的兴趣。慕课的发展也给一些高校教师带来了危机感。

开放性是慕课的主要特点之一，即便是普通高校的学生也可以获得名师教学资源。另外，慕课以视频的形式存在于网络中，这样的传播形式决定了学生可以充分利用碎片化的时间学习，既可以激发学生学习的兴趣、发挥学生学习的主观能动性，又可以提升教学效率。可以看到，慕课与传统课程相比有较大的优势。在慕课中，学生可以自主决定学习的时间，选择喜欢的教师。而且，慕课呈现形式多样化，使学生更容易理解知识点，个性得到了极大的发展。[2]然而，慕课也存在缺点，它最大的缺点在于不能像传统教学那样进行交流互动，学生碰到不懂的知识时无法及时向教师请教，这极大地打击了学生学习的积极性。而且，慕课学习对学生的自律性提出了更严格的要求。因此，传统教学和慕课学习需同步开展。学生可先通过慕课进行线上学习，针对无法解决的问题，则可在线下与教师交流。这样的混合式教学一方面可以让学生掌握学习的自主权，另一方面也可以及时解决学生在学习过程中遇到的问题。本文主要对基于慕课资源的混合教学模式在工程力学课程中的应用进行了研究。

二、混合教学模式的构建

(一)工程力学课程的特点

工程力学作为一门工科专业的基础课程，致力于在较少的课时内使学生掌握力学的基本概念、原理，让学生在遇到实际工程结构问题时具备力学思维，为学生进一步自学力学课程打下良好的基础。[3]本课程的教学目标如下：

第一，增强学生工程意识，让学生具备力学基础理论及应用能力，为学生今后学习各门专业课奠基。通过本课程的学习，学生要能对物体进行受力分析、对物体平衡进行判断等。

第二，使学生掌握构件强度、刚度及稳定性评估方法，初步具备产品设计、事故分析等能力，使学生具有解决复杂机械工程问题所需的力学基础知识及进行相关试验的能力。

第三，将思政教育融入力学课程的教学中，把育人和育才结合起来，传递正确的价值观，弘扬爱国精神、奉献精神和创新精神，为培养社会主义高素质技术人才打下坚实的基础。

工程力学是一门基础课程。高等教育中的课程都是围绕服务社会和科学研究进行教学的，工程力学这门课程的开设目的之一便是让学生学会解决实际工程问题。因此，在实际教学过程中，除了讲解理论知识，还要注意培养学生的力学思维。

(二)设计学习任务单，录制视频或寻找优质慕课资源

1.任务分解

将工程力学课程根据总体教学目标进行分解，确定教学大纲，阐明课程的性质与目的，阐明本课程的教学目标、与其他课程的关系、教学内容、基本要求、重点和难点、拟安排的学时等，将教学任务分解成多个教学子任务，并为每个子任务编制学习工单。

2.知识点讲解设计

工程力学里有许多概念。这些概念很多都是晦涩难懂的，如果只是对照着书本阐述一遍，那么部分学生可能无法理解。教师应提前设计好对概念进行深入解释的案例，帮助学生理解。比如，在讲解静力学的基本原理时，教师需要先让学生了解什么是原理。“原理指的是人们在生活和生产实践过程中总结出来的经验，它被反复检验并确认符合客观实际。”比如，力的可传性原理指的是作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。在讲解这个原理的时候，我们可以举一个生活中常见的例子来帮助学生加深对这个原理的理解。如用同样的力在后面推桌子和在前面拉桌子，产生的效果是一样的，即桌子会以同样的状态往前移动，通过对这个例子的讲解，学生对力的可传性原理会有个更直观的认识和理解。

3.录制视频或寻找优质慕课资源

慕课最大的特色就是规模大，很多高校的教师都会参与慕课视频的录制，且投放慕课资源的平台也很多。这也意味着慕课资源的质量参差不齐。不同院校的办学理念和侧重点不一样，有的培养的是应用型人才，有的培养的是技能型人才。高校在开发慕课的时候会参考培养理念。另外，当下很多慕课其实也只是将课堂教学过程录制下来，再将其投放到网络上，并不符合慕课的特点。真正的慕课是对知识点的引导，追求短小精辟、有趣有料，是对以往教育形式的突破。[4]因此，教师需提前对这些慕课资源进行筛查，选出优质的慕课资源。在优质慕课资源的基础上，教师需结合本校的教学特点及之前设计的知识点进行讲解，增加或删减相关内容，以更贴近本校实际教学要求。慕课视频的内容通常比较精简，学生可以利用一些碎片化的时间，根据自己的状态主动选择学习。慕课主要对重点的概念和公式进行讲解，引导学生进行预习。同时，为了检验学生对知识的掌握程度，需要添加相应的练习题目，让学生练习。

(三)线上慕课

慕课学习使学生在学习的选择上有充分的时间和空间自由，同时，过分强调开放性对学生的自律性提出了更高的要求。因此，需要有引导及监督机制来督促学生完成慕课的学习。采用QQ及超星“学习通”两个平台完成慕课学习的引导和监督被证明具有良好的效果。[5]QQ可用于发布通知，布置任务，引导学生学习。学生的学习时间一般不指定某一特定时间，而是给予一定的期限，让学生在这段期限内结合自己的状态自主决定完成学习的具体时间。慕课资源、教学视频、课件等则存放在超星“学习通”上。该软件有较好的记录和统计功能，教师可以随时查看学生的学习进度。学生慕课学习完成情况直接与平时成绩挂钩。

学生在慕课平台上学完一节课后需完成对应的作业，作业的完成效果直接反映学生对知识点的掌握情况。教师在进行课堂教学之前，可结合作业了解学生的学习情况，有的放矢，重点讲解学生认为的难点，即教师不重点讲解自己认为的难点，而是以学生为导向，转被动为主动。同时，教师要鼓励学生对慕课教学效果进行点评，找到最受学生欢迎的教学风格，为后续教学水平的提升提供依据。

(四)课堂教学实施

慕课主要对重点的概念和公式进行讲解，练习题以选择题和填空题为主，而工程力学这门课除了要掌握概念外，更重要的是学会解决问题，如会进行受力分析、对材料强度进行校核等。因此，课堂教学主要侧重以下几个方面：

第一，对课前练习的参与率与正确率进行统计，对正确率低的知识点进行重点讲解。同时，设置学生提问环节，鼓励学生主动提出学习中碰到的问题，进行公开答疑。

第二，强化学生力学思维，提升学生解决问题的能力。工程力学中计算题大多给出了力学模型，学生针对该力学模型进行受力分析。然而，针对实际问题，学生需要自己确定实际问题的范畴、次要因素及主要矛盾，简化问题，创建代替实物的力学模型，明确该模型所使用或隐含的基本假设。如果没有进行相应的思维训练，那么很多学生难以完成这些工作。因此，为了提升学生解决实际力学问题的能力，需有针对性地进行练习。

第三，计算题的讲解和练习。工程力学的任务主要为研究结构受力状态和工程构件失效等问题。这些研究任务侧重解题思路和步骤，而解题思路和步骤难以在线上进行演示和考核。因此，教师的线下教学应重点讲解解题思路和步骤，同时给学生布置课堂练习作业，鼓励学生上台演示解题过程，借此了解学生对知识点的掌握情况及教学过程中容易疏忽的知识点。

三、混合教学模式效果分析

混合教学模式极大地提高了学生的自主学习能力，通过对学生进行的阶段性测试可知，学生的整体学习效率得到了提高。此外，经过慕课的先导学习，在课堂教学过程中，学生参与度更高，课堂气氛更加活跃。

需要注意的是，虽然学生的整体学习效率得到了提高，但仍有部分学生学习兴趣没有增强。这部分学生在线上学习时走马观花，应付了事，导致在线下课堂学习过程中难以跟上教师的节奏，无法理解和掌握要学的知识。而在查看这部分学生的慕课学习进度及作业正确率的时候，他们的表现却十分“喜人”。学习进度体现出来的“完成”可以通过挂机实现，即只是把视频打开即可。而慕课的课后作业，学生可以通过各种途径获得答案，上面显示的正确率在一定程度上会与实际情况有所偏差。也就是说，“学习通”软件上记录和统计的作业正确率与实际情况可能会有很大的偏差，而教师的课堂教学却又参考了作业正确率，这样的结果会加剧两极分化，即学习能力强、自律性高的学生，通过这样的混合教学模式，学习效率会得到提高，而那些自律性较差的学生因在慕课上的学习只是走马观花，所以很难跟上课堂教学进度。单纯地通过打卡进行监督并不能很好地解决这个问题。如何构建更加严格的监督机制将是今后要重点解决的难题。

四、结语

当前，“互联网+”时代已经到来。慕课作为“互联网+”在教育领域的产物，对我们的学习和生活产生了巨大影响。通过对工程力学的课程教学实践研究发现，基于慕课的混合教学模式既激发了学生学习的主观能动性，又提高了教师的教学效率。但从实践结果看，基于慕课的混合教学模式仍然存在一些问题，需要进一步解决。此外，互联网的发展还衍生出很多新兴技术，如虚拟现实技术(简称VR)。VR利用电脑模拟一个虚拟世界，该虚拟世界不是平面的，而是三维空间，使用者在视觉、听觉等方面都会有与在真实世界相同的感受，所以如身临其境一般。随着VR技术的不断成熟，后续可考虑将其引入慕课建设中。