移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下“工程力學(xué)”教學(xué)模式探索

陳飛昕 李緯華 劉鈺賢 溫雨丹

摘要：文章基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，探索對“工程力學(xué)”的混合式教學(xué)設(shè)計。結(jié)合碎片化學(xué)習(xí)和課程的整體性知識體系特點，在概念群的基礎(chǔ)上重新構(gòu)建課程教學(xué)模式。重點探討了教學(xué)三階段的分工及相互配合，以及移動設(shè)備上的微課堂設(shè)計問題。

關(guān)鍵詞：移動互聯(lián)網(wǎng)；微課堂；混合式教學(xué)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，特別是移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，帶來了信息傳播方式的巨大改變，也引起人們學(xué)習(xí)方式的變革。網(wǎng)絡(luò)資源，一方面以極大的增長規(guī)模為學(xué)習(xí)者提供信息獲取的便利，另一方面，時間、空間以及注意力的碎片化也引起了閱讀和學(xué)習(xí)的碎片化。碎片化學(xué)習(xí)，是移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展時代的一種必然趨勢，其特質(zhì)在于信息以及學(xué)習(xí)實踐的零散性和注意力的不連續(xù)持續(xù)性[1]。與傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式相比，這種學(xué)習(xí)方式所帶來的便捷性并不能完全掩蓋其對知識體系整體性認識的劣勢。因此，在此技術(shù)背景下，一貫強調(diào)學(xué)習(xí)系統(tǒng)化的“工程力學(xué)”課程，有必要研究新的學(xué)習(xí)模式，以達到對知識掌握的整體性和有效性的統(tǒng)一。

1 課程的特點和現(xiàn)狀

“工程力學(xué)”是一門整體性很強的課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生對設(shè)計參數(shù)的定性理解。本課程研究構(gòu)件的受力分析以及在力作用下的強度、剛度及穩(wěn)定性表現(xiàn)，涉及的知識點繁多，計算量較大，往往是理工科基礎(chǔ)教學(xué)中的難點。在傳統(tǒng)教學(xué)中，課內(nèi)的理論教學(xué)和課后的習(xí)題演練，往往占據(jù)了學(xué)習(xí)者的大部分時間和精力，由于課時所限，師生之間的互動較為缺乏，造成新內(nèi)容還未來得及掌握，學(xué)生就忘記舊內(nèi)容的情況。而課后的習(xí)題演練，也往往出現(xiàn)生搬硬套、缺乏思考甚至抄襲的問題。

隨著網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的普及，很多研究者在探索課程教學(xué)的有效性上做出了嘗試，例如輔助動畫演示、微課設(shè)計、課程網(wǎng)站建設(shè)、慕課平臺構(gòu)建等，力圖將傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，達到課前一課中一課后的教學(xué)階段形成連續(xù)性教學(xué)整體，并實現(xiàn)師生的互動[2]。這些嘗試，都在教學(xué)中獲得一定的效果驗證。然而，“工程力學(xué)”課程知識體系的整體性特點，決定了在教學(xué)技術(shù)手段上，無法僅僅依靠單一的方式來達到教學(xué)效果的有效提升。根據(jù)教學(xué)階段的轉(zhuǎn)換，合理有效地結(jié)合不同互聯(lián)網(wǎng)承載體，探索混合式學(xué)習(xí)模式，是本課程教學(xué)研究中的一個重要工作。

2 混合式教學(xué)模式設(shè)計

鑒于“工程力學(xué)”課程的內(nèi)容相對較多，需要在教學(xué)的3個階段各有側(cè)重，形成有效配合，共同完成教學(xué)目的。筆者在實踐中，曾經(jīng)探索形成基于概念擴展的力學(xué)教學(xué)方式，即通過強調(diào)對重要概念的學(xué)習(xí)和前后貫穿，形成學(xué)習(xí)的主要知識鏈。在這種教學(xué)理念中，重要概念的學(xué)習(xí)往往是講授的重點，而通過概念進行擴展知識的學(xué)習(xí)則是對學(xué)生類比能力的訓(xùn)練。以常見約束的授課內(nèi)容為例，幫助學(xué)生建立約束的概念，集中理解約束的特點，從而根據(jù)其特點的變化擴展出常見約束類型等知識點，如圖1所示。

在概念教學(xué)法中，概念的理解是課程學(xué)習(xí)的重點，而一般來說，力學(xué)體系中的概念闡述，往往屬于微知識點，可以獨立出來進行理解。這就符合微課教學(xué)理念中的小而集中的特點。而工程常見約束類型則是一個相對擴展的知識面，可以通過類比講授進行。進一步地，要理解約束的特點，甚至知道如何進行工程約束的簡化，就需要更多的工程動畫演示等教學(xué)手段。綜合以上分析，可以在“工程力學(xué)”的3個教學(xué)階段中，進行混合式教學(xué)設(shè)計，按照“小概念、引知識、擴應(yīng)用”的步驟，逐步設(shè)計課前一課中一課后教學(xué)側(cè)重點，并根據(jù)每個階段的目的，選擇相應(yīng)的教學(xué)技術(shù)手段，如圖2所示。

基于該教學(xué)設(shè)計，可以有針對性地選擇合理的教學(xué)手段。在課前，需要對重要概念的定義、特點等進行具有聚焦性的介紹，此類內(nèi)容結(jié)尾小而精的部分，可以進行持續(xù)時間較短的微課堂設(shè)計，可以有效利用學(xué)生的時間，展開碎片化學(xué)習(xí)；而課中，在重要概念的基礎(chǔ)上，進一步擴展理論知識，并進行習(xí)題演練，則更多地強調(diào)學(xué)生類比思維方式的訓(xùn)練和師生面對面的互動；課后的學(xué)習(xí)較為注重知識的擴展，主要是應(yīng)用型教學(xué)中，對工程應(yīng)用方面案例的介紹以及復(fù)習(xí)資料的選擇，這時容量相對大而具體的課程網(wǎng)站方式更符合教學(xué)需求。

3個教學(xué)階段，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)緊密結(jié)合起來，圍繞概念中心教學(xué)法實施教學(xué)過程。

3 在微信平臺支持下的微課堂設(shè)計

在以上的教學(xué)設(shè)計中，課內(nèi)的講授教學(xué)和課后的網(wǎng)站建設(shè)，已經(jīng)有很多文獻對此進行研究，在此不做多述。而課前的微課堂設(shè)計，則更為注重實現(xiàn)碎片化學(xué)習(xí)的有效性。在碎片化學(xué)習(xí)中，需要更多地依賴移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，實現(xiàn)短時、隨時、反復(fù)的碎片閱讀。這就要求對閱讀材料進行有效的設(shè)計[3-5]。

碎片閱讀的材料設(shè)計中，鑒于工科理論知識的特點，可以采用音、文、圖、視等直觀手段同步進行的方式，來反復(fù)強調(diào)知識點的特征，這就要求素材內(nèi)容的豐富[6]。同時，考慮到移動端設(shè)備容量和移動網(wǎng)絡(luò)的流量問題，在素材的制作上又要求格式的精簡。有鑒于此，在教學(xué)實踐中，通過比較，筆者選用微信公眾號進行微課堂的承載平臺，并進行微課堂設(shè)計，如表1所示。

根據(jù)表1的設(shè)計，筆者完成“工程力學(xué)”樂學(xué)平臺公眾號的設(shè)計，以剛體的定軸轉(zhuǎn)動進行微課堂設(shè)計，如圖3所示。

4 結(jié)語

在移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，結(jié)合移動端微信平臺、課程網(wǎng)站和傳統(tǒng)課堂教學(xué)的分工配合，可以實現(xiàn)線上線下混合教學(xué)模式，有利于連接3個教學(xué)階段，讓教學(xué)內(nèi)容形成以概念為主線的知識鏈條，從而在每個階段中有針對性地解決教學(xué)難點和重點。但是，在教學(xué)過程中仍然要注意：（1）技術(shù)手段始終是服務(wù)于教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)過程中，要始終明確每個階段的教學(xué)目的和內(nèi)容。（2）“工程力學(xué)”學(xué)習(xí)的難度要求在教學(xué)過程中要突出教師的主導(dǎo)地位，但是也不能忽視在技術(shù)層面上實現(xiàn)師生的互動交流，例如微課堂的素材上，也可以組織學(xué)生參與。（3）本文的設(shè)計是建立在教師對“工程力學(xué)”知識整體的把握和概念群的剖解基礎(chǔ)上的，需要教師對課程內(nèi)容進行基于概念的詳細體系分解和重構(gòu)體系。

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