基于MOOC的“工程力學”課程教學研究

張德臣 陳 曦

（遼寧科技大學機械工程與自動化學院，遼寧 鞍山 114051）

“工程力學”是既與工程又與力學密切相關的課程，它包括靜力學和材料力學兩部分，它的定理、定律和結論被廣泛應用于各行各業的工程技術中，是解決工程實際問題的重要基礎[1]。為了提高教學質量，對于“工程力學”課程的教學研究不斷進行著。特別是，在信息技術迅猛發展的年代，高等教育水平普遍緊跟時代發展到新的高度，“工程力學”課程教學必須充分利用優質資源，提高教學水平。探討基于MOOC進行線下和線上的綜合性教學，達到“工程力學”課程的教育目的，為將來學生工作打下良好的基礎。

1 “工程力學”課程的舊式教學

以往“工程力學”教學，無論是從教學內容上，還是從教學手段和教學方法上，都有許多地方不能適應當前高等教育教學改革的要求。從教學內容而言，理論內容多，但是工程實例多年來一直沒有重大變化，由此造成教學內容陳舊而缺乏創新[2]；在教學方法上，也保留了過去那種講得過多、過細、過全的傾向，使得學生缺乏學習的主動性和積極性；在教學手段上，仍以傳統的課堂教學板書模式為主進行授課，雖然引用自制的多媒體課件，但是，傳遞的工程信息量仍然有限，并且工程實例不形象。因此，在新形勢下的“工程力學”課程教學必須改革，引入國家優質教育資源。

2 課程教學模型的建立

1）選取MOOC平臺。中國大學MOOC(慕課)是國內優質的中文MOOC學習平臺，由愛課程網攜手網易云課堂打造。平臺擁有包括985高校在內提供的千余門課程，其中與“工程力學”有關課程約有800余門。“工程力學”課程注重工程與生活中實用的力學實例，由淺入深，通過動畫演示、習題作業、單元測試、模擬試題等多元設置進行導學與促學，擴大了“工程力學”課程的多媒體信息量。“工程力學”課程教學與中國大學MOOC(慕課)對接，實現互聯網資源共享與交流，為課程提供一個新的線上教學方法，輔助線下教學，使“工程力學”課程教學插上騰飛的翅膀。

2）“工程力學”課程教學目標和內容。“工程力學”課程屬非機類工科學生公共基礎課，通過靜力學的學習，使學生掌握物體平衡的基本規律及其研究方法，為一般工程結構的靜力分析提供理論基礎；通過工程力學的學習，使學生對工程材料的強度、剛度和穩定性問題具有明確的基本概念，具有比較熟練的分析計算能力和初步的實驗能力。“工程力學”課程的最終培養目的就是培養創新研究型人才。為了完成“工程力學”課程教學目標，在教學過程中應該完成教學內容：第一部分是靜力學部分，包括：剛體靜力學基本概念與理論、靜力平衡問題和變形體靜力學基礎；第二部分材料力學部分，包括：材料的力學性能、強度與連接件設計、圓軸的扭轉、梁的平面彎曲和組合變形。

3）基于MOOC的課程教學模型。基于MOOC的課程教學就是把傳統的教學模型和MOOC相結合起來進行教學，這種線上和線下相結合的課程教學模型是一種創新的教學模型。教師制定適應專業需求的課程大綱、授課計劃和教學內容，把在課堂教學中講解的課堂知識點和MOOC有機地相結合，在教學過程中實現課堂教學和網絡教學相結合的混合式教學。這種教學模型可以靈活地配合學生的學習時間和學習能力，尤其是課前預習和課后復習，更能提高學生的自主學習效率。基于MOOC的線上和線下相結合的教學模型，如圖1。

3 教學模型的實踐驗證

1）選擇授課專業。選擇非機械類專業班級的“工程力學”課程，采用基于MOOC的線上和線下混合式教學模型進行教學。

2）實踐教學及其效果。教師在中國大學MOOC(慕課)平臺選取優質合適的“工程力學”課程，根據課程的授課計劃安排：（1）每次課前需要預習的線上內容；（2）每次課上學習的線上課程內容；（3）每次課后復習的重點線上內容。在學生學習完每一部分模塊內容之后，都要自覺在網上進行單元測試，完成網上的模擬試題。在進行線下習題訓練的過程中，教師面對面進行講解習題，進行深入淺出、難易結合，訓練理論應用方法，解決實際問題。在課程的授課過程中，加入一些線下實驗課，要求教師面對面指導學生實驗過程，提高學生動手實驗能力，使學生對材料的機械性能和構件變形具有從感性到理性的認識。

圖1 基于MOOC的“工程力學”課程教學模型

在課程結束后，進行閉卷考試，檢驗學生的學習效果。以往一直采用線下授課方式進行教學，學生的卷面及格率在50～60%；現在，采用線上與線下相結合，學生的期末卷面及格率為80～90%。基于MOOC的教學方法，針對重點內容和難點部位可以在網上進行重復多次學習；線下教師面對面引導訓練，使線上和線下內容相互融合，教學效果更佳。因此，學生的卷面及格率較高，學習效果較好。

3 結論

本文分析了“工程力學”課程授課特點，選取了網上優質的“工程力學”課程MOOC(慕課)，建立MOOC的線上和線下相結合的“工程力學”課程教學模型，并對這種模型進行實施，效果較好。這種教學方法保留了傳統教學方法中的優良部分，利用了MOOC協助線下教學，為今后“工程力學”課程教學打下良好的基礎。