基于微課的《工程力學(xué)》信息化課程建設(shè)的探究

任永力 成 剛 左成光

（貴陽學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，貴州 貴陽 550005）

0 引言

伴隨著網(wǎng)絡(luò)時代的普及，各高校已經(jīng)建立了較為完善的校園網(wǎng)。 利用高校校園網(wǎng)開展教學(xué)，把教育信息化已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)高等教育現(xiàn)代化的重要技術(shù)路線。所謂教育信息化，就是在開放教育觀的指導(dǎo)下，依托現(xiàn)代信息科學(xué)與技術(shù)對知識載體及知識傳播方式帶來的革命，使整個教育系統(tǒng)從宏觀教育規(guī)劃、戰(zhàn)略、管理到微觀學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)模式、課程體系、教學(xué)方法、質(zhì)量評價模式，全面實(shí)現(xiàn)信息化改革[1]。利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息化教學(xué)離不開網(wǎng)絡(luò)課程資源的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，所以，目前各級各類高校教學(xué)改革和課程建設(shè)的重要工作就是進(jìn)行高校信息化課程資源建設(shè)。

微課以其“主題突出、短小精悍、交互性好、應(yīng)用面廣”等特征，作為一種新型的信息化課程資源呈現(xiàn)在了人們面前。 微課是以8～10 分鐘的教學(xué)視頻為主要載體，針對某個學(xué)科知識點(diǎn)(如重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn))或教學(xué)環(huán)節(jié)(如學(xué)習(xí)活動、主題、實(shí)驗(yàn)、任務(wù)等)而設(shè)計(jì)開發(fā)的一種情景化、支持多種學(xué)習(xí)方式的在線視頻課程資源[2]。 這種資源形式完全迎合了教育信息化時代的要求和大眾心理，已經(jīng)成為高等教育改革和發(fā)展的重要動力。

2010 年，佛山市教育局首次正式給出“微課”概念并開展了一系列“微課”建設(shè)實(shí)踐與應(yīng)用研究，十余年間，“微課” 以各種形式在我國高校如火如荼地發(fā)展。 但是，目前高校微課的應(yīng)用顯然還是不盡如人意的，主要表現(xiàn)在：一是高校微課功能定位偏向于教師專業(yè)發(fā)展，而忽視對學(xué)生學(xué)習(xí)的支持[3]。主要原因在于高校微課大多以參加微課教學(xué)比賽為目的，在此過程中幫助了教師專業(yè)發(fā)展，但是對微課幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)方面卻導(dǎo)向欠缺。 二是微課資源太散，沒有形成系列化、專題化和課程化微課程資源。 不能形成學(xué)科范圍內(nèi)的系列化和專題化，甚至單一學(xué)科知識也無法系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化，這也是一個不容忽視的問題，要想站在建構(gòu)主義認(rèn)識論的角度， 真正以學(xué)生為認(rèn)知的主體、切實(shí)體現(xiàn)信息時代數(shù)字化資源在教學(xué)中起到的作用，必須開展以“某一門課”的系統(tǒng)教學(xué)活動為目的或者以“某一專業(yè)學(xué)科”的學(xué)生培養(yǎng)為目的，展開系統(tǒng)的微課設(shè)計(jì)及微課資源的開發(fā)工作[4]。

本研究以我校材料科學(xué)與工程本科專業(yè)（36 課時）和科學(xué)教育本科專業(yè)（72 課時）專業(yè)基礎(chǔ)課《工程力學(xué)》為載體，以該門課程典型的、有代表的兩個內(nèi)容進(jìn)行微課錄制，選題1：約束及約束反力；選題2：力向一點(diǎn)平移定理及其應(yīng)用。詳盡地展示了微課教學(xué)資源開發(fā)過程中腳本的制作，展示了知識體系范圍內(nèi)的微課教學(xué)設(shè)計(jì)及研究，以期對類似的課程建設(shè)起到借鑒和有益參考。

1 工程力學(xué)課程簡述

本研究選用《工程力學(xué)》（靜力學(xué)和材料力學(xué)）（第3 版），為“十二五”普通高校教育本科國家級規(guī)劃教材，出版社為高等教育出版社，由唐靜靜、范欽珊編著。 本教材由靜力學(xué)篇和材料力學(xué)篇組成。 靜力學(xué)篇主要以剛體為研究對象，包括靜力學(xué)基礎(chǔ)、力系的簡化和靜力學(xué)平衡問題3 章；材料力學(xué)篇主要以彈性體為研究對象，包括材料力學(xué)的基本概念、軸向拉伸與壓縮、圓軸扭轉(zhuǎn)、彎曲強(qiáng)度、彎曲剛度、應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論、組合受力與變形桿件的強(qiáng)度計(jì)算、壓桿的穩(wěn)定性問題、動載荷與疲勞強(qiáng)度簡述9 章。 靜力學(xué)是研究材料力學(xué)的基礎(chǔ)，材料力學(xué)是靜力學(xué)的延伸和具體應(yīng)用。 兩個部分有很強(qiáng)的相互關(guān)聯(lián)性，知識結(jié)構(gòu)體系如圖1 所示。

《工程力學(xué)》課程是我院材料科學(xué)與工程（36 課時）和科學(xué)教育本科專業(yè)（72 課時）的技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程在相關(guān)學(xué)科的知識架構(gòu)中，處于連接基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的重要一環(huán)，其中的一些理論和方法不僅可以滿足后續(xù)課程的需要，而且可以直接應(yīng)用于工程實(shí)踐，本課程的先修課程為高等數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、大學(xué)物理，后續(xù)課程為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。 這是一門典型的理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，也是學(xué)生一致認(rèn)同的一門較為難學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一， 主要有兩個方面的原因：其一，工程力學(xué)包括材料力學(xué)和理論力學(xué)，綜合知識點(diǎn)多且教學(xué)課時較短，學(xué)生不能通過課堂教學(xué)完全理解；其二，工程力學(xué)的前后貫穿性強(qiáng)，對學(xué)生的物理和數(shù)學(xué)知識要求較高，以判斷扭矩方向以及內(nèi)力方向?yàn)槔?，用到右手螺旋法則時，基礎(chǔ)差的學(xué)生會出現(xiàn)知識脫節(jié)現(xiàn)象[5]。 該課程旨在培養(yǎng)工科類專業(yè)具有扎實(shí)的力學(xué)基礎(chǔ)知識、一定的設(shè)計(jì)能力、知識面寬、適應(yīng)性強(qiáng)、解決工程問題能力的高級工程技術(shù)人才。

2 微課制作過程

微課的制作的基本上可以分為三個階段：（1）制作前期，包括選題、教學(xué)設(shè)計(jì)、課件設(shè)計(jì)、教具準(zhǔn)備、微課腳本制作；（2）制作中期，包括場地選擇、設(shè)備調(diào)試、視頻錄制；（3）制作后期：視頻剪輯、教學(xué)反思、資源拓展和資源上網(wǎng)。每個環(huán)節(jié)可以說是一環(huán)扣一環(huán)，都是非常重要的。其中，微課腳本制作猶如電影拍攝過程中的劇本創(chuàng)作，這是微課制作是否成功的關(guān)鍵所在。這需要視頻拍攝的技術(shù)人員與任課教師反復(fù)溝通， 一個從教學(xué)方面解決問題，一個從拍攝技術(shù)方面進(jìn)行有效補(bǔ)充，使兩者結(jié)合，可以發(fā)生良好的化學(xué)反應(yīng)，給人們呈現(xiàn)較為完美的教學(xué)內(nèi)容。 接下來，筆者將展示“約束與約束反力”微課制作腳本，以供參考。

《約束與約束反力》和《力向一點(diǎn)平移定理》是《工程力學(xué)》這門課程典型的、有代表的內(nèi)容，本研究進(jìn)行針對性微課教學(xué)設(shè)計(jì)，微課腳本制作，盡量“?。ㄎⅲ┒保?錄制了微課視頻， 進(jìn)一步厘清了微課制作的思路，如表1 所示。為有效解決教與學(xué)過程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)等問題和我校探索信息化教育教學(xué)模式提供了一定的資源[6-7]。 在后期的工作中，應(yīng)該以微課視頻庫為教育資源，建立高質(zhì)量的線上金課，改進(jìn)教學(xué)流程，創(chuàng)新教學(xué)形式和教學(xué)方法，改革評價方式，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，從而達(dá)到了使教學(xué)過程中重點(diǎn)、難點(diǎn)突出，學(xué)習(xí)模式更加多樣化、趣味化，加速個性化教學(xué)和信息化課程建設(shè)的落實(shí)。

圖1 工程力學(xué)知識結(jié)構(gòu)體系

表1 “約束與約束反力”微課制作腳本