基于慕課堂和網絡直播的力學混合教學實踐

吳杰 宋向榮 馬一江 熊仲營

[摘 要] 作為高校課堂教學的有力補充，網絡授課方式近幾年來發展迅猛。利用網絡平臺和現代應用技術開展教學是工科院校力學學科教育的方式之一。以“材料力學”課程中的強度校核內容為例，基于江蘇科技大學在中國慕課網站中對“材料力學”課程的建設，結合網絡直播平臺（騰訊）開展線上線下混合式教學，在網絡答疑和學生自主學習等多渠道的輔助下，取得了較好的教學效果。

[關鍵詞] 慕課;混合教學;材料力學;強度校核

[基金項目] 2018年度江蘇科技大學高等教育教改研究立項課題“基礎力學教學中的典型結構實體模型和復雜運動可視化開發”

[作者簡介] 吳 杰（1983—），男，江蘇泰州人，博士，江蘇科技大學工程力學系講師，主要從事結構動力學研究。

[中圖分類號] O341? ?[文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）21-0113-04? ?[收稿日期] 2020-11-10

一、引言

力學是高等學校機械類、土建類、交通運輸類等工科專業的基礎課程，著重培養學生扎實的理論基礎和嚴密的科學思維，培養工科基礎、力學基礎和基本力學方法。力學課程分基礎力學課程與專業力學課程兩大類。其中，基礎力學課程面向大多數工科專業，受眾廣泛;而專業力學課程適用于力學工作者、研究生等，內容較深，受眾較少。

隨著中國大學慕課[1]的建設與推廣，線上線下混合教學方式逐步成為高校網絡教學的主流。在全球新冠肺炎疫情持續的當下，可以讓更多的學生不出校門也能共享優質課程[2]。“材料力學”課程是理論性強、學時多、練習要求高的工科基礎課[3]，如何充分利用慕課和網絡在線教學工具，實現停課不停學、要求不降低，江蘇科技大學“材料力學”課程教學團隊開展了混合在線教學的有益實踐。本案例為江蘇科技大學船舶與海洋工程專業大二學生開設的“材料力學”課程。課程基于慕課堂和騰訊直播的方式，利用PPT和外接數位板工具，選擇本課程中“失效、許用應力與強度條件”一節作為示例，記錄教學實施手段和具體過程。

二、基于慕課堂和網絡直播的混合在線教學方法

（一）“材料力學”慕課建設與教學

為了進一步開展力學課程的網絡教學，我校從2018年起開始建設“材料力學”在線開放課程。面向普通高校中學習“材料力學”的學生，精講精練，在教學輔導和教學資源上形成了特色。在教學內容上，以教育部基礎力學教育指導委員會制定的該門課程內容為基礎，適當增加學時章節。在教學方法上以引導啟發為主，在課程中以工程和生活案例引導、強調課程知識的應用。另外，以在線討論的形式對工程案例進行分析，同時引導學生進行研究性學習。在教學手段上，輔以大量的教輔資料，如習題和解答、教案和講稿、大綱和教材、課件和視頻等，多方位的結合，使學生能接收到大量的信息。

教學視頻以微課的形式，采用片段式教學和知識點的教學方法，對課程進行梳理，形成微視頻教學體系，涵蓋課程的所有重點內容，以教材和講稿作為補充，使學生能夠利用碎片化的時間學習。教材、講稿、課件是完整的教學內容，對重點內容的講解采用微視頻、微課件、習題等形式強化，使學生用較少的時間集中學習重難點。內容精講精練，教輔資料形成特色。配合在線課程建設，形成習題庫和習題解、概念題和自測題庫、在線討論和答疑等多種教學資源，在多年積累的基礎上，經過長期建設，形成課程在線學習的特色。

我校工程力學系開設的“材料力學”在線開放課程于2020年3月在中國大學慕課平臺上線，共11個單元，制作了涵蓋課程全部重點內容的80個教學短視頻，配合課件、講稿、例題、習題、自測、單元測試等，內容及時更新。該內容屬于課程的公共資源，開課教師需要建立自己的“慕課堂”，附帶所謂的“課堂碼”。教師通過慕課堂組織教學、設計練習、測試等，也可以進行發起備課、發起公告、添加討論、增補練習及管理學生等操作。

學生加入該慕課堂后，可以通過觀看視頻、完成作業、自測等方式學習。同時，學生通過授課教師提供的課堂碼加入具體線上課堂中。學生在慕課堂上的所有活動都有記錄，包括完成作業、參與討論和提問、學習進度、學習成績等。這種公共資源（課程慕課）與“私有”課堂（慕課堂）相結合的線上授課方式較為靈活，可充分發揮教師集體備課和個人授課的特長。

（二）“材料力學”在線直播教學

中國大學慕課網為高校師生提供了較為便捷而靈活的教學平臺。慕課中的教學視頻與課件具有知識點凝練和作業豐富等特點，但這些特點會帶來一些新問題，主要是知識結構不夠系統和對學生的答疑不夠及時等。在線直播教學旨在彌補慕課和慕課堂教學所產生的師生之間的隔閡。當疫情消散后，直播教學很可能會被學校課堂教學所取代。從這方面來講，在線直播教學實質上是課堂教學的臨時替身[4]。

我校工程力學系直播時所涉及的工具、軟件主要包括騰訊通信軟件、微軟PPT演示軟件、外接數位板等。學期開課前，教師建立直播教學群，并通知學生加入，群里不定期發布通知、公告。每次授課時，教師通過語音聊天的功能講解知識、即時互動，回答學生的疑問。通過通信軟件屏幕共享功能按實際課表安排定期直播教學，利用外接數位板和PPT墨跡書寫功能進行板書。對于理論性較強的課堂，板書至關重要，學生能夠較自然地跟上教師的分析思路。由于“材料力學”課程有較多理論推導和習題，外接數位板極大地提高了授課質量。慕課的練習、測試題也可以通過屏幕分享功能講解。另外，群作業功能可以讓教師布置額外作業，學生線下做完后上傳，教師線上批改作業。學期結束后線上數據真實有效，可以導出作為平時成績打分的依據，整理后成為教學資料的一部分歸檔。

（三）慕課教學與在線直播的互補關系

從技術上來講，學生自主學習和教師直播授課并不存在實施障礙。教師在組織教學與考核的過程中應處理好二者之間的關系。慕課自主學習和騰訊直播授課在教學活動中的基本關系見圖1。