基于慕課模式的理論力學(xué)教學(xué)模式新探索

任艷榮 石萍 何凡

摘要：慕課是基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的一種新型教學(xué)模式，而理論力學(xué)是理工科學(xué)生一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。如何將慕課形式引入理論力學(xué)教學(xué)，這是一個(gè)難題。本文重點(diǎn)介紹了理論力學(xué)慕課的設(shè)計(jì)和制作過程，通過新型的教學(xué)模式希望能夠提高理論力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

關(guān)鍵詞：慕課；理論力學(xué)；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）09-0093-03

“理論力學(xué)”是土木、機(jī)電、環(huán)能專業(yè)的一門理論性、邏輯性都很強(qiáng)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。該課程是在普通物理力學(xué)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等數(shù)學(xué)工具，全面、系統(tǒng)地闡述宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本概念和基本規(guī)律，同時(shí)又是學(xué)習(xí)后續(xù)力學(xué)（材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)）的基礎(chǔ)，其特點(diǎn)是“理論好懂，習(xí)題難做，考關(guān)難過”。學(xué)生普遍反映理論容易理解，掌握內(nèi)容難，靈活應(yīng)用理論更難，尤其是在解決工程實(shí)際問題時(shí)，學(xué)生又顯得很茫然，無從入手。

理論力學(xué)概念定理嚴(yán)謹(jǐn)，圖樣示意合理，工程案例豐富，動(dòng)畫齊全、生動(dòng)，但是由于該門課程理論性強(qiáng)，學(xué)生理解起來比較困難，而且筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生對(duì)靜力學(xué)中物體的受力分析、受力圖思路不是很清晰，會(huì)直接導(dǎo)致約束反力結(jié)果的正確性。綜上所述，基礎(chǔ)力學(xué)課程的教學(xué)安排應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式必須進(jìn)行相應(yīng)改良。任課教師在教學(xué)過程中應(yīng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，通過慕課這一新型的教學(xué)模式來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性，建立新的學(xué)生評(píng)價(jià)體系。

北京建筑大學(xué)教學(xué)中心慕課平臺(tái)提供了很好的教學(xué)平臺(tái)。通過該平臺(tái)可以進(jìn)行發(fā)布課件、發(fā)布作業(yè)、組織測(cè)驗(yàn)、線上討論和答疑等一系列完整的MOOC課程教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生通過計(jì)算機(jī)、手機(jī)等多種客戶端“線上”學(xué)習(xí)與課上學(xué)習(xí)相結(jié)合，取得相得益彰的結(jié)果。理論力學(xué)慕課建設(shè)的根本目標(biāo)是利用其開放性的優(yōu)勢(shì)，增加學(xué)習(xí)者與課程內(nèi)容的接觸面，在調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的基礎(chǔ)上，提高其學(xué)習(xí)效率，增加對(duì)課程內(nèi)容的了解。

一、理論力學(xué)教學(xué)中存在的問題

理論力學(xué)是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，根據(jù)歷屆學(xué)生的學(xué)習(xí)情況可以知道該門課程的學(xué)習(xí)效果不是很好，不及格率較高，學(xué)生普遍反映理論好懂，習(xí)題難做，考關(guān)難過。分析原因如下：（1）現(xiàn)有的教學(xué)模式主要是“滿堂灌”的方式，大部分時(shí)間是教師在課堂上講授，學(xué)生在課下聽講，學(xué)生的學(xué)習(xí)處于被動(dòng)的模式，師生交流不足，教學(xué)效果不佳。有的學(xué)生羞于和教師進(jìn)行交流、答疑、討論問題，以至于問題越積越多，容易“將錯(cuò)就錯(cuò)”，久而久之在課程學(xué)習(xí)中出現(xiàn)較大的問題。總之學(xué)生課堂參與度不夠，導(dǎo)致課堂教學(xué)質(zhì)量不高。（2）現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)生僅限于完成教師在課堂上布置的作業(yè)，額外題不想做，導(dǎo)致考試成績(jī)不是很理想。（3）理論力學(xué)是一門理論性較強(qiáng)的課程，往往理論教學(xué)與工程實(shí)際脫節(jié)。（4）教師無法及時(shí)了解學(xué)生上課的信息。

二、理論力學(xué)慕課建設(shè)

1.“理論力學(xué)”課程的定位。“理論力學(xué)”作為高等工科院校的一門重要基礎(chǔ)課程，不但培養(yǎng)了學(xué)生的理論分析能力和邏輯思維能力，同時(shí)也與工程實(shí)際相結(jié)合，是學(xué)生進(jìn)行專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。課程的教學(xué)目的和任務(wù)是使學(xué)生掌握理論力學(xué)中的基本概念、基本理論和基本方法，能對(duì)簡(jiǎn)單物體（質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系、物體、物體系）進(jìn)行受力分析、運(yùn)動(dòng)分析以及建立平衡方程與動(dòng)力學(xué)方程，使學(xué)生初步學(xué)會(huì)應(yīng)用理論力學(xué)的理論和方法分析、解決一些簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問題，為學(xué)習(xí)后繼課程打下必要的基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生從力學(xué)現(xiàn)象和實(shí)際工程中提出（發(fā)現(xiàn)）問題的能力、分析問題（包括進(jìn)行定性分析和定量分析）的能力和綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力。

2.“理論力學(xué)”慕課設(shè)計(jì)。理論力學(xué)課程的主要內(nèi)容分為三大模塊：靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)。靜力學(xué)主要是研究各種力系的簡(jiǎn)化與平衡；運(yùn)動(dòng)學(xué)主要研究物體運(yùn)動(dòng)的幾何性質(zhì)，動(dòng)力學(xué)主要研究物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)與作用力之間的關(guān)系。如何讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)應(yīng)用理論力學(xué)的理論和方法分析、解決一些簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問題，這是建設(shè)理論力學(xué)慕課的目的。

3.“理論力學(xué)”慕課制作過程。理論力學(xué)慕課是我校首批立項(xiàng)建設(shè)的8門慕課課程之一，于2016年5月由學(xué)校正式批準(zhǔn)立項(xiàng)，至2017年9月，基本建設(shè)完成，包括視頻和課件、習(xí)題的上傳。

慕課課程的制作關(guān)鍵是課程知識(shí)體系的知識(shí)點(diǎn)化，即碎片化。將教學(xué)內(nèi)容制作成若干個(gè)獨(dú)立的微視頻，在每個(gè)視頻中只講授一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。理論力學(xué)分三大模塊——靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)，這三個(gè)模塊是相對(duì)獨(dú)立的，但是又有一定的相互聯(lián)系。在建設(shè)的過程中，首先結(jié)合課程特點(diǎn)對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理并進(jìn)行離散，總體實(shí)行統(tǒng)分結(jié)合的授課模式，將理論力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容劃分為29個(gè)知識(shí)點(diǎn)，靜力學(xué)14個(gè)，運(yùn)動(dòng)學(xué)9個(gè)，動(dòng)力學(xué)6個(gè)。但是每門課程都有自己的特色，針對(duì)理論力學(xué)課程的自身特色，并不是每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都可以利用MOOC進(jìn)行講授，如靜力學(xué)中的受力分析、物體系統(tǒng)平衡的問題、運(yùn)動(dòng)學(xué)中點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)速度和加速度的合成定理等還需要教師進(jìn)行詳盡的講解和板書演示，而后根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)對(duì)疑難問題進(jìn)行及時(shí)和詳細(xì)的講解。

依托學(xué)校的教學(xué)平臺(tái)，主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）在學(xué)校課程中心平臺(tái)提供課程的教學(xué)目的、教學(xué)日歷和教學(xué)大綱，讓學(xué)生對(duì)教學(xué)進(jìn)度有所了解，以方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)。（2）上傳由專門慕課公司錄制的講課視頻，據(jù)教育心理學(xué)，每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的視頻長(zhǎng)度在8—15分鐘，最長(zhǎng)不超過20分鐘。根據(jù)與知識(shí)點(diǎn)相配套的原則，提供與視頻相對(duì)應(yīng)和同步的PPT課件，每個(gè)PPT每次只講解一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。如圖1和圖2所示。（3）PPT課件制作比較簡(jiǎn)樸，簡(jiǎn)單明了。像理論力學(xué)這類理論性較強(qiáng)的課程的PPT不需要客套和花哨的語言，不需要過多的裝飾。制作過程中最好用統(tǒng)一的模板，有自己學(xué)校的標(biāo)識(shí)。PPT的制作應(yīng)結(jié)合相應(yīng)的視頻或者動(dòng)態(tài)圖片的展示，讓學(xué)生更好地了解其本質(zhì)。（4）教學(xué)平臺(tái)每章還配有相應(yīng)的在線測(cè)試習(xí)題，習(xí)題主要以單選和判斷題為主，方便學(xué)生進(jìn)行自檢和了解基本概念。在后續(xù)建設(shè)過程中，適當(dāng)增加綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題，如圖3所示。

三、結(jié)語

慕課是一種全新的教學(xué)模式，具有主動(dòng)、自由、及時(shí)等特點(diǎn)，只要學(xué)生想學(xué)習(xí)，就可以隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)。慕課可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，同時(shí)對(duì)于教師而言也是一個(gè)挑戰(zhàn)，教師要與時(shí)俱進(jìn)，而且要求師生雙方要互動(dòng)促進(jìn)。現(xiàn)階段的慕課不能完全取代傳統(tǒng)教學(xué)，但其理念可以作為一種強(qiáng)大的工具，在未來一段時(shí)間內(nèi)為高等教育的組織和運(yùn)行帶來新的發(fā)展。

理論力學(xué)慕課平臺(tái)的建設(shè)，希望學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)和慕課平臺(tái)學(xué)習(xí)更好地掌握理論力學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，更好地掌握物體的受力分析，熟練畫出物體的受力圖；熟練掌握物體的運(yùn)動(dòng)分析（剛體的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)和剛體的平面運(yùn)動(dòng)）以及點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)；會(huì)用動(dòng)力學(xué)的三大定理解決物體的運(yùn)動(dòng)和受力之間的關(guān)系；為學(xué)習(xí)后續(xù)課程（材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)）打好必要的基礎(chǔ)，能夠解決一些簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問題。

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