0引言
“材料力学”课程是应用型机械类本科及相关专业重要的专业基础课之一。随着网络化普及及大数据应用迅猛发展,传统线下教学方式已不能满足学生个性化发展、创新性的要求,将线上/线下教学有机结合,构建混合式教学模式,能充分调动教师和学生的积极性、主动性和创新性,提高学生的学习自主能力。
2020年由于突发新冠疫情的影响,所有学校暂停了传统模式的线下教学,改为线上教学,确保了“停课不停学”顺利进行。传统教学方式是老师和学生在课堂上面对面地进行授课,即线下教学。线上和线下教学都存在一些优势和不足,如果将两者有效地结合在一起,充分利用两者的优势,取长补短,对提高学生的学习兴趣和积极性具有极其重要的作用]。
1材料力学课堂设计
料力学教学的根本目的还是要培养学生具有分析和解决工程实际问题能力,还是要以杆件的三大任务(强度、刚度、稳定性)为主线,以强度问题为重点。在材料力学在教学内容上做如下设计:
1.1材料力学课堂设计的目的和意义
当前,教学改革目标是提高学生的各种素质教育,培养学生创新能力。具体就课程安排的教学内容和教学方法必须有相应的改变时代发展、技术进步与时俱进。教学内容将材料力学有关章节进行调整,优化力学课程与CAD(三维建模)、CAE有限元分析重组,提高教学效率及及学生走向社会实战能力,改变目前单一课堂教学教学模式,需要把线上教学、线下教学、实践教学、创新教学充分融合到教学方法的改革和课堂设计中。
(1)随着现代科学技术的发展,材料力学教学除介绍材料力学基本理论、基本概念、基本方法外,还要溶入现代科学的概念和思维方法。需要基于三维模型分析。机械专业学生掌握基于UG、PROE、Solidworks不同材质、不同结构设计下的受力分析。
(2)在材料力学课程中,除了讲授经典的破坏力学以及对应的破坏准则外,材料的力学响应在很大程度上不仅依赖于本体的基本结构,而且依赖于本体中微观缺陷。比如裂纹儿、砂眼、塑形变形、断裂等。比如齿轮淬火就是提高齿轮表面硬度(脆性),淬火仅仅是齿轮表面较浅部分淬火(提高齿轮韧性),材料性能与所处的应力状态有关。
(3)材料力学、理论力学、机械原理、机械设计等课程相关联设计尤其重要,可以对比承受力不变在同材质、不同的结构优化设计情况下,可以将结构件设计的尺寸和总质量降到最低。这些在用N张A4纸设计承重载荷大赛中得到较充分体现。不同的设计方案在同样材料情况下,承载量差别非常大。
1.2课程的资源建设
本课程采用线上线下混合式的教学模式。线上课程资源建设采用辽宁科技大学超星学习通泛雅平台。建设包括:视频资源、章节课件、典型力学模型设计、资料库、名师讲解视频、创新设计试题库和作业库等。课程章节按照教学大纲要求建立,根据教学目标筛选精品慕课视频插入到在线课程章节中,并配有图文详解。同时配备自录视频习题课,总结章节知识点,讲解易错题及重点题型解体思路。课程内容知识点清晰,任务点明确。
1.3线上线下混合式教学方法的优化
材料力学课程是一门工科专业基础课,理论性强,概念、公式、计算多是课程主要特点。首先是合理构建课程并使其体系化,在线课程教学目标明确,有指引性,避免知识点碎片化,解决学生兴趣“学什么”、“干什么”“怎么学”的问题。线下教学“靶向”式,解决学生“掌握了吗?”、“怎么用啊?”的问题,并引入思政元素,在完成教学目标的同时达到育人目标。其次,学生差异性较大,存在基础知识不牢靠、学习兴趣不高,态度不积极等问题。
2线上线下混合式教学具体方式
2.1视频录制
由于录屏操作对硬件的要求低,制作效率高等优点,所以教师可以以录频为主,网上现成的精品教学视频资源为辅来制作教学视频。首先教师根据本校学生接受新知识的能力,准备精美的PPT,并根据讲述步骤设计动画,最后教师进行讲解录成视频,每个知识点视频时间大概15分钟,其中包括知识点的讲解、公式的推导、例题的讲解及课后思考题,然后将教学视频上传到超星学习通系统平台上,并完成新知识点题库的录入。
2.2课堂签到及学习测试
在传统课堂授课学生点名比较浪费时间并且有替答同学,可用微信/钉钉/超星等教学平台设置限时签到。在学习新的知识点前先进行测试上节课的知识点,题型题目随机抽取,测试成绩达到规定的分数,学生才可以观看这节课的新知识点;如果未达到规定分数,学生就得重新学习上节课的知识点,直到测试通过为止。
2.3温故而知新
在进入传统的课堂教学时,首先借助微信/钉钉/超星教学平台,进行签到,课堂上发布这次课知识点的测试题,测试结束之后系统自动评分,作为平时成绩重要部分。这样可调动学生积极性,活跃课堂学习氛围,让学生在较轻松的环境中汲取知识。
2.4小组讨论培养学生创新能力
设计课堂测试结束之后,教师对测试题目进行讲解,并简单介绍这节课的知识点即可,对于难点、重点,需要进行详细讲解,并给出大量典型例题。学生就有更多的时间进行课堂活动,教师在课堂上给出讨论题,让学生分组进行积极讨论,每组派出一个代表主答,教师根据回答结果要作出准确、全面的评价总结;最后,教师给出进一步的思考题,让学生回去思考,并在学习通平台上布置课后作业。
2.5线上线下交叉学习
在传统的课堂授课之前,学生先进行网络线上学习,学生上新课之前,必须要先回顾上节课的知识点,并进行测试,只有测试成绩合格之后才可以学习新的知识点,在线上学习的最后还要进行新知识点的课堂测试,来对学习者的检验和肯定。然后,在传统课堂授课时,学生和教师可进行面对面交流,教师借助微信/钉钉/超星等教学平台进行课堂活动,来活跃课堂气氛,提高学习效率。给出课堂练习、课堂讨论并进行课堂总结与思考。
3课程建设预期成效
3.1课程建设可持续化。
材料力学课程在原有在线课程建设基础上,注重线下课堂的实践教学,进一步完善现有建设成果,夯实课程基础同时不断拓展教学内容,使教学内容具有一定先进性。通过建立的教学质量反馈系统,使课程建设可持续化。
3.2教师队伍建设持续化。
进一步转变任课教师的教育理念,在教学中突出素质教育,加强混合教学培训工作,鼓励年轻教师积极参加教学大赛锻炼教学能力,定期组织有教师参加培训和教学论坛,使教师发展可持续化,教学能够不断创新,教学水平不断提高,教学效果好的教师队伍。
3.3因材施教。
线上课程建立知识地图分类档案,指导学生根据实际学习能力,选着课程目标知识点,完成课程教学目标任务。进一步加强创新能力培养,鼓励学生积极参加创新创业项目和大赛,在比赛中锻炼自己综合素质和团队协作能力。
3.4课程教学方法模块化,教学模式持续推广。
课程在应用型本科机械类其他专业同期线上开放,逐步实现材料力学课程教学“线上线下”混合教学模式。
4、结束语
混合式教学模式的重点是,精心设计课堂活动来调动学生的学习氛围,且要注意设计的活动及题目要紧绕主题、环环相扣,起到引导的作用。混合式教学模式的难点是网络上现有的这门课的学习资料,授课方法、讲解方式、课程深度等不太适合本校学生的学习,需要教师团队自己制作相关的教学资料,作量较大。
材料力学课程建设以来,不断优化教学方法,创新教学模式,结合线上线下教学模式,使传统教学内容与现代教学内容有机结合,基础知识与现代知识相互交融,并且重视实践环节,最终使课程建设可系统化、持续化并具有一定的推广价值。
参考文献:
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[3]唐西光,刘农责.线上线下混合式教学模式改革探究[J].教育教法探讨与实践,2018,7(188):265-267.
[4]陈娟.浅议线上线下混合式教学模式再思想政治特课堂教学中的有效运用[J].教学实践研究,2018,10(784):184-185.
【作者简介】
姓名:张景航。出生年:1966。性别:男。民族:汉。籍贯:辽宁鞍山。职称:副教授。学位:硕士。研究方向:机电自动化。