材料力學(xué)課程教學(xué)與信息化建設(shè)的聯(lián)系

楊學(xué)弦 陳朝陽 劉碩秋 王小云 周震宇

摘 要：《材料力學(xué)》作為高等學(xué)校工科類專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，在相關(guān)專業(yè)教學(xué)安排中具有承前啟后的重要作用。近年來，為順應(yīng)高等教育的改革，高?？s減了相關(guān)專業(yè)理論和實驗課課時。針對《材料力學(xué)》課時量的減少帶來的教學(xué)問題，本文提出搭建《材料力學(xué)》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的新教學(xué)方式解決這一困難。通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、檢查交流、知識擴展和能力擴展4個模塊實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，輔導(dǎo)學(xué)生自主的課后學(xué)習(xí)。這不僅可促進課堂教學(xué)，加強師生之間的交流學(xué)習(xí)，還可提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，符合現(xiàn)代高等教育對人才培養(yǎng)的要求。

關(guān)鍵詞：材料力學(xué) 信息化建設(shè) 教學(xué)改革

中圖分類號：G645 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（b）-0-02

1 材料力學(xué)的教學(xué)與信息化建設(shè)

材料力學(xué)是高等學(xué)校工科類專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，在相關(guān)專業(yè)教學(xué)安排中具有承前啟后的重要作用。該課程具有理論概念性強，方法技巧性要求高的特點，其理論與計算公式在各工程部門的結(jié)構(gòu)設(shè)計中被廣泛采用。

近年來，為順應(yīng)高等教育的改革，部分高校的材料專業(yè)理論課程和實驗課程課時被大大縮減[1-2]。若沿用過去的甚至中學(xué)教育的教學(xué)方法，勢必達不到良好的教學(xué)效果。材料力學(xué)課程內(nèi)容中，公式推導(dǎo)較多、抽象概念難以用語言或文字簡單表達、學(xué)生對概念認識模糊等問題。目前的教學(xué)主要采用通過傳統(tǒng)的板書式教學(xué)或單向的多媒體教學(xué)。這兩種教學(xué)方式主要以教師為中心，學(xué)生被動接受，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣缺乏，主動學(xué)習(xí)的愿望較弱，實踐動手能力差，偏離了現(xiàn)代高等教育對人才培養(yǎng)的要求。

在新的歷史時期，特別是計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度發(fā)達和廣泛應(yīng)用的時期，要求我們培養(yǎng)出的人才不但要有堅實的經(jīng)典理論分析能力和手算能力，還要有較高的計算機建模分析能力，定性地分析解決問題的能力以及判斷能力。而這些作為精英人才所具備的基本素質(zhì)，傳統(tǒng)的單一課堂教學(xué)模式己遠遠不能滿足快速發(fā)展的社會需求[3]。高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的建設(shè)內(nèi)容中指出：要積極推進網(wǎng)絡(luò)教育資源開發(fā)和共享平臺建設(shè)，實現(xiàn)精品課程的教案、大綱、習(xí)題、實驗、教學(xué)文件以及參考資料等教學(xué)資源上網(wǎng)開放，為廣大教師和學(xué)生提供免費的優(yōu)質(zhì)教育資源，完善終身學(xué)習(xí)的支持服務(wù)體系。

隨著教學(xué)改革的深入進行，教學(xué)方式和手段的改革工作也更加多樣化，其中網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式在教學(xué)體系中正發(fā)揮著越來越重要的作用。計算機輔助教學(xué)利用多媒體計算機的功能與特點，使學(xué)生可以根據(jù)自己的程度選擇不同的內(nèi)容進行學(xué)習(xí)，從而使教學(xué)的內(nèi)容與表現(xiàn)形式多樣化、形象化。由此可見，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)引入大學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)過程，勢在必行。

2 課程教學(xué)信息化建設(shè)方案

通過網(wǎng)絡(luò)平臺的教學(xué)和實踐提高學(xué)生對材料力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，增強教師與學(xué)生之間的互動，加強學(xué)生獲取知識、交流信息和解決問題的能力。主要分為以下4個網(wǎng)絡(luò)模塊。

2.1 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模塊

該模塊是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的主要模塊，包括教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、電子教案、教學(xué)課件和授課視頻等內(nèi)容。教學(xué)大綱和教學(xué)計劃能夠讓學(xué)生了解各章節(jié)的重點、難點和學(xué)習(xí)要求，幫助學(xué)生掌握整個課程學(xué)習(xí)計劃。電子教案、教學(xué)課件和授課視頻則可以讓學(xué)生隨時隨地進行學(xué)習(xí)。教師根據(jù)具體教學(xué)進度及教學(xué)時間安排，可以將課堂上未深入分析的教學(xué)內(nèi)容或有利于學(xué)生理解較難的知識點的內(nèi)容制作成相關(guān)視頻提供給學(xué)生。

另外，材料力學(xué)實驗課程教學(xué)也是幫助學(xué)生進一步學(xué)習(xí)和理解知識的有效方法。同時也是學(xué)習(xí)本門課程的目的之一。學(xué)生對實驗儀器的操作及原理的理解直接影響到實驗課程的教學(xué)效果。教師可以拍攝實驗操作視頻及實驗課程講解內(nèi)容，在平臺上提供給學(xué)生觀看。學(xué)生可以隨時隨地反復(fù)觀看實驗操作過程，使學(xué)生通過自主的學(xué)習(xí)掌握規(guī)范的實驗操作流程，提高實驗課程學(xué)習(xí)效率。

2.2 檢查交流模塊

該模塊主要是幫助學(xué)生對所學(xué)知識進行檢查并與教師及其他同學(xué)進行交流。通過超星泛雅網(wǎng)絡(luò)平臺，與學(xué)生交流的教師和同學(xué)不僅僅限定于自己本校范圍，還可以是所有學(xué)習(xí)本門課程的其他學(xué)校教師及同學(xué)。知識檢查功能需要包括：課后作業(yè)解析、實驗結(jié)果分析和模擬考試等內(nèi)容。學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)，查找自己不足之處。

我們通過超星泛雅平臺突破了傳統(tǒng)“面授”的局限性，為同學(xué)們學(xué)習(xí)《材料力學(xué)》提供了跨時間、跨地域的網(wǎng)絡(luò)課堂。通過這一平臺讓學(xué)生能夠隨時隨地與教師或同學(xué)進行學(xué)習(xí)和討論。教師可通過學(xué)生上傳的相關(guān)內(nèi)容，隨時隨地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并及時解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問或問題，便于調(diào)整后續(xù)課程的教學(xué)，防止學(xué)生走向誤區(qū)。

本模塊的建設(shè)是以學(xué)生為主體，從學(xué)生的學(xué)習(xí)實際情況出發(fā)，教師為其學(xué)習(xí)提供服務(wù)。不僅實現(xiàn)了新時期的素質(zhì)教育要求，同時也潛移默化地提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，建立了良好的學(xué)習(xí)氛圍。

2.3 知識擴展模塊

該模塊主要是對課堂知識的延伸，主要包括：課程重點知識鞏固、相關(guān)知識點在實際工程設(shè)計中的應(yīng)用、教師團隊科研相關(guān)課題展示等。讓學(xué)生在掌握課本基礎(chǔ)知識的條件下，了解所學(xué)知識的使用過程。實際工程設(shè)計中的應(yīng)用可將材料專業(yè)實習(xí)基地或企業(yè)的相關(guān)工程作業(yè)或成果電子化后展示給學(xué)生；教師團隊科研專題展示可選擇與本門課程相關(guān)研究內(nèi)容或材料力學(xué)發(fā)展的最新動態(tài)。學(xué)生通過本模塊內(nèi)容的了解和學(xué)習(xí)，可以擴展課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度和廣度。還可以選取部分學(xué)生參與到教師的科研工作中，了解科學(xué)研究相關(guān)工作。

2.4 能力擴展模塊

該模塊主要是為學(xué)生考研復(fù)習(xí)和競賽培訓(xùn)服務(wù)。材料力學(xué)做為專業(yè)基礎(chǔ)課，是材料學(xué)專業(yè)研究生考試的專業(yè)課程，同時也是全國周培源大學(xué)生力學(xué)競賽、全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽以及大學(xué)生基礎(chǔ)力學(xué)實驗競賽等國家性賽事的必修課程。本模塊通過建立精品課程視頻，考研和競賽題庫，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。學(xué)生將學(xué)習(xí)過程中的疑問在“檢查交流模塊”中提交上來，與所有的相關(guān)老師或同學(xué)進行討論交流。

3 材料力學(xué)信息化教學(xué)的優(yōu)點

材料力學(xué)的信息化教學(xué)可極大的調(diào)動材料科學(xué)、機械自動化、土木工程專業(yè)等學(xué)生對材料力學(xué)課程學(xué)習(xí)的積極性和主動性。讓學(xué)生自主自由地學(xué)習(xí)材料力學(xué)基礎(chǔ)知識，熟練掌握相應(yīng)的計算分析問題的能力。讓學(xué)生及時地掌握相關(guān)課程內(nèi)容的最新動態(tài)，了解相關(guān)研究的成果，極大地擴展學(xué)生的視野。有效地實施素質(zhì)教育，培養(yǎng)具備良好的科學(xué)文化素養(yǎng)與合理的知識結(jié)構(gòu)，富有時代前沿性的工程設(shè)計能力的工程師，有利于學(xué)生畢業(yè)后，更快適應(yīng)飛速發(fā)展的國民經(jīng)濟需求。

通過超星泛雅網(wǎng)絡(luò)平臺，建立以課堂教學(xué)為主、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為輔的全方位、多層次互動教學(xué)模式，為高校工科專業(yè)的發(fā)展，提供現(xiàn)代化的信息教學(xué)方式，調(diào)解了材料力學(xué)教學(xué)課時與教學(xué)內(nèi)容之間的沖突，達到了減少學(xué)時，提高教學(xué)質(zhì)量的目的，極大地豐富了工科專業(yè)的教學(xué)模式。以學(xué)生為主體，教師為輔的教學(xué)模式，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和學(xué)習(xí)興趣，符合現(xiàn)代高等教育對人才培養(yǎng)的要求。

參考文獻

[1] 葛利玲，趙康，白力靜，等，“材料科學(xué)基礎(chǔ)”實驗課教學(xué)改革與實踐[J].高校實驗室工作研究，2009，102（4）：10-12.

[2] 王宇飛，朱宏喜，李紅霞.“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程實驗教學(xué)內(nèi)容改革與探索[J].實驗技術(shù)與管理，2015，32（5）：242-244.

[3] 劉軍，李英梅，戰(zhàn)宇.基于互聯(lián)網(wǎng)+的材料力學(xué)課程建設(shè)[J].教海探新高教學(xué)刊，2018（20）：108-113.