對分課堂在材料力學教學中的探索與實踐

周曉敏 孫政

摘要：材料力學是眾多工科專業的重要基礎課程之一，其涉及知識點復雜抽象，傳統教學方式較為枯燥，不易于學生理解。將對分課堂引入材料力學的實際授課中，實踐表明：對分課堂能夠提高學生在教學環境中的參與度、幫助學生更好地理解力學概念、易于擴展學生思維而其將力學公式與實際工程相結合，達到了提升學生學習興趣、激發學生創新意識、提升教學效果的目的。

關鍵詞：材料力學；對分課堂；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）16-0145-02

材料力學是理論力學的后續課程、結構力學的前期基礎課，是工科專業的重要基礎課程之一，其課程難度大、內容與實際工程結合不直觀，一直被認為是相關專業學生頭頂的“三座力學大山”之一，而在土木工程專業培養方案改革中，為了保證與更高工程相關度課程的課時量，力學類課程的教學課時再不斷地被壓縮，但課程難度以及后續課程對力學知識的需求卻并未減少，因此導致教學難度在不斷的增加[1]。

一、傳統材料力學教學存在的問題

材料力學是一門純理論性課程，雖然在工程中有較多的應用，但在課堂教學過程中很少有涉及，因此導致學生對課程在工程中的實際應用情況存疑，缺乏學習的主觀能動性。材料力學典型的研究對象的是變形桿件結構，與學生先前課程所學內容的研究對象有本質上的區別，甚至有同一個力學名詞在先開課程中與材料力學中概念不一樣的情況發生。同時，材料力學對學生的數學水平及空間想象能力要求較高，特別是后期涉及到應力單元體及組合變形問題后，教師僅依靠板書、PPT很難幫助學生有效理解。而且，力學課程一般是大班授課，在教師精力及課時量都有限的情況下，無法了解每一個學生的學習狀態。

同時，由于目前國內普通高校學生的自我管理能力普遍較差，學生較難能夠愿意在課后復習以加深課堂所學內容，因此傳統教學方法難以解決以上問題，慕課及翻轉課堂雖然能夠解決一部分問題，但這兩種教學方法要求學生有較強的自律性和自學能力。

二、對分課堂簡介

對分課堂是復旦大學心理系張學新教授提出的一個課堂改革方法，其主要目的是激發學生的自主學習能力，提高教學質量及教學效果[2]。其核心理念是將一半課堂時間分配給教師進行講授，另一半時間進行交互式學習，將課堂時間進行對半分配。簡單來說，就是將課堂教學分為三個過程，分別為講授（presentation）、內化吸收（assimilation）和討論（discussion）三部分，簡稱PDA課堂。2014年春季，張學新在復旦心理系本科二年級課堂上首次嘗試對分課堂，效果良好[3]；之后對分課堂被應用于大學英語及思想政治等文科性質的公共課中[4-6]；在工科類課程的教學中，對分課堂也取得了一定的應用，教學效果優于傳統教學方法[7]。

三、對分課堂在材料力學中的應用

材料力學課程與英語或思想政治等基礎類課程有所不同，其主要考察的是學生對于公式概念的掌握和應用程度，并引導學生與工程實際的相結合，內容難度階梯式增加。根據課程特點，筆者結合了傳統教學法與對分課堂教學法，選用了混合式教學方法，針對不同難度的知識點和內容采用的對分方式不同。

對于內容連貫性強，難度大的內容主要采用傳統教學法與隔堂對分方法，在第一個課時講授課程內容，課程后期提出問題思考，第二個課時的前半程供學生就此問題進行分組討論，并進行小組展示，后半程點評小組表現、講解問題。同時，由于復雜力學例題的正常解題時間可能要大于45分鐘甚至有時需要60分鐘以上，某些難度較大的例題被以作業的行式留作學生課后思考。因此，需要采用隔堂對分，即在本周的第一次課中的第二個課時末期提出問題，在第二次課程的第一個課時進行討論及展示。

對于內容比較獨立且理解困難的知識點主要采取以下兩種對分方式：（1）3分鐘對分：適用于單個知識點的理解。1分鐘提問后自行思考，1分鐘與同桌討論理解情況，1分鐘回答問題。（2）當堂對分：適用于較綜合知識點的理解，將一次課中的兩個課時對分，采取第一個課時采用傳統教學方法，對知識點拆分講解，中間不提問，直接講解重點，第二個課時提出問題，其中前15分鐘讓學生自行思考，中間15分鐘為討論時間，后15分鐘用于結果展示。

四、對分課堂在材料力學中應用效果

課程結束后，以問卷調查的形式調研了學生對對分課堂教學形式的評價，結果表明，83%的學生認為能夠幫助他們更好的理解概念，提高了主動學習的動力，而且可以活躍課堂。12%的學生認為對分課堂與傳統教學法相比優勢不明顯，對他們的思維方式的提升效果不明顯，但因為思考題的布置，學習主動性相較別的課程的確有所提高。5%在認為不能適應新教學方法，課程進行階段不愿意配合教學，希望繼續采用傳統教學方法。

以最后考試成績檢驗此方法的實際應用效果，在同專業平均掛科率為15%的情況下，采用對分課堂教學的試點班級掛科率為5%，且試點班級材料力學課程平均分高于同專業同課程平均分約10.3分。

綜上，對分課堂應用于材料力學的教學可以提升教學效率，將教與學完美的結合：從教的角度，提高了課堂的融合度及教學效率；從學的角度，提升了學生的主動思考的能力及學習效率。但是，傳統教學方法依然是主流教學方法，在對分教學中不能對其全盤否定，因此，應根據教學過程中出現的不同情況調整教學方式，以保證對分課堂的效果。

參考文獻：

[1]沈玉鳳，王廠，許英姿，劉露，譚敏.網絡環境下《材料力學》課程多元混合式教學模式探析[J].中國教育信息化，2016，（20）：34-37.

[2]蔡清.“對分課堂”教學模式中的管理學原理分析[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2017，（01）：91-92.

[3]張學新.對分課堂：大學課堂教學改革的新探索[J].復旦教育論壇，2014，（05）：5-10.

[4]趙婉莉，南嬌鵬.大學英語“對分課堂”教學模式的實踐與探索[J].陜西教育（高教），2016，（05）：40-42.

[5]董平，郭小洲.對分課堂學習模式：大學生思想政治教育的創新探索[J].黑龍江高教研究，2017，（06）：120-123.

[6]王明媚.對分課堂在大學英語課程教學中的實踐與反思[J].高教論壇，2016，（08）：66-68.

[7]馮瑞玲，劉建坤，沈宇鵬，魏靜，田亞護.“對分課堂”在《路基工程》理論教學中的實踐與思考[J].教育教學論壇，2016，（46）：107-109.