基于微课的《工程力学》信息化课程建设的探究

任永力 成 刚 左成光

（贵阳学院化学与材料工程学院，贵州 贵阳 550005）

0 引言

伴随着网络时代的普及，各高校已经建立了较为完善的校园网。 利用高校校园网开展教学，把教育信息化已经成为实现高等教育现代化的重要技术路线。所谓教育信息化，就是在开放教育观的指导下，依托现代信息科学与技术对知识载体及知识传播方式带来的革命，使整个教育系统从宏观教育规划、战略、管理到微观学习环境、学习模式、课程体系、教学方法、质量评价模式，全面实现信息化改革[1]。利用网络进行信息化教学离不开网络课程资源的设计和应用，所以，目前各级各类高校教学改革和课程建设的重要工作就是进行高校信息化课程资源建设。

微课以其“主题突出、短小精悍、交互性好、应用面广”等特征，作为一种新型的信息化课程资源呈现在了人们面前。 微课是以8～10 分钟的教学视频为主要载体，针对某个学科知识点(如重点、难点、疑点、考点)或教学环节(如学习活动、主题、实验、任务等)而设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的在线视频课程资源[2]。 这种资源形式完全迎合了教育信息化时代的要求和大众心理，已经成为高等教育改革和发展的重要动力。

2010 年，佛山市教育局首次正式给出“微课”概念并开展了一系列“微课”建设实践与应用研究，十余年间，“微课” 以各种形式在我国高校如火如荼地发展。 但是，目前高校微课的应用显然还是不尽如人意的，主要表现在：一是高校微课功能定位偏向于教师专业发展，而忽视对学生学习的支持[3]。主要原因在于高校微课大多以参加微课教学比赛为目的，在此过程中帮助了教师专业发展，但是对微课帮助学生自主学习方面却导向欠缺。 二是微课资源太散，没有形成系列化、专题化和课程化微课程资源。 不能形成学科范围内的系列化和专题化，甚至单一学科知识也无法系统化和结构化，这也是一个不容忽视的问题，要想站在建构主义认识论的角度， 真正以学生为认知的主体、切实体现信息时代数字化资源在教学中起到的作用，必须开展以“某一门课”的系统教学活动为目的或者以“某一专业学科”的学生培养为目的，展开系统的微课设计及微课资源的开发工作[4]。

本研究以我校材料科学与工程本科专业（36 课时）和科学教育本科专业（72 课时）专业基础课《工程力学》为载体，以该门课程典型的、有代表的两个内容进行微课录制，选题1：约束及约束反力；选题2：力向一点平移定理及其应用。详尽地展示了微课教学资源开发过程中脚本的制作，展示了知识体系范围内的微课教学设计及研究，以期对类似的课程建设起到借鉴和有益参考。

1 工程力学课程简述

本研究选用《工程力学》（静力学和材料力学）（第3 版），为“十二五”普通高校教育本科国家级规划教材，出版社为高等教育出版社，由唐静静、范钦珊编著。 本教材由静力学篇和材料力学篇组成。 静力学篇主要以刚体为研究对象，包括静力学基础、力系的简化和静力学平衡问题3 章；材料力学篇主要以弹性体为研究对象，包括材料力学的基本概念、轴向拉伸与压缩、圆轴扭转、弯曲强度、弯曲刚度、应力状态与强度理论、组合受力与变形杆件的强度计算、压杆的稳定性问题、动载荷与疲劳强度简述9 章。 静力学是研究材料力学的基础，材料力学是静力学的延伸和具体应用。 两个部分有很强的相互关联性，知识结构体系如图1 所示。

《工程力学》课程是我院材料科学与工程（36 课时）和科学教育本科专业（72 课时）的技术基础课，该课程在相关学科的知识架构中，处于连接基础知识和专业知识的重要一环，其中的一些理论和方法不仅可以满足后续课程的需要，而且可以直接应用于工程实践，本课程的先修课程为高等数学、机械制图、大学物理，后续课程为机械设计基础。 这是一门典型的理论与实践相结合的课程，也是学生一致认同的一门较为难学的专业基础课程之一， 主要有两个方面的原因：其一，工程力学包括材料力学和理论力学，综合知识点多且教学课时较短，学生不能通过课堂教学完全理解；其二，工程力学的前后贯穿性强，对学生的物理和数学知识要求较高，以判断扭矩方向以及内力方向为例，用到右手螺旋法则时，基础差的学生会出现知识脱节现象[5]。 该课程旨在培养工科类专业具有扎实的力学基础知识、一定的设计能力、知识面宽、适应性强、解决工程问题能力的高级工程技术人才。

2 微课制作过程

微课的制作的基本上可以分为三个阶段：（1）制作前期，包括选题、教学设计、课件设计、教具准备、微课脚本制作；（2）制作中期，包括场地选择、设备调试、视频录制；（3）制作后期：视频剪辑、教学反思、资源拓展和资源上网。每个环节可以说是一环扣一环，都是非常重要的。其中，微课脚本制作犹如电影拍摄过程中的剧本创作，这是微课制作是否成功的关键所在。这需要视频拍摄的技术人员与任课教师反复沟通， 一个从教学方面解决问题，一个从拍摄技术方面进行有效补充，使两者结合，可以发生良好的化学反应，给人们呈现较为完美的教学内容。 接下来，笔者将展示“约束与约束反力”微课制作脚本，以供参考。

《约束与约束反力》和《力向一点平移定理》是《工程力学》这门课程典型的、有代表的内容，本研究进行针对性微课教学设计，微课脚本制作，尽量“小（微）而精”， 录制了微课视频， 进一步厘清了微课制作的思路，如表1 所示。为有效解决教与学过程中的重点、难点、疑点、考点等问题和我校探索信息化教育教学模式提供了一定的资源[6-7]。 在后期的工作中，应该以微课视频库为教育资源，建立高质量的线上金课，改进教学流程，创新教学形式和教学方法，改革评价方式，以实现优质教学资源共享，从而达到了使教学过程中重点、难点突出，学习模式更加多样化、趣味化，加速个性化教学和信息化课程建设的落实。

图1 工程力学知识结构体系

表1 “约束与约束反力”微课制作脚本