《工程力學(xué)》課程的移動網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)改革與研究

王嘉航　謝小明　鮑四元

摘要：工程力學(xué)是高校工科專業(yè)學(xué)生的一門核心必修課。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的逐步推進(jìn)以及智能手機(jī)、平板電腦等移動智能端的廣泛應(yīng)用，智能移動端教學(xué)越來越普及。本文依托校園網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)對課程的教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式等進(jìn)行了教學(xué)探索和實(shí)踐，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和工程實(shí)踐應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；智能移動端；移動互聯(lián)網(wǎng)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）27-0129-02

《工程力學(xué)》課程是高校工科專業(yè)學(xué)生的一門核心必修課，該課程理論性強(qiáng)、與工程技術(shù)聯(lián)系極為密切，工程力學(xué)的定理、定律和結(jié)論廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的工程技術(shù)中，是解決工程實(shí)際問題的重要基礎(chǔ)[1][2]。隨著專業(yè)調(diào)整和課程體系的改革，根據(jù)不同專業(yè)的要求，工程力學(xué)課程的學(xué)時不同，少學(xué)時的工程力學(xué)課程主要講授理論力學(xué)的靜力學(xué)和材料力學(xué)主要知識點(diǎn)，高學(xué)時的工程力學(xué)課程主要講授理論力學(xué)（靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)）和材料力學(xué)主要知識點(diǎn)，如我校的給排水專業(yè)和環(huán)境工程專業(yè)的工程力學(xué)課程為80學(xué)時，屬于高學(xué)時的。筆者在本校給排水專業(yè)的學(xué)生講授工程力學(xué)課程時，依托校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺——超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和移動互聯(lián)網(wǎng)對課程的教學(xué)手段、教學(xué)方法和考核方式等進(jìn)行了一系列改革和實(shí)踐。

一、教學(xué)手段的改革

傳統(tǒng)的教學(xué)方式是黑板+粉筆的授課方式，教師滿堂灌，注重定理、公式的推導(dǎo)，忽視其實(shí)際應(yīng)用，這種以教師為主導(dǎo)的“填鴨式”教學(xué)方法在中國延續(xù)了很長時間。隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，大部分老師都摒棄了黑板+粉筆的授課方式，采用了黑板+PPT課件的現(xiàn)代化教學(xué)手段，PPT課件集文本、圖片、視頻、動畫和視頻于一體，具有豐富的表現(xiàn)力，能提高教學(xué)的廣度和深度，動靜結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和解決問題的能力。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和智能手機(jī)、平板電腦等移動智能終端的廣泛應(yīng)用，特別是以蘋果IOS、谷歌Android系統(tǒng)等為代表的智能移動端已成為學(xué)生學(xué)習(xí)的重要工具，學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握知識的方式也相應(yīng)發(fā)生了變化―進(jìn)入了“互動學(xué)習(xí)”模式。而基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所開展的移動教育，可以通過移動智能端與移動通訊網(wǎng)絡(luò)無線接入，使教學(xué)不再受時間、地點(diǎn)的限制，這對于學(xué)生的課程學(xué)習(xí)有著很大的幫助。筆者依托本校校園網(wǎng)的泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和超星學(xué)習(xí)通進(jìn)行課程的網(wǎng)絡(luò)和移動智能端輔助教學(xué)。泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是一個可移動的網(wǎng)上教育平臺，該平臺上的教學(xué)空間有資料、通知、作業(yè)、考試、管理、統(tǒng)計(jì)等幾個模塊。在資料模塊下教師可通過電腦、手機(jī)或平板電腦上傳教學(xué)教案、課件、教學(xué)大綱、參考書目、教學(xué)視頻、課程教學(xué)安排等相關(guān)資料到網(wǎng)絡(luò)平臺，課程資料可以分班級個性化管理，也可以轉(zhuǎn)移到其他班級目錄實(shí)現(xiàn)課程資料的共享。在管理模塊下教師可審核學(xué)生的班級申請，對學(xué)生進(jìn)行集體管理，實(shí)現(xiàn)班級學(xué)生對該課程資源的共享。在統(tǒng)計(jì)模塊下教師可以看到每個學(xué)生的章節(jié)訪問次數(shù)、討論話題的參與、課堂測驗(yàn)的分?jǐn)?shù)、簽到、課堂互動等情況。

二、教學(xué)方法的改革——3W1H教學(xué)法

3W1H教學(xué)法將授課內(nèi)容總結(jié)為“WHAT”，“WHY”，“WHERE”和“HOW”四個模塊，第一個“W”是指“WHAT”，“WHAT”要求教師講解清楚所學(xué)的知識點(diǎn)是什么，第二個“W”是指“WHY”，“WHY”要求教師能夠講解清楚所學(xué)的知識點(diǎn)用于解決什么問題，第三個“W”是指“WHERE”，“WHERE”要求教師能夠講出這個知識點(diǎn)用在什么地方，在3W1H教學(xué)法中，"H”就是HOW，在教學(xué)過程中，要求教師能夠講出如何使用這個知識點(diǎn)。

3W1H教學(xué)法應(yīng)用案例：（1）點(diǎn)的合成運(yùn)動。點(diǎn)的合成運(yùn)動有絕對運(yùn)動、相對運(yùn)動、牽連運(yùn)動三種運(yùn)動的分析，學(xué)生在學(xué)習(xí)時容易混淆三種運(yùn)動，概念不清楚。在講授三種運(yùn)動的概念前，可以先引入一個生活實(shí)例：分析馬路上行駛的汽車輪胎邊緣上一點(diǎn)的運(yùn)動，如果人站在馬路邊上觀察輪胎上這一點(diǎn)的運(yùn)動，運(yùn)動軌跡如何？如果人坐在行駛的汽車上，觀察輪胎上這一點(diǎn)的運(yùn)動，運(yùn)動軌跡又如何？通過這個實(shí)例，學(xué)生理解了定系、動系的概念，那么絕對運(yùn)動、相對運(yùn)動、牽連運(yùn)動三種運(yùn)動的概念也就清楚了，就可以清晰地分析速度合成和加速度合成了。（2）動量矩定理。在講授動量矩定理時，可以先引入一個生活實(shí)例：跳水運(yùn)動員的空中姿態(tài)問題，每一個跳水動作由起跳、空中、入水三個階段組成，如果在空中有翻騰的動作，要屈體或抱膝使肢體收縮，最后入水要使身體垂直于水面，身體打開的時候，不要過晚，這樣才能壓住水花。在這樣一個學(xué)生非常熟悉的問題的鋪墊下，引入動量矩的概念，進(jìn)行定理的推導(dǎo)，定理的應(yīng)用，守恒的情況分析。這樣層層分析遞進(jìn)，讓學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容有興趣，感到所學(xué)知識的應(yīng)用，而不僅僅課本上的定理、公式的學(xué)習(xí)，并進(jìn)行類似問題的分析，還可以讓學(xué)生進(jìn)一步再考慮還有沒有類似的實(shí)例，開拓學(xué)生的思維，活躍課堂的氣氛。（3）應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)力狀態(tài)是一個抽象的概念，很多同學(xué)感覺難理解。講應(yīng)力狀態(tài)概念之前，可以在課堂上給學(xué)生現(xiàn)場做粉筆的破壞實(shí)驗(yàn)，如果用手對粉筆兩端施加拉力，在靠近細(xì)端的橫截面上被拉斷。如果用手對粉筆兩端施加力使其扭轉(zhuǎn)，在與軸向45度左右的螺旋面處破壞。可以讓學(xué)生分析為什么會這樣。然后再講授應(yīng)力狀態(tài)的概念，講解應(yīng)力狀態(tài)單元體的概念時候，可以用粉筆盒來示例，粉筆盒表示單元體，粉筆盒有六個面，每個面上都存在正應(yīng)力和切應(yīng)力，粉筆盒放在某點(diǎn)，怎么放？不同的放置方法有什么區(qū)別。

三、考核方式的多樣化

如何使素質(zhì)教育、能力培養(yǎng)融入考試教學(xué)環(huán)節(jié)中，是教學(xué)改革的一個重要問題。如何把考核量化到學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程中去，使考核既能考查學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度，又能衡量學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力的提高。我校考試課程的成績給定主要依據(jù)有兩部分：平時成績（比重30%）+期末卷面成績（比重70%）。平時成績是考查學(xué)生日常中課程的學(xué)習(xí)，原來的平時成績主要根據(jù)作業(yè)情況、考勤和課堂回答問題情況來評定，該方式單一、片面，無法全面的綜合衡量學(xué)生的平時學(xué)習(xí)情況。在工程力學(xué)課程的考核上，筆者進(jìn)行了初步的改革和嘗試，利用該課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，把網(wǎng)站課件的閱讀（比重5%）、訪問次數(shù)（比重5%）、討論話題參與（比重5%）、平時測驗(yàn)（比重10%）納入了考核指標(biāo)中，既考核了學(xué)生課程學(xué)習(xí)全過程的情況，又能充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生解決問題的能力，培養(yǎng)良好的素質(zhì)。

四、結(jié)束語

在工程力學(xué)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐中，筆者依托移動互聯(lián)網(wǎng)和移動智能終端設(shè)備在教學(xué)實(shí)踐中對課程的教學(xué)手段、教學(xué)方法、考試考核方式等進(jìn)行了一系列的改革和探索實(shí)踐。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，移動智能端走進(jìn)高校課堂已經(jīng)是一個必然的發(fā)展趨勢，教師在教學(xué)過程中要敢于創(chuàng)新，勤于思考，充分利用移動智能端的強(qiáng)大功能及合適的教學(xué)模式，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)師生課堂互動，讓移動智能終端更好地為學(xué)生的學(xué)習(xí)服務(wù)?；谑謾C(jī)、平板電腦等移動智能終端的教學(xué)模式能夠?qū)崿F(xiàn)每一過程的教師與學(xué)生的互動，這是一種全新的教學(xué)互動模式，是學(xué)習(xí)方式的一種革新。

參考文獻(xiàn)：

[1]哈工大理論教研室.理論力學(xué)[M].北京：高等教育出版社.

[2]范存新，等.材料力學(xué)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社.

[3]岳桂杰，魏偉，谷莉，徐宏彤.工程力學(xué)教學(xué)中的一些生活和工程實(shí)例[J].力學(xué)與實(shí)踐，2012，34（2）：83-84.