“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在理論力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

馮曉棟 王瑋

摘 要： 針對理論力學(xué)課程傳統(tǒng)教學(xué)方法不能很好激發(fā)學(xué)生興趣以及適應(yīng)現(xiàn)代社會和科學(xué)發(fā)展需要的現(xiàn)狀，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂教育模式的特點并將其引入到理論力學(xué)教學(xué)中來。以在“考慮摩擦的平衡問題”中的應(yīng)用為例，對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的教學(xué)流程進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞： 理論力學(xué)；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)流程

【中圖分類號】 G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 2236-1879（2017）12-0066-01

1 引言

理論力學(xué)是土木工程專業(yè)學(xué)生入學(xué)后所學(xué)的第一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課[1]。理論力學(xué)在大學(xué)課程的知識結(jié)構(gòu)上起著“承上啟下”的作用，它不僅綜合應(yīng)用高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等基礎(chǔ)理論，又是后續(xù)課程如材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計等課程的“敲門磚”。在理論力學(xué)中結(jié)合課程內(nèi)容來闡明由工程實際抽象出力學(xué)模型，推導(dǎo)出理論，再回到工程實際等一些科學(xué)方法，對學(xué)生開始學(xué)習(xí)工程技術(shù)基礎(chǔ)課是十分必要的[2]。

2 理論力學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀

理論力學(xué)內(nèi)容繁多，課時緊張：

理論力學(xué)中部分內(nèi)容與大學(xué)物理相重復(fù)，一些較簡單的題目，同學(xué)們往往因為能用大學(xué)物理的方法解決而抗拒學(xué)習(xí)理論力學(xué)的方法，但是遇到了復(fù)雜的題目往往又無從下手，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會逐漸降低，最終導(dǎo)致堂氣氛沉悶，教學(xué)效果不理想。

如何在有限的時間內(nèi)傳授其精華引起許多教學(xué)工作者的關(guān)注.傳統(tǒng)的接受性教學(xué)方式己經(jīng)越來越不適應(yīng)現(xiàn)代化教育的需要[3]。

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的介紹

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）就是一種利用信息化技術(shù)手段，學(xué)生在課堂外完成新知識的學(xué)習(xí)，可通過最適合自己的學(xué)習(xí)方式完成；在課堂學(xué)生通過協(xié)作學(xué)習(xí)以及教師的個性化輔導(dǎo)來完成知識消化吸收，獲得理想的教學(xué)效果。根據(jù)不同學(xué)段、不同學(xué)科、不同課程類型，教師翻轉(zhuǎn)課堂方式多樣，但有效的翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)具有以下幾個特征：（1）學(xué)生從被動的聽眾轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥膶W(xué)習(xí)者；（2）需要借助信息技術(shù)實現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)；（3）課堂內(nèi)安排各種活動實現(xiàn)學(xué)生知識建構(gòu)和內(nèi)化；（4）課堂內(nèi)有時間幫助學(xué)生掌握更具挑戰(zhàn)性的概念，培養(yǎng)解決實際問題的能力。以上幾個特點，尤其適合于《理論力學(xué)》這樣的概念理論多而雜、并且與實際聯(lián)系緊密的工科課程。

4 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在理論力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實例

本文以理論力學(xué)中考慮摩擦的平衡問題這節(jié)內(nèi)容為例進(jìn)行探討。本節(jié)為靜力學(xué)中后半部分的內(nèi)容。在這節(jié)課之前，同學(xué)們已經(jīng)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過沒有考慮摩擦?xí)r剛體的平衡問題以及摩擦的基本知識，為這節(jié)課的學(xué)習(xí)打下了重要的基礎(chǔ)。

4.1 課前準(zhǔn)備

（1）制作教學(xué)視頻：

視頻的時間為15分鐘。安排如下：2分鐘復(fù)習(xí)平面任意力系的平衡條件、平衡方程以及摩擦的基本概念；3分鐘提出兩個問題：（1）考慮摩擦?xí)r，用水平力推斜面上的物塊，物塊的運(yùn)動狀態(tài)和物塊平衡時推力的大??？如圖1所示。

（2）為了防止輪船被水沖離岸邊，人們通常用麻繩在短樁上纏繞幾圈，為什么？

5分鐘介紹本節(jié)的理論知識；5分鐘引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)知識去分解、細(xì)化上面提出的問題。而具體解決問題則需要同學(xué)們課下復(fù)習(xí)相關(guān)知識、查閱資料以及在實驗室做實驗。

（3）設(shè)計和梳理問題：

教師要設(shè)計一些有引導(dǎo)性的討論題以保證課堂上的討論環(huán)節(jié)圍繞著所學(xué)內(nèi)容展開而不會存在偏題現(xiàn)象。比如，針對視頻中提出的第二個問題，如何建立力學(xué)模型會更有利于問題的分析和解決。

4.2 課堂活動

（1）分組討論問題：

學(xué)生自由分組，共分5組，每組由5-6人組成，一人為組長，其余為組員。教師提出問題，學(xué)生分組討論。討論以學(xué)生為主，教師適當(dāng)引導(dǎo)。設(shè)置時間點，每5分鐘從各組中隨機(jī)抽選一名組員進(jìn)行發(fā)言，以保證每名同學(xué)都參與到小組討論中。學(xué)生發(fā)言時，教師起組織者的角色，輔助學(xué)生講述，并在講述過程中隨時提出問題，引發(fā)學(xué)生的思考。

（2）師生共同總結(jié)：

經(jīng)過討論后，同學(xué)們對本節(jié)的整體內(nèi)容會有更深層次的認(rèn)識。各小組歸納和提煉結(jié)論性的內(nèi)容，由每組組長進(jìn)行總結(jié)發(fā)言。教師進(jìn)行補(bǔ)充以及將零散的知識點串聯(lián)，揭示其彼此之間的關(guān)聯(lián)，使之形成知識體系。通過設(shè)置問題啟發(fā)學(xué)生將其應(yīng)用于工程及生活的相關(guān)問題中。

（3）教師提出問題：

教師布置課堂練習(xí)題，以小組討論的方式交流解決問題的思路和方法。從各組中隨機(jī)抽取同學(xué)到講臺上給大家講解，讓學(xué)生充當(dāng)教師，盡量把主動權(quán)交給學(xué)生，鼓勵學(xué)生成為真正的課堂主體，使學(xué)生產(chǎn)生成就感。

5 結(jié)束語

翻轉(zhuǎn)課堂將普通課堂中的講授移到課外進(jìn)行，課堂內(nèi)可以通過實驗、項目訓(xùn)練、研討、團(tuán)隊合作完成任務(wù)等方式讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主動實施者，學(xué)生的工程實踐能力和溝通交流、團(tuán)隊協(xié)作能力在課堂上能直接得到很好的鍛煉。

但是，理論力學(xué)中并不是所有內(nèi)容都適合翻轉(zhuǎn)課堂模式，比如緒論和一些偏重理論學(xué)生難以自學(xué)的內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)

[1] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室. 理論力學(xué)[M]. 北京： 高等教育出版社， 2009.

[2] 蘇禾. 對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教學(xué)的幾點體會——在理論力學(xué)教學(xué)中[J]. 力學(xué)與實踐， 2012， 34（3）： 78-80， 94.

[3] 宋少云. 從理論力學(xué)的教學(xué)談過程式啟發(fā)教育[J]. 力學(xué)與實踐， 2005， 27（4）： 68，69.

作者簡介：王瑋（1986-），女，遼寧鞍山人，講師，碩士，從事巖土工程及基礎(chǔ)力學(xué)的教學(xué)與研究。馮曉棟（1995-），男，新疆北屯市人，學(xué)生。