微課在材料力學實驗教學中的應(yīng)用探索

張焱 彭煥峰

摘 要 微課作為一種新的教學模式正逐漸在教育領(lǐng)域興起，具備獨立性、完整性、示范性等特點，因此以視頻為載體的微課能夠在實驗教學中發(fā)揮重要作用。針對當前力學實驗教學存在的問題，對如何將微課應(yīng)用于實驗教學環(huán)節(jié)進行了探討，教學實踐表明，微課的應(yīng)用能夠有效提高實驗教學效果。

關(guān)鍵詞 微課 材料力學 實驗教學

中圖分類號：G424文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.032

Application and Exploration of Micro-lecture in the

Material Mechanics Experiment Teaching

ZHANG Yan[1]， PENG Huanfeng[2]

（[1] School of Material Engineering， Nanjing Institute of Technology， Nanjing， Jiangsu 211167;

[2]School of Computer Engineering， Nanjing Institute of Technology， Nanjing， Jiangsu 211167）

Abstract As a new teaching mode， micro-lecture is gradually blooming in the field of education. It has the characteristics of independence， integrity and demonstration. Therefore， micro-lecture whose carrier is video can play an important role in the experiment teaching. In view of the current problems of mechanics experiment teaching， how to apply micro-lecture to experiment teaching is discussed in this paper， and the teaching practice shows that the application of micro-lecture can effectively improve the effect of experiment teaching.

Key words Micro-lecture; material mechanics; experiment teaching

0 引言

材料力學實驗是力學課程中必不可少的實踐教學環(huán)節(jié)，通過對應(yīng)的實踐操作，學生在強化基本操作技能的同時，能夠加深對課堂所學理論知識的理解，同時對培養(yǎng)工科學生用科學的方法來研究處理實際問題的能力， 培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新意識， 提高學生的綜合素質(zhì)也有著極其重要的作用。①

微課是指按照新課程標準及教學實踐要求，以視頻為主要載體，記錄教師在課堂內(nèi)外教育教學過程中圍繞某個知識點或教學環(huán)節(jié)而開展的精彩教與學活動全過程。②在日常教學中，微課已經(jīng)發(fā)揮了越來越重要的作用，成為常規(guī)教學活動的有益補充，教育主管部門及各高校都非常重視微課的推廣，例如由教育部全國高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓中心主辦的全國高?！拔⒄n”教學比賽，不少省市的教育主管部分也建設(shè)了微課網(wǎng)。

南京工程學院材料力學實驗室承擔全校力學課程的實驗任務(wù)，教學任務(wù)繁重，為提高實驗室的教學組織能力及綜合服務(wù)能力，已建設(shè)材料力學網(wǎng)絡(luò)化實驗教學平臺，有力地提高了實驗室的教學管理水平。③但具體的實驗教學中，由于學生多、設(shè)備少，且設(shè)備大多屬于大型實驗設(shè)備，學生一般第一次接觸設(shè)備，實驗操作并不熟練等原因，造成實驗效果并不理想。本文針對當前實驗教學存在的問題，對如何將微課應(yīng)用于實驗教學環(huán)節(jié)進行了探討與實踐。

1 當前實驗教學中存在的問題

1.1 課前預習不充分

學生在實驗前需要明確實驗目的、實驗內(nèi)容、實驗步驟等信息，驗證型實驗需要掌握對應(yīng)的理論知識，設(shè)計型實驗需要對實驗內(nèi)容和步驟進行設(shè)計，綜合型實驗要求則更高。雖然在已有網(wǎng)絡(luò)實驗教學平臺中學生可以獲取實驗內(nèi)容、實驗步驟、動畫演示等預習資料，但缺乏針對性的講解，再加上對實驗設(shè)備、實驗環(huán)境等信息缺乏有效認知，因此，預習效果仍然不理想。

1.2 實驗設(shè)備少

由于材料力學實驗設(shè)備大多是大型設(shè)備，且實驗面向全校許多專業(yè)的學生，實驗時需要對學生進行分組，每組共用一臺設(shè)備，在有限的實驗時間內(nèi)并不能保證每個學生都能熟練操作，客觀上造成部分學生實驗操作完不成，甚至直接抄襲其他同學的數(shù)據(jù)。

1.3 設(shè)備操作不熟練

由于實驗設(shè)備大多數(shù)同學是第一次接觸，對設(shè)備完全陌生，雖然預習時從預習資料中獲取文字或者圖片信息，但仍然缺乏具體認知，這直接造成兩方面的問題：一個方面是容易誤操作，設(shè)備容易損壞，最終未完成實驗;另一方面是實驗員每次都需要花大量時間對設(shè)備及操作步驟進行講解，不但學生在短時間內(nèi)難以完全理解、掌握，且留給學生動手實踐的時間減少，實驗效果就會容易打折扣。

1.4 課后難以復習

為強化實驗效果，學生在實驗后應(yīng)該有個復習的過程，特別是對實驗過程、結(jié)果的總結(jié)分析，通過復習能夠進一步消化知識、總結(jié)知識，但由于實驗課時短等因素，學生難以對實驗進行復盤。

2 材料力學實驗微課建設(shè)

微課以教學視頻為核心組成內(nèi)容，且主題突出、指向明確、相對完整，教學內(nèi)容可反復演示，通過視頻可以將實驗儀器、實驗操作直觀展示，因此非常有助于實驗教學，國內(nèi)外高校已經(jīng)進行了很多有益的嘗試。④⑤

針對材料力學實驗教學的特點，結(jié)合當前存在的問題，對如何將微課應(yīng)用到實驗教學中進行了探索和實踐，從如下四個方面進行微課建設(shè)。

2.1 理論知識

材料力學實驗教學的目的是通過實驗加深對理論知識的理解與掌握、增強實踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識，因此，關(guān)鍵問題之一就是理論知識的對應(yīng)，雖然課堂教學也會針對實驗進行講解或者分析，但缺乏針對性，學生仍然不能融會貫通。通過對實驗涉及的理論知識錄制微課程，學生可以有針對性地對實驗單元進行學習，突出實驗目的，并能激發(fā)實驗興趣。

2.2 實驗設(shè)備

學生在課堂或者書本中一般只能接觸到實驗設(shè)備的圖片信息，最多只能對實驗設(shè)備有大致了解，缺乏對設(shè)備的感性認識。實驗員可以針對實驗設(shè)備的基本信息、實驗設(shè)備的維護等方面制作微課視頻，學生在進行實驗預習時，通過自主觀看視頻加深對實驗設(shè)備的認識，微課主題集中的特點，可以使學生的注意力集中在某一個主題上，能夠有效提高預習效果。

2.3 實驗操作

實驗設(shè)備的正確、熟練操作是有效完成實驗教學的前提。以往需要實驗員在實驗的開始階段花費大量的時間詳細介紹操作步驟及注意事項，減少了學生實際操作的時間。而且，由于學生對實驗設(shè)備的陌生，對第一次接觸設(shè)備的同學而言，對操作步驟的理解與掌握具有一定的挑戰(zhàn)，若學生對操作步驟未能很好掌握，實驗效果將大打折扣。為此，針對實驗操作步驟、實驗注意事項等錄制微課視頻，實驗員進行親自演示，并結(jié)合實驗過程對注意事項進行講解，特別是針對常見問題，以實際操作場景進行操作演示。學生進行實驗預習時，能夠有選擇地重復觀看，這樣可以針對不同理解能力的同學因材施教。學生通過真實場景的視頻中發(fā)現(xiàn)問題、記錄問題，當進入實驗室進行實驗時，可以有針對性地提問，或者進行親自實驗驗證。因此，這類微課資源能夠提高實驗教學效率和效果，且在實驗后學生可以通過觀看微課資源，回顧實驗過程，對實驗進行總結(jié)，提高學習效果。

2.4 報告書寫

實驗報告是實驗的重要內(nèi)容，以往需要在實驗前由實驗員進行現(xiàn)場講解如何書寫實驗報告，壓縮了學生寶貴的實驗時間，因此，將每個實驗的報告書寫錄制微課視頻，學生通過微課視頻進行預習，在實驗過程中集中精力進行實驗操作、數(shù)據(jù)記錄，實驗后仍可通過微課視頻學習如何書寫報告，不但提高了報告書寫質(zhì)量，而且提高了實驗效率。

3 教學實施

如何將微課視頻應(yīng)用于日常教學是需要解決的一個關(guān)鍵問題。“愛課程”網(wǎng)是教育部、財政部 “十二五”期間啟動實施的“高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程”支持建設(shè)的高等教育課程資源共享平臺。材料力學實驗室通過在“愛課程”網(wǎng)開設(shè)實驗課程以組織教學活動，學生可以在“愛課程”觀看微課視頻、在線答疑、提交實驗報告。通過該平臺實施材料力學實驗的在線教學極大豐富了教學手段，提高了教學效果。

（1）微課資源管理。每個實驗有理論知識、實驗設(shè)備、實驗操作、報告書寫四個微課視頻，由任課教師負責管理這些微課視頻資源，學生可以自主選擇觀看微課視頻。（2）課程論壇。學生可以通過課程論壇發(fā)表關(guān)于實驗的帖子，例如鼓勵學生針對實驗心得發(fā)表帖子，加強同學之間的交流。通過論壇實現(xiàn)師生之間的交流互動，將實驗教學活動延伸到課外，在加強互動的同時，能夠提高學生學習興趣，拓展學習思路。（3）在線答疑。學生可以在此版塊向教師提出問題，教師進行在線解答，特別是學生在課前觀看微課視頻產(chǎn)生問題時，教師能夠及時予以解答，從而保證預習效果。（4）報告提交。通過“愛課程”平臺的作業(yè)管理模塊，學生可以在線提交實驗報告，教師在線批改報告，并可將批改后的作業(yè)反饋給學生。同時，學生可以查看優(yōu)秀報告。

4 結(jié)束語

由于材料力學實驗教學目標明確、內(nèi)容相對單一且完整的特點，非常適合通過建設(shè)微課資源以提高實驗教學效果，通過微課能夠為學生提供“自助餐式”的實驗教學資源，有助于學生對理論知識的理解及實驗的掌握，學生可以自主地根據(jù)自身情況針對微課資源進行學習，解決了課堂中不容易實現(xiàn)的因材施教問題。通過教學實踐表明，微課的應(yīng)用有效地提高了教學效果。

*通訊作者：彭煥峰

注釋

① 李建華，喬箭，陳亮亮.材料力學實驗“互動式”教學模式探索[J].實驗技術(shù)與管理，2013.30（12）：181-183.

② 胡鐵生.“微課”：區(qū)域教育信息資源發(fā)展的新趨勢[J].電化教育研究，2011.10（6）：61-65.

③ 張焱.基于校園網(wǎng)的材料力學實驗教學平臺建設(shè)[J].中國教育技術(shù)裝備，2012（30）：48-49.

④ 吳鐵飛.微課與物理實驗教學相結(jié)合的研究[J].科技視界，2013（30）：142-142.

⑤ 張一川，錢揚義.國內(nèi)外“微課”資源建設(shè)與應(yīng)用進展[J].遠程教育雜志，2013（6）：26-33.