基于MOOC的“工程力學(xué)”課程教學(xué)研究

張德臣 陳 曦

（遼寧科技大學(xué)機(jī)械工程與自動化學(xué)院，遼寧 鞍山 114051）

“工程力學(xué)”是既與工程又與力學(xué)密切相關(guān)的課程，它包括靜力學(xué)和材料力學(xué)兩部分，它的定理、定律和結(jié)論被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的工程技術(shù)中，是解決工程實(shí)際問題的重要基礎(chǔ)[1]。為了提高教學(xué)質(zhì)量，對于“工程力學(xué)”課程的教學(xué)研究不斷進(jìn)行著。特別是，在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的年代，高等教育水平普遍緊跟時代發(fā)展到新的高度，“工程力學(xué)”課程教學(xué)必須充分利用優(yōu)質(zhì)資源，提高教學(xué)水平。探討基于MOOC進(jìn)行線下和線上的綜合性教學(xué)，達(dá)到“工程力學(xué)”課程的教育目的，為將來學(xué)生工作打下良好的基礎(chǔ)。

1 “工程力學(xué)”課程的舊式教學(xué)

以往“工程力學(xué)”教學(xué)，無論是從教學(xué)內(nèi)容上，還是從教學(xué)手段和教學(xué)方法上，都有許多地方不能適應(yīng)當(dāng)前高等教育教學(xué)改革的要求。從教學(xué)內(nèi)容而言，理論內(nèi)容多，但是工程實(shí)例多年來一直沒有重大變化，由此造成教學(xué)內(nèi)容陳舊而缺乏創(chuàng)新[2]；在教學(xué)方法上，也保留了過去那種講得過多、過細(xì)、過全的傾向，使得學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動性和積極性；在教學(xué)手段上，仍以傳統(tǒng)的課堂教學(xué)板書模式為主進(jìn)行授課，雖然引用自制的多媒體課件，但是，傳遞的工程信息量仍然有限，并且工程實(shí)例不形象。因此，在新形勢下的“工程力學(xué)”課程教學(xué)必須改革，引入國家優(yōu)質(zhì)教育資源。

2 課程教學(xué)模型的建立

1）選取MOOC平臺。中國大學(xué)MOOC(慕課)是國內(nèi)優(yōu)質(zhì)的中文MOOC學(xué)習(xí)平臺，由愛課程網(wǎng)攜手網(wǎng)易云課堂打造。平臺擁有包括985高校在內(nèi)提供的千余門課程，其中與“工程力學(xué)”有關(guān)課程約有800余門?！肮こ塘W(xué)”課程注重工程與生活中實(shí)用的力學(xué)實(shí)例，由淺入深，通過動畫演示、習(xí)題作業(yè)、單元測試、模擬試題等多元設(shè)置進(jìn)行導(dǎo)學(xué)與促學(xué)，擴(kuò)大了“工程力學(xué)”課程的多媒體信息量?！肮こ塘W(xué)”課程教學(xué)與中國大學(xué)MOOC(慕課)對接，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)資源共享與交流，為課程提供一個新的線上教學(xué)方法，輔助線下教學(xué)，使“工程力學(xué)”課程教學(xué)插上騰飛的翅膀。

2）“工程力學(xué)”課程教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容?！肮こ塘W(xué)”課程屬非機(jī)類工科學(xué)生公共基礎(chǔ)課，通過靜力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握物體平衡的基本規(guī)律及其研究方法，為一般工程結(jié)構(gòu)的靜力分析提供理論基礎(chǔ)；通過工程力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對工程材料的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，具有比較熟練的分析計(jì)算能力和初步的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰??！肮こ塘W(xué)”課程的最終培養(yǎng)目的就是培養(yǎng)創(chuàng)新研究型人才。為了完成“工程力學(xué)”課程教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)過程中應(yīng)該完成教學(xué)內(nèi)容：第一部分是靜力學(xué)部分，包括：剛體靜力學(xué)基本概念與理論、靜力平衡問題和變形體靜力學(xué)基礎(chǔ)；第二部分材料力學(xué)部分，包括：材料的力學(xué)性能、強(qiáng)度與連接件設(shè)計(jì)、圓軸的扭轉(zhuǎn)、梁的平面彎曲和組合變形。

3）基于MOOC的課程教學(xué)模型?；贛OOC的課程教學(xué)就是把傳統(tǒng)的教學(xué)模型和MOOC相結(jié)合起來進(jìn)行教學(xué)，這種線上和線下相結(jié)合的課程教學(xué)模型是一種創(chuàng)新的教學(xué)模型。教師制定適應(yīng)專業(yè)需求的課程大綱、授課計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容，把在課堂教學(xué)中講解的課堂知識點(diǎn)和MOOC有機(jī)地相結(jié)合，在教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的混合式教學(xué)。這種教學(xué)模型可以靈活地配合學(xué)生的學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)能力，尤其是課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，更能提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效率?；贛OOC的線上和線下相結(jié)合的教學(xué)模型，如圖1。

3 教學(xué)模型的實(shí)踐驗(yàn)證

1）選擇授課專業(yè)。選擇非機(jī)械類專業(yè)班級的“工程力學(xué)”課程，采用基于MOOC的線上和線下混合式教學(xué)模型進(jìn)行教學(xué)。

2）實(shí)踐教學(xué)及其效果。教師在中國大學(xué)MOOC(慕課)平臺選取優(yōu)質(zhì)合適的“工程力學(xué)”課程，根據(jù)課程的授課計(jì)劃安排：（1）每次課前需要預(yù)習(xí)的線上內(nèi)容；（2）每次課上學(xué)習(xí)的線上課程內(nèi)容；（3）每次課后復(fù)習(xí)的重點(diǎn)線上內(nèi)容。在學(xué)生學(xué)習(xí)完每一部分模塊內(nèi)容之后，都要自覺在網(wǎng)上進(jìn)行單元測試，完成網(wǎng)上的模擬試題。在進(jìn)行線下習(xí)題訓(xùn)練的過程中，教師面對面進(jìn)行講解習(xí)題，進(jìn)行深入淺出、難易結(jié)合，訓(xùn)練理論應(yīng)用方法，解決實(shí)際問題。在課程的授課過程中，加入一些線下實(shí)驗(yàn)課，要求教師面對面指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程，提高學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，使學(xué)生對材料的機(jī)械性能和構(gòu)件變形具有從感性到理性的認(rèn)識。

圖1 基于MOOC的“工程力學(xué)”課程教學(xué)模型

在課程結(jié)束后，進(jìn)行閉卷考試，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。以往一直采用線下授課方式進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生的卷面及格率在50～60%；現(xiàn)在，采用線上與線下相結(jié)合，學(xué)生的期末卷面及格率為80～90%。基于MOOC的教學(xué)方法，針對重點(diǎn)內(nèi)容和難點(diǎn)部位可以在網(wǎng)上進(jìn)行重復(fù)多次學(xué)習(xí)；線下教師面對面引導(dǎo)訓(xùn)練，使線上和線下內(nèi)容相互融合，教學(xué)效果更佳。因此，學(xué)生的卷面及格率較高，學(xué)習(xí)效果較好。

3 結(jié)論

本文分析了“工程力學(xué)”課程授課特點(diǎn)，選取了網(wǎng)上優(yōu)質(zhì)的“工程力學(xué)”課程MOOC(慕課)，建立MOOC的線上和線下相結(jié)合的“工程力學(xué)”課程教學(xué)模型，并對這種模型進(jìn)行實(shí)施，效果較好。這種教學(xué)方法保留了傳統(tǒng)教學(xué)方法中的優(yōu)良部分，利用了MOOC協(xié)助線下教學(xué)，為今后“工程力學(xué)”課程教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。