MOOCs時代基于網絡平臺下的《工程力學AⅠ》教學模式改革的新思路

馮晶晶 郝淑英 劉海英 張昆鵬

摘要：當今信息技術高速發展，MOOCs成為我國高等教育改革進一步發展的趨勢。本文針對《工程力學AⅠ》課程的教學現狀及其存在的問題，結合工程類專業的人才培養要求，通過深入分析MOOCs教學模式的特點，提出基于微信公眾平臺的《工程力學AⅠ》課程教學改革的新思路和建議。

關鍵詞：MOOC；微信墻；工程力學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）24-0116-02

一、引言

自2012年由美國的著名頂尖大學在美國發起了大規模開放網絡課程，MOOCs引發了教育界的“海嘯”，在國際社會產生了很大震動[1]。在當今信息技術高速發展的形勢下，MOOCs在促進教學改革方面可以創造許多新鮮的有價值的經驗，這是我國高等教育進一步發展的趨勢[2]。

《工程力學AⅠ》是理工類專業的一門重要基礎課程，是學習一系列后續課程的重要基礎。在科學技術突飛猛進的現代社會，工程力學課程承擔了基礎知識教育和科學素質教育的雙重任務。工程力學是研究力學中最普遍、最基本的規律，是學生后續專業課程和高新技術的基礎，也是培養和提高學生科學素質、科學思維方法、科技創新能力及工程素養的重要內容。MOOCs作為一種先進的教學模式，具有環境開放性、資源多元化和學生主導性等特點[3]。同時，在教學實踐中，筆者也發現了進一步完善MOOCs教學中有待解決的一些問題，并提出了解決的思路。以MOOCs教學為啟發，通過開啟學生在網絡平臺下的工程力學學習，采用先進的教學模式、現代化的教學手段和方法，在教學實踐中不斷探索、研究和完善適合工程力學教學的教學體系，不僅可以充分發揮先進教學模式的優點，而且著重加強MOOCs在創造力及解決工程實際問題能力培養上的薄弱點，這樣有助于學生深入地掌握這門學科，培養正確的分析問題和解決問題的能力，為今后解決生產實際問題、從事科學研究工作打下基礎。

二、《工程力學AⅠ》的教學現狀

目前，傳統教學方式依舊以“教師講，學生聽”為主，課堂上學生主動提問少，課后學生自主學習積極性差。尤其是在工程類專業教育中，在學習課本上的理論知識時，學生容易在上課時出現走神的現象，且在下課后死記硬背數學公式，無法很好的將各個知識點聯系起來，更別說直接將所學知識拓展運用到解決實際工程問題中去。在現有的教學模式下，師生交互討論困難，理論結合實際工程能力較差。

1.缺乏有效的課上溝通渠道。眾所周知，國內學生在課堂上的主動提問很少，這種羞于表達的群體特性，使得課堂中的交互愈發困難。同時，教師在臺上激情澎湃的講課時，臺下的學生也會擔心打斷講課而不敢提問。如何尋找一種新穎有效的課堂提問方式，激發學生主動提問、主動回答，成為我們改革所考慮的主要問題。

2.缺少豐富的課下互動平臺。傳統教學以課堂講授和課后作業為主要教學手段，然而紙質作業的可重復性限制了教師了解學生對知識點的真實掌握程度。同時，教師獨自批改作業的模式，缺少錯誤討論環節，不利于學生對學習結果的思考。而構建“多對一”和“多對多”互動則是有效運用現代化教學手段的體現，激發學生自主學習意識，培養學生創新思維，在互相評判的過程中促使學生對所學知識點的理解和運用再次加深。

三、加強網絡平臺下《工程力學AⅠ》教學的思路

在網絡技術蓬勃發展的當下，合理的應用現代化教學手段，可以有效地改善傳統教學模式中的諸多弊端，最大程度的發揮現代化教學的優勢。MOOCs不僅能夠幫助任何學習者學習網絡課程，而且具有可以讓學習者根據自己的時間、地點自主開展學習的優勢。此外，隨著移動終端的日漸流行，無線網絡的日益普及，手機及微信可以成為教學實踐的一個有效途徑。網絡技術在教學中的最佳應用方面是實現人與人之間的交互，而非簡單地將課程內容全部傳遞到學生的電腦上。因此，借鑒MOOCs發展的趨勢，根據我校實際情況，本文提出基于微信平臺的工程類專業課教學模式研究，擬采取“面授+討論+視頻”的新教學模式，從以下幾方面加強工程力學教學改革。

1.細化課程內容，制作工程實例MOOCs視頻。根據工程類專業培養目標，收集相關專業課程中涉及實際工程的視頻、圖片，基于《工程力學AⅠ》課程的知識結構體系系統地提煉開放性工程問題。以微信公共號的推送及收集功能為基礎，開發課堂下的非傳統教學手段研究，實現“一對多”的短視頻推送。在學生完成靜力學平面任意力系的學習后，可推送某升降平臺工作視頻。該結構中各構件之間采用中間鉸鏈連接，最下部構件的左端為固定鉸支座，右端為滾軸約束；上部與支承平臺相連接處的構件左端為固定柱鉸支座，右端為滾軸約束，升降平臺工作時滾軸可沿支承面切線方向運動完成工作平臺的舉升和下降。要求學生根據該結構建立其力學模型，并求解各構件承受的約束反力，分析整個結構中哪根構件承受的約束反力最大、最不安全。

在完成了應力狀態相關內容的學習后，繼續推出上述問題，讓學生討論如果要現場測量該結構承受的應力值，以檢測該結構在工作時強度是否滿足要求，或要對該結構進行強度的優化設計，如何確定測點，即減小測試的工作量又不遺漏危險點；如何根據計算出的約束反力確定測點是按單向應力狀態處理還是按平面應力狀態處理，且對于該結構我們已經完成了結構在空載、滿載和超載工況下的應力測量，在學生完成討論后公布實測結果，讓學生對自己的分析結果進行測評。這樣學生就經歷了一個利用所學的工程力學知識解決工程問題的全過程，培養了解決工程問題的能力和方法，增加了工程素養。

2.開辟學生話語通道，形成課堂實時微信墻彈幕討論形式。在實際課堂教學過程中，可以對搭建微信墻彈幕討論形式的時間、內容等方面進行設計研究，在教師可控范圍內對有意義的內容進行討論，激發學生主動提問，促進師生交互討論，微信可追溯至本人的特性也可有效的杜絕惡意擾亂課堂秩序的言論。建立微信群，使用投影儀將PC端的實時微信對話窗口投影到墻上，形成微信墻。學生可以實時對課堂內容進行討論，即彈幕討論。

在課堂中定義和推導部分講解完后，讓學生自主進行例題練習或者進行習題課時，以微信墻和彈幕討論為教學手段，學生可以提出做題過程中遇到的各個問題，這種教學方式比單獨靠教師的教學經驗呈現出的易錯點更全面，學生的印象更深刻。同時，新的溝通方式也可以調動學生相互討論的積極性，加強學生對知識點的理解和掌握。

3.提煉工程實際問題，形成開放性習題考察。以開放性習題為基礎，實現“多對一”的視頻實驗作業收集。如：以動力學所學內容為基礎，讓學生自行分組，自主設計簡單實驗，錄制視頻、應用視頻軟件回放功能獲取每一幀時物體運動的位置，運用已有公式計算加速度、速度、力等其他物理量，形成公式運算說明書，杜絕作業重復的現象。

學生應用已學力學知識設計實驗目標、方法并分析，可以得到各個開放性結果。如：可應用身邊物品設計簡單的斜面下滑實驗來驗證接觸面積和重量對摩擦力的影響。通過設計實驗，促進學生對已學理論知識的理解及貫通，培養學生的創新精神，加強學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

4.基于開放性習題，構建小組互評機制。構建互評學習機制，實現“多對多”的視頻作業學生互判。研究制定基于MOOCs及微信平臺教學模式下的考核輔助機制，客觀地評定學生的學習效果。互評機制下，學生之間匿名互相評判多個視頻作業，激發學生自主學習意識，引導學生由此及彼、觸類旁通，增加課程的靈活性。

上一部分開展的開放性實驗設計可形成視頻作業，提交的視頻作業首先由各個組批改其他小組的三份作業、給出應得分值，并形成具體的給分原因和詳細的評判說明書；各個小組每批改一份作業也可得到相應分值。將這兩部分分值匯總，最后由教師調整并給出最終的評判結果，增強互動反饋環節。

四、結語

根據工程力學課程的特點，結合新的教育方法、思想和理念，并以不斷提升教師自身能力為基礎來推進教學改革的順利進行。保證在基本知識傳授的前提下，通過課上溝通和課下互動，增強師生交互討論，培養學生創新精神，加強學生工程實踐能力，最終形成切實可行的新教學模式。根據當下學生的特點，以新穎有效的教學模式為國家工業界培養具備工程素養的優秀工程技術人才，為建立并完善MOOCs平臺提供經驗，為推動我國教育事業的跨越式發展做出貢獻。

參考文獻：

[1]馬超.“慕課”教學模式發展的新趨勢[J].清華大學教育研究，2010，23（10）：110-114.

[2]巨瑛梅，劉旭東.“慕課”教學模式體現的優勢與影響[J].教育科學出版社，2011，52（23）：201-206.

[3]張壽松.大學教學模式改變的途徑與進展[M].北京大學出版社，2013.