网络环境下混合式教学模式在材料力学课程中的应用

刘灵灵 刘佳

[摘 要]结合互联网时代教育教学的特点，文章探讨了将传统课堂授课、微课和翻转课堂相结合的混合式材料力学教学模式，并在此基础上进行了考核方式的改革。学生的学习成绩得到显著提高，教学改革取得了良好的效果。

[关键词]材料力学;混合式教学;翻转课堂;微课

[作者简介]刘灵灵（1979—），女，河北石家庄人，工学博士，石家庄铁道大学工程力学系副教授，主要从事智能材料的断裂力学问题研究;刘 佳（1978—），男，河北石家庄人，法学硕士，石家庄信息工程职业学院物流管理系讲师，主要从事中西方哲学史问题研究。

[中图分类号] G642.41[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）27-0264-02[收稿日期] 2019-10-28

一、引言

材料力学是各高校众多工科专业学生必修的专业基础课程，它为后续专业课程的学习奠定必要的力学基础，同时使学生拥有初步运用基础力学知识解决工程实际问题的能力。国内大部分高校的工科专业都是沿用苏联力学家铁木锌柯的材料力学教材课程体系[1]，其课程特点是理论讲解详细，公式推导烦琐，理解较为困难。

从历年学生学习情况看，该课程学习效果不好，平均分偏低，不及格率高。原因如下：首先，随着各专业人才培养计划的调整，材料力学课程的学时不断被压缩，要在较少学时内把抽象的知识讲解清楚，对教师提出了巨大的挑战;其次，随着高校的扩招，生源质量逐年下降，学生的基本数学素养整体不高，学习效果自然不会好;再次，传统的授课方式是以课堂教学为主，重理论，轻应用，这种模式使得学生只能被动地接受知识，很难有效调动其学习的积极性，不利于学生个性的发展和综合素质的培养。综上所述，材料力学课程改革势在必行。随着教育信息化的不断普及，学习的主动权应还给学生，充分尊重学生学习的主体地位，混合式教学模式便应运而生。该模式将面授学习和在线学习的优势相融合，从而达到最佳的学习效果[2]。混合式教学模式是教学理念的一种提升，这种提升使得学生的认知方式发生改变，教师的教学模式、教学策略和角色都会发生变化[3]。

本人结合材料力学课程特点，根据不同的教学内容，打破传统单一传授知识的教学手段，采用传统方式、翻转课堂、微课等多种方式相结合的教学模式，形成适合课程特点、教师教学风格和学生学习习惯的教学模式，并对考核模式做了相应的改革，取得了良好教学效果。

二、网络教学平台建设情况

随着信息化教学的普及，线上教学的优势明显，主要体现在以下几个方面：首先是内容的丰富化，教师通过海量网络资源，为学生提供了大量的学习资源;其次是学习的灵活性，教学活动可以在任意时间和地点进行，每位学生可根据自身情况确定学习时间、内容和进度;再次是教师辅导的个性化，学生和教师可以通过网络平台进行实时交流，教师根据学生的反馈调整教学内容，学生依据自身需要获取知识。材料力学网络教学平台建设目的是为了提高学生的学习兴趣，增强教师与学生之间的互动[4]，改变过去单一的满堂灌教学模式，同时加强学生获取知识、交流信息和解决实际问题的能力。课改之初，教师在网络教学平台上搭建了材料力学课程网站，用以提供课程的线上学习资源。

教学平台的核心资源是微课视频，传统授课模式是按照教材的课程体系讲解，是内容连贯而庞杂的有机整体。如何在庞杂的授课内容中抽离出一小块内容用于制作微课视频，原则是要保证内容相对独立，同时为增加学生的学习兴趣，要尽量提高视频内容的趣味性和实用性，需要教师在课改之前制定完备的课程实施计划。

上课之前，将课程内容碎片化处理，基本概念仍采用传统讲授模式，选取课程中重要又易错内容作为微课内容。课件制作要保证内容简明扼要、独立完整，时长尽量控制在10分钟左右。视频录制完成后，选中之前建立的课程目录中微课视频所涉及的内容，点击编辑按钮上传对应的微课视频。

三、翻转课堂的实施情况

翻转课堂是近幾年发展起来的一种广泛流行的教学模式，其基本思想是：借助网络信息技术，将传统教学过程翻转过来，课前学生通过观看视频、查阅相关资料、与教师和同学进行在线交流等方式进行学习，课堂上教师把主要时间用于与学生交流和讨论，指导完成作业等[5]。翻转课堂是一种全新的教学模式，开课之初需要对学生进行动员，告诉他们翻转课堂的一些特点;同时精选一些典型的作业题与之前录制好的微课视频内容相对应。作业题内容的选取非常重要，既不能太简单，也不能理论性太强。为了提高学生学习兴趣，增加翻转课堂的活跃程度，要尽量选取一些趣味性较强、与生活或工程实际联系紧密的习题作为翻转课堂的内容。具体部分实例如下：

实例1：讲到弯曲应力时，有一个实际问题，如何将圆截面木材加工成矩形截面，使梁的承载能力最大？这一问题早在宋朝就有一位工程师李诫已经给出了答案：“凡梁之大小，各随其广分为三分，以二分为厚。”结合材力知识，考虑强度和刚度要求，精确的高宽之比分别为1.414和1.732。按李诫的经验，他的结果是1.5，介于上述结果之间，充分考虑了强度和刚度要求，这个问题体现了古人的智慧。由例题的分析增加了学生的民族自豪感，同时让学生明白材力知识并不是枯燥的理论讲解，它是非常有用的学科，进而提升学生的学习兴趣。

实例2：两个体重是800N的人，要通过一座独木桥，两人需要如何配合才能过桥？这是一道生活实际问题和财力知识相结合的好题。学生在讨论当中并没有给出准确答案，但是通过讨论开阔了视野，提高了分析和解决问题的能力，课堂上通过教师讲解解题思路，学生有一种豁然开朗的感觉。

在进行翻转课堂教学之前4—5天，将相关内容微课和作业题上传至网络教学平台，并通知学生完成相关内容的学习;上课前1—2天，让学委收齐作业，教师认真批改并总结学生的学习误区，及时调整上课内容。由于是新学内容，学生若想把作业做好，必须在课下花时间去准备，这样的学习模式就由被动接受变为主动探索。课中让学生到黑板上讲解作业题，并与班级其他同学展开讨论，同时中间穿插教师的实时点评。上讲台讲解的学生是随机抽取的，学生上课都十分紧张，也使得他们在课前必须做好充足的准备，从而提高了上课的教学效果。结合学生的讲解情况，教师应及时调整授课内容，学生普遍掌握的内容课上一笔带过，学生预习遇到的难点课上着重讲授。总之，混合教学成败的关键，个人认为就在于对学生预习效果的检测及后续课上内容的调整，必须加以重视。

针对课程最终考核形式，教师也进行了相应的改革，改变了过去“一考定乾坤”的传统考核方式。课程考核加大过程考核比重，分为过程性考核和期末考试成绩两部分。其中过程性考核成绩分为平时作业、上课出勤率、课堂表现等，各占10分，期末考试卷面成绩占70分。

四、结语

经过近两年的改革实践，个人认为针对材料力学这门理论性较强的课程，适合采用混合式教学模式，该模式解决了学生课后抄袭作业现象严重等问题。学生也一致认为翻转课堂上及时解决问题的方式加深了他们对知识的理解，课堂互动多，课堂气氛活跃，提高了自己的学习积极性。该模式充分满足学生个性化学习的需要，促进学生自主学习能力的提升。从期末考核情况看，成绩比往届有所提高;对后续专业课程的良性影响也十分明显。通过本次课改，学生的自学能力、口头表达能力、逻辑思维能力都得到相应的提高。然而，材料力学课程改革是一项长期的、复杂的研究课题，只有不断摸索总结，才能提高教学质量，取得理想的教学效果。

参考文献

[1]司鹄.材料力学课程教学体系改革研究与实践[J].高等建筑教育，2005（1）：62-63.

[2]刘露，沈玉凤.基于信息化的材料力学混合式教学模式的实践[J].大学教育，2018（1）：63-66.

[3]沈玉凤，王厂，许英姿，等.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.

[4]贾杰.基于网络教学平台的材料力学课程教学改革[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2013（5）：48-49.

[5]黄田富，胡志彪，吴粦华，等.翻转课堂教学法在《材料力学》课程教学中的应用[J].龙岩学院学报，2015，33（5）：112-116.