移動互聯網環境下“工程力學”教學模式探索

陳飛昕 李緯華 劉鈺賢 溫雨丹

摘要：文章基于移動互聯網技術，探索對“工程力學”的混合式教學設計。結合碎片化學習和課程的整體性知識體系特點，在概念群的基礎上重新構建課程教學模式。重點探討了教學三階段的分工及相互配合，以及移動設備上的微課堂設計問題。

關鍵詞：移動互聯網；微課堂；混合式教學

互聯網技術，特別是移動互聯網技術的飛速發展，帶來了信息傳播方式的巨大改變，也引起人們學習方式的變革。網絡資源，一方面以極大的增長規模為學習者提供信息獲取的便利，另一方面，時間、空間以及注意力的碎片化也引起了閱讀和學習的碎片化。碎片化學習，是移動互聯網發展時代的一種必然趨勢，其特質在于信息以及學習實踐的零散性和注意力的不連續持續性[1]。與傳統的學習方式相比，這種學習方式所帶來的便捷性并不能完全掩蓋其對知識體系整體性認識的劣勢。因此，在此技術背景下，一貫強調學習系統化的“工程力學”課程，有必要研究新的學習模式，以達到對知識掌握的整體性和有效性的統一。

1 課程的特點和現狀

“工程力學”是一門整體性很強的課程，旨在培養學生對設計參數的定性理解。本課程研究構件的受力分析以及在力作用下的強度、剛度及穩定性表現，涉及的知識點繁多，計算量較大，往往是理工科基礎教學中的難點。在傳統教學中，課內的理論教學和課后的習題演練，往往占據了學習者的大部分時間和精力，由于課時所限，師生之間的互動較為缺乏，造成新內容還未來得及掌握，學生就忘記舊內容的情況。而課后的習題演練，也往往出現生搬硬套、缺乏思考甚至抄襲的問題。

隨著網絡化技術的普及，很多研究者在探索課程教學的有效性上做出了嘗試，例如輔助動畫演示、微課設計、課程網站建設、慕課平臺構建等，力圖將傳統教學和網絡技術相結合，達到課前一課中一課后的教學階段形成連續性教學整體，并實現師生的互動[2]。這些嘗試，都在教學中獲得一定的效果驗證。然而，“工程力學”課程知識體系的整體性特點，決定了在教學技術手段上，無法僅僅依靠單一的方式來達到教學效果的有效提升。根據教學階段的轉換，合理有效地結合不同互聯網承載體，探索混合式學習模式，是本課程教學研究中的一個重要工作。

2 混合式教學模式設計

鑒于“工程力學”課程的內容相對較多，需要在教學的3個階段各有側重，形成有效配合，共同完成教學目的。筆者在實踐中，曾經探索形成基于概念擴展的力學教學方式，即通過強調對重要概念的學習和前后貫穿，形成學習的主要知識鏈。在這種教學理念中，重要概念的學習往往是講授的重點，而通過概念進行擴展知識的學習則是對學生類比能力的訓練。以常見約束的授課內容為例，幫助學生建立約束的概念，集中理解約束的特點，從而根據其特點的變化擴展出常見約束類型等知識點，如圖1所示。

在概念教學法中，概念的理解是課程學習的重點，而一般來說，力學體系中的概念闡述，往往屬于微知識點，可以獨立出來進行理解。這就符合微課教學理念中的小而集中的特點。而工程常見約束類型則是一個相對擴展的知識面，可以通過類比講授進行。進一步地，要理解約束的特點，甚至知道如何進行工程約束的簡化，就需要更多的工程動畫演示等教學手段。綜合以上分析，可以在“工程力學”的3個教學階段中，進行混合式教學設計，按照“小概念、引知識、擴應用”的步驟，逐步設計課前一課中一課后教學側重點，并根據每個階段的目的，選擇相應的教學技術手段，如圖2所示。

基于該教學設計，可以有針對性地選擇合理的教學手段。在課前，需要對重要概念的定義、特點等進行具有聚焦性的介紹，此類內容結尾小而精的部分，可以進行持續時間較短的微課堂設計，可以有效利用學生的時間，展開碎片化學習；而課中，在重要概念的基礎上，進一步擴展理論知識，并進行習題演練，則更多地強調學生類比思維方式的訓練和師生面對面的互動；課后的學習較為注重知識的擴展，主要是應用型教學中，對工程應用方面案例的介紹以及復習資料的選擇，這時容量相對大而具體的課程網站方式更符合教學需求。

3個教學階段，通過互聯網技術緊密結合起來，圍繞概念中心教學法實施教學過程。

3 在微信平臺支持下的微課堂設計

在以上的教學設計中，課內的講授教學和課后的網站建設，已經有很多文獻對此進行研究，在此不做多述。而課前的微課堂設計，則更為注重實現碎片化學習的有效性。在碎片化學習中，需要更多地依賴移動互聯網設備，實現短時、隨時、反復的碎片閱讀。這就要求對閱讀材料進行有效的設計[3-5]。

碎片閱讀的材料設計中，鑒于工科理論知識的特點，可以采用音、文、圖、視等直觀手段同步進行的方式，來反復強調知識點的特征，這就要求素材內容的豐富[6]。同時，考慮到移動端設備容量和移動網絡的流量問題，在素材的制作上又要求格式的精簡。有鑒于此，在教學實踐中，通過比較，筆者選用微信公眾號進行微課堂的承載平臺，并進行微課堂設計，如表1所示。

根據表1的設計，筆者完成“工程力學”樂學平臺公眾號的設計，以剛體的定軸轉動進行微課堂設計，如圖3所示。

4 結語

在移動互聯網環境下，結合移動端微信平臺、課程網站和傳統課堂教學的分工配合，可以實現線上線下混合教學模式，有利于連接3個教學階段，讓教學內容形成以概念為主線的知識鏈條，從而在每個階段中有針對性地解決教學難點和重點。但是，在教學過程中仍然要注意：（1）技術手段始終是服務于教學內容，在教學過程中，要始終明確每個階段的教學目的和內容。（2）“工程力學”學習的難度要求在教學過程中要突出教師的主導地位，但是也不能忽視在技術層面上實現師生的互動交流，例如微課堂的素材上，也可以組織學生參與。（3）本文的設計是建立在教師對“工程力學”知識整體的把握和概念群的剖解基礎上的，需要教師對課程內容進行基于概念的詳細體系分解和重構體系。

[參考文獻]

[1]姜宛彤.以問題解決為導向的微課程設計與組織研究[D].長春：東北師范大學，2017.

[2]朱守業.面向移動學習的課程設計和學習模式[J].中國電化教育，2008（12）：67-70.

[3]劉淑婷.基于微信公眾平臺與翻轉課堂的混合式教學改革[J].微型電腦應用，2018（4）：27-29，62.

[4]葉璟，劉超男.基于微信及微信公眾平臺的翻轉課堂教學模式研究[J].大學教育，2016（3）：33-35.

[5]閆曉甜，李玉斌.微信平臺支持下的高校微課程設計與應用研究[J].中國遠程教育，2015（7）：52-57.

[6]傅天泓.“互聯網+”時代多媒體技術微課教學的應用初探[J].無線互聯科技，2017（22）：101-102.