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摘要:理論力學作為普通高校很多工科專業的專業基礎理論課,其重要性不言而喻。針對理論力學課程學習中存在的問題,特別是不及格率高居不下的實際情況,結合現代化移動學習的特點,探討了理論力學課程混合式教學改革的特色和亮點以及具體的實施路徑,以期推動理論力學課程的教學效果。
關鍵詞:理論力學,混合式教學,教學評價
0引言
理論力學作為普通高校很多工科專業(如土木工程、工程管理、建筑學、機械工程、環境工程等)的專業基礎理論課,其學習效果直接關系到后續課程(如土木工程專業的材料力學、結構力學、土力學、混凝土結構、鋼結構等)的學習。理論力學作為第一門力學課程,需要較好的高等數學和大學物理基礎知識儲備,其教學內容多,概念性、理論性較強,學生學習容易枯燥。很多同學反映該課程知識點聽懂容易,但做題時缺乏解題思路,有時甚至無從下手。對南通大學2018級土木工程專業期末理論力學課程考試情況分析,只有3%的學生達到了優秀,22%的學生未能及格。通過對學生座談,發現主要原因在于:1)理論力學教材中的一些概念與大學物理有重疊,譬如動量、動量矩、動能的概念等,學生似懂非懂;2)理論力學知識點聽起來簡單,但實際做題無從下手。實際上,理論力學很多題目可以一題多解。譬如考慮摩擦的平衡問題,可以采用平衡方程求解,也可以采用更為簡便的摩擦角繪圖求解;對于動力學題目,有時可以采用動量矩定理、動能定理以及達朗貝爾原理求解,這就要求學生清楚這些定理各自的優越性;3)理論力學課程概念較多,比較枯燥,缺乏與工程的實際結合,學生不知所學為所用,絕大多數學生將學習重心放在應對期末考試上;4)大多數力學教師仍沿用傳統板書與多媒體教學簡單結合,教學過程枯燥??傮w而言,學生的學習積極性不高,有些學生還會產生厭學情緒,一上課就想睡覺。
1理論力學混合式教學的特色和亮點
隨著現代化教學、移動學習的快速發展,將傳統的《理論力學》專業課程授課方式與超星學習通線上互動反饋相結合,實時動態地掌握學生學習情況,并有針對性的輔導和講解以達到授課目的,已經成為現代化教學的必然趨勢?;旌鲜浇虒W有如下特色和亮點:1)隨時隨地的學習:超星學習通是一款課堂互動的教學APP軟件,不管是課前預習、課堂學習,還是課后復習鞏固知識內容,都能隨時隨地的學習,做到個性化、實時化的學習,可以充分利用學生的碎片化時間進行學習。2)輕松教學:老師可以在課前預先教學大綱、教學內容、教學視頻等。在上課的整個進程中,可以輕松愉悅的管理教學,除了能實時方便地展示教學資料,還能實時點名、隨時發送通知、開展課堂活動等。3)愉快學習:學生與老師的互動過程中,每次都能獲取經驗值,從而激發學生的學習興趣、參與感和成就感,在愉悅的互動中完成學習內容。4)增強課堂互動:傳統的教學互動很少且形式單一,通過學生BYOD開展頭腦風暴、投票問卷、討論答疑、隨堂測試和分組任務等豐富的課堂活動,使學生想學、愿意學,真正成為學習的主人。5)大數據與學情分析:超星學習通智能服務平臺能詳盡記錄每個學生的學習行為,可以進行可視化分析報告,一鍵匯總生成過程性評價結果,并結合知識樹,形象地展現出學生的學習掌握情況,便于老師有的放矢地展開相關教學活動。6)人工智能:運用大數據和人工智能技術,可以幫助學生在整個學習過程中高效完成學習,并輔助老師輕松教學。
2理論力學混合式教學的實施過程
將學習通引入傳統教學課堂,使得教師可以全程“干預”學生學習的全過程,實現“靶向式”教學。具體實施過程如下:1)課前。教師根據理論力學課程體系特點將課程分成靜力學、運動學和動力學三大系統教學包。其中靜力學包括靜力學公理和物體的受力分析、平面力系、空間力系和摩擦;運動學包括點的運動學、剛體的簡單運動、點的合成運動和剛體的平面運動;動力學包括質點動力學的基本方程、動量定理、動量矩定理、動能定理、達朗貝爾原理和虛位移原理。對重點和難點知識點錄制相關微視頻,便于學生重復觀聽講解。教師可在課前進行任務布置,讓學生可以有目的帶著任務進行體驗式預習。2)課中實施。設置點名系統,管理學生出勤信息,節約原先點名所浪費的時間。在課堂教學中,在關鍵知識點和難點設置問題搶答、必答等環節,如:靜力學中主矢、合力、摩擦角、摩擦自鎖的概念及應用、空間任意力系四種簡化結果分析;運動學中剛體平行移動和平面運動的區分、牽連運動和牽連點的定義、剛體平面運動中速度基點法、速度投影法和速度瞬心法各自的優點;動力學中剛體在不同運動形式下的動量矩、動能、慣性力的計算等,讓學生真正參與到教學環境中來,成為課堂教學的中心。同時根據平臺大數據實時分析結果,將學生沒有掌握或掌握得不理想的知識點進行重點分析,從而達到更好的教學效果。3)課后鞏固。理論力學概念聽起來簡單,但題目難解。教師在平臺上課后作業,學生可以通過移動平臺在線交流,協同完成項目作業,并可以問題貼。教師可以在線答疑,實現隨時隨地教學,解決原先時間和空間上的不便,同時通過學生作業情況掌握理論力學本節課授課效果,以便及時調整教學難易程度和教學進度。4)課程考核及評價。根據學生課前預習情況、課堂參與度、課下任務完成情況以及平臺活躍度等客觀評價平時成績,減少以期末閉卷考試為主單一決定學生期末成績的弊端,使評價主體多元化、合理化。5)拓展及輻射。教師通過學生在平臺上的綜合反饋,可以對學習有困難的學生進行單獨輔導和強化,解決他們學習中實際存在的困難。還可以挑選出優秀的學生,進行課外提升。由于理論力學是很多高校力學專業、土木專業、航空專業、機械專業的考研課程,對于這部分同學而言,需要對課堂內容的深度和廣度進行提升。同時鼓勵優秀學生參加全國大學生周培源力學競賽和大學生創新創業項目,提升學生邏輯思維以及綜合解決科學問題的能力。
3結語
通過超星網絡教學平臺和智慧課堂,組織《理論力學》課上與課下、線上與線下相結合的移動教學模式,通過開展課堂主題討論、小組研究學習、搶答、選人、測驗、投票、問卷等多種多樣妙趣橫生的教學活動,可以使學生非??鞓返厝谌氲秸n程的學習中來,成為學習的主人。相信通過該種教學模式的改革,可以多方面培養學生的勤于思考、善于思辨、綜合表達、團隊協作、創新思維等專業素質和能力,獲得良好的教學效果。隨著超星泛雅“一平三端”技術的不斷完善和提高,相信必將會給智慧課堂插上騰飛的翅膀,帶動我國高校教育教學水平越飛越高。
參考文獻:
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[2]王嘉航,謝小明,鮑四元.《工程力學》課程的移動網絡輔助教學改革與研究[J].教育教學論壇,2018,7(27):129-130.
作者:徐小麗 金春花 單位:南通大學交通與土木工程學院