材料力學(xué)研討式、網(wǎng)絡(luò)式教學(xué)改革研究

摘要：本文介紹了材料力學(xué)課程研討式、網(wǎng)絡(luò)式教學(xué)改革的思想和方法，即以研討式教學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的講授式教學(xué)，使教學(xué)活動(dòng)的中心由教師向?qū)W生轉(zhuǎn)移，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；同時(shí)配合以現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段，節(jié)約課時(shí)的同時(shí)可以大幅度地延伸課程的廣度和深度，從而提升教學(xué)效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：材料力學(xué)；研討式教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)式教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）12-0154-02

材料力學(xué)是工科專業(yè)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)課，也是學(xué)生走進(jìn)科學(xué)領(lǐng)域的先導(dǎo)性課程，在我國工科學(xué)位的培養(yǎng)方案中占重要的地位，在過去幾十年的人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要的作用[1]。但是隨著近年來教育理念的進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的材料力學(xué)教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代教學(xué)的需求。研討式教學(xué)是一種興起于德國的教學(xué)理念，它以探索問題、解決問題為主旨，將教學(xué)活動(dòng)中心由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生，將傳統(tǒng)教學(xué)中“教師提出問題，學(xué)生回答問題”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皠?chuàng)設(shè)問題情境，師生互動(dòng)”，由教師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生自主查找資料、學(xué)習(xí)研究、實(shí)踐探索，提出解決問題的方法，形成一套較為穩(wěn)定的教學(xué)活動(dòng)框架，讓學(xué)生在研討過程中收獲知識(shí)并且獲得問題的技能，在教學(xué)目標(biāo)上變“授人以魚”為“授人以漁”[2]。雖然研討式教學(xué)會(huì)充分鍛煉參與人員的創(chuàng)造性，訓(xùn)練其過程獨(dú)立的科學(xué)精神，大幅度提高教學(xué)效果，但是研討式教學(xué)的開展需要增加大量的討論和匯報(bào)環(huán)節(jié)，在我國當(dāng)前學(xué)時(shí)普遍緊張的情況下推廣有很大難度，制約了研討式教學(xué)的開展。網(wǎng)絡(luò)工具的興起使在線上進(jìn)行教學(xué)、輔導(dǎo)、交流或者展示成為可能，這樣可以在節(jié)約學(xué)時(shí)的同時(shí)拓展課程的深度和廣度[3]。因此，把研討式教學(xué)思想與網(wǎng)絡(luò)工具有機(jī)結(jié)合起來，可以在不增加學(xué)時(shí)的情況下充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，大幅度提高教學(xué)效率和質(zhì)量。

一、研討式教學(xué)思想

研討式教學(xué)的核心思想是轉(zhuǎn)換情境，讓學(xué)生由被動(dòng)的知識(shí)接受者變?yōu)橹鲃?dòng)的教學(xué)活動(dòng)參與者，教師要有意識(shí)地應(yīng)用科研課題，盡量與本專業(yè)的應(yīng)用案例相結(jié)合，針對(duì)研究的成果及意義分析等給學(xué)生進(jìn)行全面的呈現(xiàn)和介紹，把學(xué)生引入到材料力學(xué)科研的情境之中，學(xué)生就會(huì)以一個(gè)研究者角色進(jìn)行思維模式的切換[4]，從而主動(dòng)地去學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)、查閱相關(guān)資料、與教師進(jìn)行溝通和探討，在完成課題的過程中加深對(duì)知識(shí)的理解，鍛煉邏輯思維和解決問題的能力，同時(shí)在小組協(xié)作的過程中增加團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。材料力學(xué)主要研究拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲以及組合變形是構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題，開展研討式教學(xué)，需要對(duì)每個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重新編排，將桿件各種變形的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)進(jìn)行講授，然后按照內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變、應(yīng)變能的順序?qū)γ恳环N變形中涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，采用類比的方法進(jìn)行講授，而對(duì)于超靜定問題、彈簧問題等應(yīng)用實(shí)例，則可與研討案例課合并，這樣知識(shí)體系更加清晰，也可以節(jié)約一定的課時(shí)，為研討環(huán)節(jié)留出更多時(shí)間[5]。研討式教學(xué)的開展需要教師創(chuàng)設(shè)問題情境，具體到材料力學(xué)，建議對(duì)拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲以及組合變形這四部分主要內(nèi)容各出若干道研討式題目，題目由淺入深，也可以出多道題目供學(xué)生選擇。教師需要引導(dǎo)學(xué)生在課下利用自己的業(yè)余時(shí)間對(duì)所選題目查資料、找器材、做設(shè)計(jì)或計(jì)算，并及時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的工作進(jìn)度進(jìn)行檢查和指導(dǎo)，以確保研討題目可以按時(shí)完成。每次研討題目完成之后，需要組織一次研討匯報(bào)課，由各個(gè)小組排出一個(gè)人對(duì)題目完成情況做出匯報(bào)，教師需要對(duì)匯報(bào)做出點(diǎn)評(píng)和打分，分?jǐn)?shù)將與期末成績直接掛鉤。

二、網(wǎng)絡(luò)式教學(xué)手段

研討式教學(xué)的開展勢必需要額外增加研討、交流以及匯報(bào)等環(huán)節(jié)，這無疑與有限的課時(shí)安排形成了矛盾，而網(wǎng)絡(luò)教學(xué)則可以有效緩解這一矛盾。網(wǎng)絡(luò)式教學(xué)改革是指利用網(wǎng)絡(luò)工具進(jìn)行線上輔助教學(xué)，讓同學(xué)們隨時(shí)隨地可以通過網(wǎng)絡(luò)參與到教學(xué)活動(dòng)中來，無形中拓展了課程的廣度和深度，與研討式教學(xué)方法配合，可以大幅度提高教學(xué)質(zhì)量和效率。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是當(dāng)前最主要的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段，材料力學(xué)作為一門工科專業(yè)基礎(chǔ)課，其網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)應(yīng)該具備以下功能模塊。

（一）網(wǎng)上課堂

“網(wǎng)上課堂”模塊是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的核心內(nèi)容，它應(yīng)該包括課程大綱、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)課件以及講課錄像等課堂教學(xué)資源，其中教學(xué)大綱可以幫助學(xué)生掌握整個(gè)課程的知識(shí)體系，教學(xué)計(jì)劃可以讓學(xué)生們了解每個(gè)章節(jié)的重點(diǎn)、難點(diǎn)以及學(xué)習(xí)要求，教學(xué)課件和講課視頻則可以讓學(xué)生們隨時(shí)隨地進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，使教學(xué)環(huán)節(jié)不拘泥于時(shí)間和空間的限制，提高教學(xué)效率的同時(shí)可以精簡課堂學(xué)時(shí)，為研討式教學(xué)創(chuàng)造條件。

（二）課程擴(kuò)展

“課程擴(kuò)展”模塊是課堂教學(xué)的延伸，應(yīng)該包括先導(dǎo)課程的回顧、某些定理的誕生過程和詳細(xì)推導(dǎo)、相關(guān)知識(shí)在實(shí)際生活或工程中的應(yīng)用、書本知識(shí)的延伸資料等，使需要的同學(xué)在課余時(shí)間自行學(xué)習(xí)，從而擴(kuò)展課程的深度和廣度。

（三）檢查交流

“檢查交流”模塊可以做成論壇的模式，允許學(xué)生用戶定期將研討作業(yè)上傳至平臺(tái)，教師檢查其進(jìn)度后可在平臺(tái)上留言予以指導(dǎo)。學(xué)生在完成研討題目過程中如果有不懂的問題，也可以在平臺(tái)上提問，學(xué)生之間可以形成討論，教師也可以及時(shí)予以解答。定期檢查學(xué)生研討題目的完成進(jìn)度并與之交流是研討式教學(xué)的必要步驟，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在完成課題過程中出現(xiàn)的問題并予以糾正，防止其在錯(cuò)誤的方向走得太遠(yuǎn)。

（四）網(wǎng)上考場

“網(wǎng)上考場”模塊的主要任務(wù)是在線測試，包括課后習(xí)題測試、定期小測試、期中以及期末考試等，此模塊應(yīng)該涵蓋盡可能廣的題庫以及歷年考試真題，同時(shí)應(yīng)該備有題目的詳細(xì)解答過程，供學(xué)生們自查自測，通過發(fā)現(xiàn)問題來提高自己。同時(shí)，“網(wǎng)上考場”也可以作為教師統(tǒng)一考試的手段，從網(wǎng)上題目中隨機(jī)出題，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)作答，這樣試題的廣度會(huì)大大提高，而且不僅節(jié)約了組織考試的成本，又可以大幅度提高閱卷速度。

除了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)之外，網(wǎng)絡(luò)式教學(xué)還包括利用APP、電腦軟件等手段輔助教學(xué)，例如可以利用微信建立公眾號(hào)，將材料力學(xué)的相關(guān)資料放到公眾號(hào)里面，使學(xué)生們在手機(jī)上就可以學(xué)習(xí)；還可以利用微信生成二維碼，讓同學(xué)們掃二維碼完成簽到，這樣既可以節(jié)省點(diǎn)名時(shí)間，又提高了課程的趣味性。

三、結(jié)論與反思

研討式與網(wǎng)絡(luò)式教學(xué)均是未來教學(xué)的發(fā)展趨勢，但二者有明顯的區(qū)別，研討式教學(xué)改革的是教學(xué)理念，而網(wǎng)絡(luò)式教學(xué)改革的是教學(xué)手段，盡管二者的出發(fā)點(diǎn)不同，但又不是獨(dú)立的，研討式教學(xué)的開展需要網(wǎng)絡(luò)工具的配合，網(wǎng)絡(luò)式教學(xué)的開展可以進(jìn)一步提升研討式教學(xué)的效率和質(zhì)量，二者相輔相成才可以達(dá)到理想的教學(xué)效果。筆者通過近5年對(duì)材料力學(xué)課程開展研討式、網(wǎng)絡(luò)式教學(xué)改革，可以明顯看到改革帶來的變化。通過教改，可以看到學(xué)生對(duì)研討式教學(xué)方式的逐漸認(rèn)可，以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具的逐漸適應(yīng)乃至依賴，學(xué)生們明顯更多地參與到教學(xué)活動(dòng)中來了，師生的互動(dòng)也越來越多，學(xué)生在在完成研討題目的過程中不僅加深了對(duì)知識(shí)的理解，提高了解決問題的能力，而且鍛煉了自身的綜合素質(zhì)。

對(duì)于教師而言，初期建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是需要額外增加許多工作量的，但是這個(gè)過程幾乎是一勞永逸的，一旦網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)完成，之后每年的教學(xué)中僅僅需要對(duì)平臺(tái)略作修改即可。在課程考核方面，教師應(yīng)該全面考察學(xué)生在研討過程中的綜合表現(xiàn)，而不是書本上的某個(gè)具體知識(shí)點(diǎn)，從而給學(xué)生一個(gè)更為公平合理的分?jǐn)?shù)。此外，研討式、網(wǎng)絡(luò)式教學(xué)客觀上也對(duì)教師提出了更高的要求，迫使教師通過不斷學(xué)習(xí)、思考和聯(lián)系來提高自身的教學(xué)水平，從而形成一個(gè)教學(xué)相長的良性循環(huán)。

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Research on the Discussing and Network Teaching Innovation on Materials Mechanics

YANG Chen

（College of Petroleum Engineering，China University of Petroleum-Beijing，Beijing 102249，China）

Abstract：The concept and method to perform discussing and network teaching innovation on the course of materials mechanics were introduced in the paper. That means using discussing teaching method instead of traditional teaching method，which can arouse students' initiative by transferring the core of teaching activity from teacher to students；and adopting the network in the teaching activity as an auxiliary method，which can extend the width and depth of the course and enhance the efficiency and effect of teaching activity.

Key words：Materials mechanics；Discussing teaching；Network teaching；Teaching innovation