多種教學模式并用提升理論力學教學質量方法探討

劉鈺如 鄭秀云

摘?要：結合新工科對教與學的新要求，傳統教學已然不能滿足學生的學習需求.如何在新形勢下提高學習積極性和教學質量顯得尤為重要。本文結合理論力學課程的教學與實踐，通過問卷調查確定采用多種教學模式并用的授課方式，也即是采用啟發式教學、案例教學、線上教學和翻轉課堂相結合的方法來探索提高學習理論力學課程質量。通過對比發現，多種教學模式并用有利于提高學生的學習積極性和提高教學質量。

關鍵詞：理論力學;啟發式教學;案例教學;線上教學;翻轉課堂

《理論力學》是機械設計制造專業一門理論性較強的學科基礎課，是后續學好材料力學、機械原理等課程的重要基礎，并在許多工程技術領域中有著廣泛應用，其重要性不言而喻。而作為我院獨立院校的學生而言，一部分學生理化成績很不錯目標也比較明確，這部分學生學習能力比較強，課堂不能滿足其需求;而一部分學生在學習狀態上學習被動、目標不明確，不善思考，這些學生又不能跟上課堂教學的進度，學習比較吃力，甚至會出現上課跑神、曠課、作業抄襲等現象。如何在這種形勢下讓優秀生更加優秀？讓后進生能提高其學習的主動性，提升其學習效果？是作為一線教師時刻思考的問題，也是一線教師時刻努力的方向。也針對以上這些問題，顯然改革就顯得格外重要。

互聯網和信息技術的發展和普及，改變了知識的傳播方式和學生的學習方式[1]。結合筆者多年的教學經驗，提出了應用多種教學模式來提升理論力學的教學質量。

一、問卷調查

為了更進一步了解學生的學習需求，小組特設計了一份問卷，共下發至2014級、2015級和2016三個年級410名學生，收回有效問卷共256份。具體的實施教學在2017和2018級兩屆學生。該問卷的結果如下表1所示。在設計問卷調查時本研究小組針對2014和2015級就教學方法選擇上面設置的是單項選擇，而針對2016級學生在教學方法上采取了多項選擇的方式。該有效的256份問卷中有187份是屬于2014級和2015級學生，該表格的比例基數即取于這187份。該表格顯示大部分的學生更愿意采用案例教學、多媒體課件和啟發式相結合的教學方式，大約12%的學生愿意采用翻轉課堂[1-3]的方式進行，也即是小組討論的方式，13%的學生贊同使用教學軟件。只有5%的學生愿意采用傳統教學。剩下的69份調查問卷的結果也顯示大部分的學生愿意采用案例教學和采用啟發式的教學方式，一小部分的學生愿意采用翻轉課堂的方式，極少數的學生愿意采用傳統的教學方式，從而說明了該問卷調查的有效性。

理論力學課程有著非常顯著的特點，如：知識點多，瑣碎，聽起來容易，實踐起來困難，這樣就導致許多學生在學期剛開始時還有學習的熱情，而后就越學越沒勁，以致后面出現一系列的課堂跑神、作業抄襲等問題。針對這些問題相繼有許多的應對策略，針對各個層次學生質量的不同，教師采用的方法迥異。作為我院獨立院校學生出現的這些問題，我們摒棄了單獨以傳統的方式教學，而是采用了多種教學相結合的方式。主要是采用了多媒體課件與啟發式教學、案例教學、借助教學軟件線上討論教學以及翻轉課堂。在案例教學中會對案例問題的研究對象進行三維造型及運動仿真;教學軟件是采用超星旗下的學習通APP，該軟件具有很大的優勢，可以安裝在手機上，實現教師和學生的實時互動，可以進行課前發布課件以及課程要解決的問題讓學生進行預習，課中進行課程討論，課后進行發布作業，以檢測學生的學習效果;翻轉課堂的應用集中在對某些專題的討論上面。

二、啟發式教學

授課采用多媒體課件和啟發式教學，這個過程在現代的教學進程中是十分重要的。在多媒體課件的制作上教師會采用各種平面運動的圖形以及空間運動的動畫進行操作，以幫助學生理解一些復雜構件。同時在理論力學的課程中會有許多抽象的簡化圖形，學生可能會看得懂構件的受力或運動，但缺乏與生活相聯系，此時在多媒體和啟發式教學中，教師就會把實物圖以及實物的運動視頻放給學生觀看，學生此時能清楚地理解力學模型與實物之間的關聯，在講到空間力系力螺旋的問題時提到力和力偶是平行的，如何實現這種運動，我們會舉出木工師傅攻絲的絲錐，很多學生見過此物不難理解，可我們很少去拍攝木工師傅工作的視頻。但我們見過別人喝紅酒時要起開木塞，起開木塞用的工具我們都見過，我們就給學生拍了一個起開紅酒瓶木塞的視頻，此時結合理論的講解和實物視頻的觀看對于該知識點的理解會十分透徹，而后教師要做的就是繼續引導學生去思考生活中海油那些現象用到了力螺旋這樣的問題。

三、案例教學法

案例教學對于理論力學課程的學習非常有必要[4，5]，特別對于剛入大學的二年級新生來說，學生可以根據案例教學明確自己的學習方向和學習目標，真正弄清楚自己以后的職業方向，在一定程度上激發了學生的學習積極性。

（一）案例的選取

生活中的案例隨處可見，然而對于工程案例的選擇是比較關鍵的，這些案例對于大多數的學生而言是日常能接觸到的就是最好的案例，這些案例不僅可以使學生快速了解到本專業的學習方向，又可以使學生快速的學習到課堂知識，很好的達到理論與實踐的結合。比如在平面力對點之矩的知識點時，可以應用生活中的案例工人擰扳手的例子進行講解。平面力對點之矩產生的效應是使物體發生轉動，如何能更好的的理解使物體發生轉動呢？這個例子就能使學生很好的理解這個問題，如何衡量力矩的大小，就可以使力臂確定，只需改變在擰扳手時力的大小就可以了，這樣一個簡單的生活實例卻能很透徹的講清楚一個知識點。又比如在講到點的合成運動時，就可以運用平時學生坐公交車感受去理解課堂知識，選取一輛公交車，選取公交車上的一個人，選取站在地面上的人，一公交車為參考系，公交車上坐著的人是靜止的，而以地面為參考系時，地面上的人覺得坐在公家車上的人是隨著車一起運動的，通過這個簡單的例子可以很好的理解點的復合運動中的兩個坐標系和三種運動，即慣性參考系和動坐標系以及絕對運動，相對運動以及牽連運動。