基于MOOC背景的基础力学课程教学改革探究

李　晶

基于MOOC背景的基础力学课程教学改革探究

李晶

基础力学课程是机械、土木类等工科专业的核心技术基础课，随着近年来基础力学课程学时的不断缩短，传统的教学模式已不能适应新的形势要求。本文讨论了如何利用MOOC辅助课堂教学，对基础力学课程的教学改革进行了探究。

基础力学；MOOC；混合式教学

基础力学课程包括理论力学、材料力学，是工科专业特别是机械工程、土木工程的专业基础课。基础力学知识掌握的优劣会直接影响到后续专业课程的学习。而力学课程的特点是概念抽象、公式繁多、内容庞杂，如果不能深刻理解基本理论，只靠死记硬背，那么对于基本没有多少工程实际背景的学生来讲接受起来比较困难。近年来随着新理念、新知识和新技术的大量涌现以及高校的课程体制改革，基础力学课程受到日益严重的冲击与挑战。目前，不少院校的机械类和土建类本科各专业的理论力学课程和材料力学课程学时数不断减少，甚至都已少于60学时。而传统的大学教学依然沿袭着以教师为中心、以学科为中心的教学现状，课堂教学多以讲授式为主，难以激发学生的学习兴趣和主动性。要在有限的学时内将大纲要求的内容讲完，根本不能兼顾与学生的互动和讨论，教学效果不容乐观。但是如果因为学时减少就盲目减少内容或者具体内容不深入，那么就又失去了基础力学课程的意义。所以，我们必须要对传统的教学模式进行改革。

一、MOOC的兴起

MOOC（慕课）是Massive Open Online Course的英文缩写，即大规模在线开放课程，是2011年以来开放教育领域出现的一种新的课程模式，是面向社会公众的免费开放式网络课程，其通过开放教育资源的形式发展而来［1］。MOOC中的在线学习、随时学习、互动学习、翻转学习等一系列新理念吸引全球众多知名院校加入到这一改革浪潮中来。2012年随着MOOC在美国的兴起和快速发展，使得学习者可以依托大量的课程资源和网络平台任意选修自己感兴趣的课程，安排自己的课程学习方案。这一教学模式迥异于传统的大学教学模式，它的在线学习、随时学习、互动学习等一系列新的理念吸引全球众多知名院校加入到这一改革浪潮中。2013年4月1日复旦大学也正式登陆MOOC全球平台，这预示着中国的大学也进入了MOOC时代，2013年7月，北京大学、清华大学和上海交通大学等十几所高校也纷纷加入慕课阵营之中。目前，我国主流的网络学习方式主要以“精品资源共享课”“视频公开课”的形式在“学堂在线”和“爱课程”网向社会免费开放，是中国式的MOOC，或是MOOC的一种模式。慕课大潮的涌入势必会对我国高校的现行教育体制带来冲击与挑战。

信息时代下，电脑、手机成了每个人必备的数码产品，面对MOOC这样一种大背景，基础力学课程能否打破传统的教学模式得到一种突破呢？我们如何利用这一强大的网络共享资源平台来辅助传统的教学呢？

二、充分利用MOOC平台辅助课堂教学

由于学时严重缩短，如果把全部的内容都放到课堂上来进行，很可能出现教师对概念、原理、公式等知识点讲解过快、重点不突出、学生不理解的现象。对此我们可以将内容体系重新构建，对于简单章节可以直接进行传统课堂教学，而重点章节则可以在教学中贯彻“先习后学”的学习理念，采用E-learning的方式利用一部分课下时间安排学生进行课前自学辅助课堂教学。以我校茅以升班为例，一个班30人，教师可先将学生分成5-6人为一组的学习小组，学生以小组为单位自主进行课前自学，了解基本概念和知识脉络。学生可登录我国现有的网络资源共享（MOOC）平台，在“学堂在线”或“爱课程”网里有丰富的教学资源，既有来自名校名师、一本院校、地方院校的理论力学和材料力学课程相关视频，又有配套的讲义、PPT、教学日历和相应的习题。2015年春，清华大学航空航天学院的高云峰教授讲授的理论力学课程也以MOOC的形式在“学堂在线”免费向大众开放了，学生可下载相应的App，在手机中即可在线学习。“爱课程”网中也有北京航空航天大学的蒋持平教授等讲授的材料力学课程供学生在线学习。为了确保每个学生都能做到课下自主学习，教师可提前布置好需要学习的内容和要点，并针对所学章节提出需要解答的问题，学生线上观看视频进行学习后，线下将老师所提问题和同组同学进行讨论，把疑惑的问题记录下来拿到课堂上和教师共同讨论，教师也就相应的问题进行提问。这种方式的优点在于：（1）学生们不进名校就可以学习名师的精品力学课程；（2）网络环境下，只要有一部手机就可以做到随时随地进行学习，不受任何约束；（3）同一知识点具有可反复观看的特点，避免了学生由于地方差异，教学资源差异造成的基础差而跟不上学习的情况。

三、基于MOOC平台的互动式课堂教学

虽然学生在课下已经进行了自学，但单纯的MOOC学习缺少学生和教师的互动，因此我们不可忽略课堂教学，MOOC不能取代课堂教学。但现在我们要讲的课堂教学并非传统意义上的以“老师为主”的课堂教学，只是老师一味地讲，学生一味地听，而是要变成以“学生为主”的互动式教学。由于学生对于基础知识已有了一定的了解，所以课堂的时间就相对充裕和灵活了，教师可将需讲章节的基本知识点进行简单串讲和梳理，重要知识点详细讲解，并针对课下自学内容向学生提问，每组学生也可以根据自学过程中遇到的问题向教师提问，教师在解答问题的同时将此部分知识深化，学生也有了更深层次的理解，对此部分知识也就掌握得更加牢靠。剩余的时间教师可以根据所讲内容灵活安排：对于重点可进行提问或测试，考查学生对此部分知识的掌握程度，让学生分组讨论解答；也可讲解典型例题或就某个问题深入讨论；或者就某个知识点为专题讲讲它是如何与工程实际相结合的，在前沿科学中如何应用。这样一来，学生对课程本身有了更多的了解，对重点知识有了深刻的理解，同时也对学科本身产生了一定的兴趣，教学效果显著提高。而在这种模式下教师的授课重点就不仅仅在于将知识传授出去了，而更多地在于启发学生及引导学生进行更有效的学习。

例如，在讲授理论力学课程中“点的合成运动”一章时，这章既是运动学的重点，而且又与后续章节“刚体平面运动”有非常密切的联系，一些知识点比较抽象，难以理解，在传统课堂教学中教师限于学时只能尽可能多地进行讲解，很难真正实现与学生的互动，所以学生对于动点的选取、三种运动以及三种运动下的速度、加速度的矢量关系掌握得都不是很好，造成平面运动的相关内容理解得也不透彻，做题只能死记硬背，效果非常不理想。但如果采用这种混合式的互动教学，教师可安排学生在课下进行在线学习，将动点、两种坐标系、三种运动、三种运动下速度、加速度的基本概念吃透，课上就可以对重点部分加以深化，比如牵连点的概念，明确牵连速度和加速度是牵连点在定系下的速度加速度而非动系的速度和加速度。而对于动点动系如何正确选取，教师可以就同一题目来举例说明，当选取不同的动点动系时，让学生分组讨论三种运动将如何变化。这样一来学生就会发现，选取不同的动点动系时，同一问题的求解难度大不相同，因此在进行动点与动系的选取时，学生就知道一定要使相对运动轨迹越简单越好。相信学生对动点与动系的选取、三种运动描述及如何找牵连点将会有非常深刻的理解，对后续刚体的平面运动的学习也起到了辅助的作用。

这种混合式的互动教学，是信息时代下国际教育技术发展的新动向。既把传统的面对面教学和网络E-learning两者优势结合，借助网络学习平台和大量在线学习视频，供学生自主学习；同时通过面对面的课堂互动讨论，为学生答疑解惑，培养学生的综合能力。这一模式也实现了三大转变：学生从被动学习变成了主动学习，教师的授课模式从传授式改为了探究式，学生由个别学习变成了小组学习。

该教学方法为新时代下的基础力学课程教学改革提供了一条思路，此教学方法有诸多优势：（1）在线课程可以反复学习，有助于学生解决学不懂的问题；（2）学生可以按自己的时间自主安排学习进度和学习时间；（3）避免教师对基础知识的重复机械讲解；（4）课堂教学以研讨为主，培养学生能力；（5）学生表达和思辨能力得到锻炼和培养。在这种模式下，我们可以充分利用丰富的网络资源进行自主的开放性的学习，也为我们提高课堂教学的效率提供了一种新的手段，真正实现了变“老师为主”的单向教学为“学生为主”的互动教学，让学生真正地参与到学习中来，取得更好的学习效果。通过这种新的学习模式也可为学生未来的终身学习和社会化学习提供一种新的思路。

［1］李曼丽.MOOCs的特征及其教学设计原理探析［J］.清华大学教育研究，2013（8）：14-23.

［2］邢小军，孙利娟.MOOC教师教学特点及地方性大学的发展策略［J］.经济研究导刊，2014（7）：95-96.

［3］董荭，刘云.基础力学教学改革的可行性研究［J］.科技信息，2010（7）.

［4］赵娟娟.基于MOOC的《大学计算机基础》课程改革［J］.现代计算机，2014（7）.

责任编辑：姚旺

G642

A

1671-6531（2015）15-0101-02

唐山学院教育教学改革研究项目（JG1405）参考文献：

李晶/唐山学院讲师（河北唐山063000）。