《工程力学》课程的移动网络辅助教学改革与研究

王嘉航　谢小明　鲍四元

摘要：工程力学是高校工科专业学生的一门核心必修课。随着移动互联网的逐步推进以及智能手机、平板电脑等移动智能端的广泛应用，智能移动端教学越来越普及。本文依托校园网和移动互联网对课程的教学方法、教学手段、考核方式等进行了教学探索和实践，提高了学生的学习兴趣和工程实践应用能力。

关键词：工程力学；智能移动端；移动互联网；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）27-0129-02

《工程力学》课程是高校工科专业学生的一门核心必修课，该课程理论性强、与工程技术联系极为密切，工程力学的定理、定律和结论广泛应用于各行各业的工程技术中，是解决工程实际问题的重要基础[1][2]。随着专业调整和课程体系的改革，根据不同专业的要求，工程力学课程的学时不同，少学时的工程力学课程主要讲授理论力学的静力学和材料力学主要知识点，高学时的工程力学课程主要讲授理论力学（静力学、运动学和动力学）和材料力学主要知识点，如我校的给排水专业和环境工程专业的工程力学课程为80学时，属于高学时的。笔者在本校给排水专业的学生讲授工程力学课程时，依托校园网的网络教学平台——超星泛雅网络教学平台和移动互联网对课程的教学手段、教学方法和考核方式等进行了一系列改革和实践。

一、教学手段的改革

传统的教学方式是黑板+粉笔的授课方式，教师满堂灌，注重定理、公式的推导，忽视其实际应用，这种以教师为主导的“填鸭式”教学方法在中国延续了很长时间。随着计算机的迅速发展和广泛应用，大部分老师都摒弃了黑板+粉笔的授课方式，采用了黑板+PPT课件的现代化教学手段，PPT课件集文本、图片、视频、动画和视频于一体，具有丰富的表现力，能提高教学的广度和深度，动静结合，提高学生的学习兴趣和解决问题的能力。随着移动互联网的发展和智能手机、平板电脑等移动智能终端的广泛应用，特别是以苹果IOS、谷歌Android系统等为代表的智能移动端已成为学生学习的重要工具，学生学习和掌握知识的方式也相应发生了变化―进入了“互动学习”模式。而基于移动互联网技术所开展的移动教育，可以通过移动智能端与移动通讯网络无线接入，使教学不再受时间、地点的限制，这对于学生的课程学习有着很大的帮助。笔者依托本校校园网的泛雅网络教学平台和超星学习通进行课程的网络和移动智能端辅助教学。泛雅网络教学平台是一个可移动的网上教育平台，该平台上的教学空间有资料、通知、作业、考试、管理、统计等几个模块。在资料模块下教师可通过电脑、手机或平板电脑上传教学教案、课件、教学大纲、参考书目、教学视频、课程教学安排等相关资料到网络平台，课程资料可以分班级个性化管理，也可以转移到其他班级目录实现课程资料的共享。在管理模块下教师可审核学生的班级申请，对学生进行集体管理，实现班级学生对该课程资源的共享。在统计模块下教师可以看到每个学生的章节访问次数、讨论话题的参与、课堂测验的分数、签到、课堂互动等情况。

二、教学方法的改革——3W1H教学法

3W1H教学法将授课内容总结为“WHAT”，“WHY”，“WHERE”和“HOW”四个模块，第一个“W”是指“WHAT”，“WHAT”要求教师讲解清楚所学的知识点是什么，第二个“W”是指“WHY”，“WHY”要求教师能够讲解清楚所学的知识点用于解决什么问题，第三个“W”是指“WHERE”，“WHERE”要求教师能够讲出这个知识点用在什么地方，在3W1H教学法中，"H”就是HOW，在教学过程中，要求教师能够讲出如何使用这个知识点。

3W1H教学法应用案例：（1）点的合成运动。点的合成运动有绝对运动、相对运动、牵连运动三种运动的分析，学生在学习时容易混淆三种运动，概念不清楚。在讲授三种运动的概念前，可以先引入一个生活实例：分析马路上行驶的汽车轮胎边缘上一点的运动，如果人站在马路边上观察轮胎上这一点的运动，运动轨迹如何？如果人坐在行驶的汽车上，观察轮胎上这一点的运动，运动轨迹又如何？通过这个实例，学生理解了定系、动系的概念，那么绝对运动、相对运动、牵连运动三种运动的概念也就清楚了，就可以清晰地分析速度合成和加速度合成了。（2）动量矩定理。在讲授动量矩定理时，可以先引入一个生活实例：跳水运动员的空中姿态问题，每一个跳水动作由起跳、空中、入水三个阶段组成，如果在空中有翻腾的动作，要屈体或抱膝使肢体收缩，最后入水要使身体垂直于水面，身体打开的时候，不要过晚，这样才能压住水花。在这样一个学生非常熟悉的问题的铺垫下，引入动量矩的概念，进行定理的推导，定理的应用，守恒的情况分析。这样层层分析递进，让学生对教学内容有兴趣，感到所学知识的应用，而不仅仅课本上的定理、公式的学习，并进行类似问题的分析，还可以让学生进一步再考虑还有没有类似的实例，开拓学生的思维，活跃课堂的气氛。（3）应力状态。应力状态是一个抽象的概念，很多同学感觉难理解。讲应力状态概念之前，可以在课堂上给学生现场做粉笔的破坏实驗，如果用手对粉笔两端施加拉力，在靠近细端的横截面上被拉断。如果用手对粉笔两端施加力使其扭转，在与轴向45度左右的螺旋面处破坏。可以让学生分析为什么会这样。然后再讲授应力状态的概念，讲解应力状态单元体的概念时候，可以用粉笔盒来示例，粉笔盒表示单元体，粉笔盒有六个面，每个面上都存在正应力和切应力，粉笔盒放在某点，怎么放？不同的放置方法有什么区别。

三、考核方式的多样化

如何使素质教育、能力培养融入考试教学环节中，是教学改革的一个重要问题。如何把考核量化到学生学习的全过程中去，使考核既能考查学生对所学知识的掌握程度，又能衡量学生实践应用能力的提高。我校考试课程的成绩给定主要依据有两部分：平时成绩（比重30%）+期末卷面成绩（比重70%）。平时成绩是考查学生日常中课程的学习，原来的平时成绩主要根据作业情况、考勤和课堂回答问题情况来评定，该方式单一、片面，无法全面的综合衡量学生的平时学习情况。在工程力学课程的考核上，笔者进行了初步的改革和尝试，利用该课程的网络教学平台，把网站课件的阅读（比重5%）、访问次数（比重5%）、讨论话题参与（比重5%）、平时测验（比重10%）纳入了考核指标中，既考核了学生课程学习全过程的情况，又能充分利用网络平台调动学生的学习积极性，提高学生解决问题的能力，培养良好的素质。

四、结束语

在工程力学课程的教学改革与实践中，笔者依托移动互联网和移动智能终端设备在教学实践中对课程的教学手段、教学方法、考试考核方式等进行了一系列的改革和探索实践。随着移动互联网的飞速发展，移动智能端走进高校课堂已经是一个必然的发展趋势，教师在教学过程中要敢于创新，勤于思考，充分利用移动智能端的强大功能及合适的教学模式，从而激发学生的学习兴趣、促进师生课堂互动，让移动智能终端更好地为学生的学习服务。基于手机、平板电脑等移动智能终端的教学模式能够实现每一过程的教师与学生的互动，这是一种全新的教学互动模式，是学习方式的一种革新。

参考文献：

[1]哈工大理论教研室.理论力学[M].北京：高等教育出版社.

[2]范存新，等.材料力学[M].重庆：重庆大学出版社.

[3]岳桂杰，魏伟，谷莉，徐宏彤.工程力学教学中的一些生活和工程实例[J].力学与实践，2012，34（2）：83-84.