高校机械类实验课程的微课设计与应用分析

摘 要：伴随我国科技的不断进步与社会的不断发展，传统的教学模式已经无法适应现代社会的高速发展。于是，教育事业中的各个学科都在对其教学方式以及教学观念进行改革。微课作为一种新型的教学模式，其以内容具体、资源容量小、知识结构化等教学优势得到了广泛的应用。现阶段的高校机械类实验课程教学中，学生对成型理论以及工艺设备等问题理解困难，学习效率得不到提高，将微课应用到高校机械类实验课程中，有助于学生对知识的理解和掌握，进而提高教学效率。本文以“工程力学”为例，对微课在高校机械类实验课程中的设计与应用进行深入的研究及分析，并做出相应总结，以供参考。

关键词：机械类实验课程;微课;设计;应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.209

0 引言

工程力學属于高校机械类实验课程的先进制造技术。在传统的教学课堂中，大容量、多单元、繁琐又复杂的知识内容不便于学生的理解和掌握。长期以来，使学生失去了学习兴趣。随着通信技术的不断发展和智能设备的普及，学习方式向多元化方向发展，“微教育”已经成为时代的热点，通过设计与整合机械类实验课程中的教学资源，微课的新型教学方式将克服传统教学模式和教学思想中的一些不足，为学生的学习和发展奠定良好的基础。

1 微课的定义

微课的教学原理是采用信息技术按照学生的认知规律，构成一个主题式、半结构化课例片段，呈现碎片化教学内容、教学过程以及拓展素材的数字资源。微课中涵盖了与教学主题内容有关的素材课件、教学设计、练习测试、教学反馈、教师点评等一些辅助教学资源，其是对传统教学模式的一种补充和拓展。其短小、精悍的视频教学形式，有助于加强对所学知识的巩固。随着新课程改革的不断发展深入，微课作为新的教学模式被广泛应用到教育领域中。

2 工程力学的特点

工程力学是高校土木专业的必修课之一，其在土木水利、航空航天、交通运输等领域具有广泛的应用。工程力学理论体系的逻辑思维严谨、研究方法有章可循，解决问题的方法也灵活多变，且具有一定的技巧。比如，对于材料力学中构件变形的问题，可以用能量法，也可以用积分法和叠加法求解。遇到动力学问题，可用达朗贝尔原理求解，也可以用动力学普遍定理求解，还可用动力学普遍方程解来解答。

3 微课在高校机械类实验课程中的设计与制作

3.1 微课在设计制作中的选题

高校机械类实验课程的微课设计，要有明确的设计主题、清晰的教学目标以及丰富的教学内容，并在短时间内将教学内容讲解清楚，提高学生的学习热情。工程力学系统完整，逻辑思维严谨，且实用性较高，课程内容中蕴含着许多适用于微课教学的知识点。例如，点的速度合成概念、圆轴扭转的内力、刚体系的受力分析、轴向拉压杆的轴力、提高梁弯曲强度的措施、细长压杆的临界载荷、平面一般力系的简化等。将知识内容导入微课中，做好教学设计，能够激发学生的学习兴趣，调动学生的参与度，从而达到良好的教学效果，同时也会给学生耳目一新的感官体验。此外，工程力学的相关知识可以解决生活中的实际工程问题，能够有效培养学生的思维能力和创新意识。因此，微课的设计既要符合学生的知识学习目标，同时也要注重学生知识应用能力的培养。

3.2 工程力学中微课的设计

以高校机械类实验课程“工程力学”为主题进行微课设计，要力求在不超过10分钟的时间内展示精悍、完善并带有趣味性的教学内容。再结合教师的板书讲解和演示操作，将复杂的知识问题简单化。将微课时长控制在6至10分钟，契合微课短小精悍的特点。例如，以“两端铰支压杆的临界力”为例，进行微课设计。工程力学的主要研究内容中包括压杆失稳，在工程上有许多的压杆构件存在着一些稳定性问题，压杆失稳事故也屡见不鲜。教师在微课设计时，首先以压杆失稳的一些实例为课程切入点，吸引学生的注意力，引出压杆失稳的概念。其次，教师利用多媒体给学生演示不稳定平衡、临界平衡、稳定平衡三种状态下的细长压杆因受横向力所导致的干扰变形情况，使学生能够直观理解临界载荷的定义。最后，教师在将两端铰支细长压杆作为课堂中的重点研究对象，进一步推导临界载荷公式，以便于学生的理解和掌握。为了巩固学生的知识，教师还可以设计一道关于临界载荷公式应用的典型例题，让学生在实践中加深知识印象。

3.3 工程力学中的微课制作

在微课的制作选材中，应遵循科学、简洁、典型实用等原则。其一般包括三维实体模型、动画、图片以及视频等表现形式。结合多媒体素材来制作微课，能够充分发挥微课的教学优势，将抽象的知识直观呈现出来。工程力学中有许多抽象的知识内容，都适合用微课中的图片、视频等方式作为教学素材。比如，对于圆轴扭转破坏分析，教师可以给学生展示铸铁、低碳钢扭转破坏和录制竹筒等实验短片，学生通过对断裂面形态的观察分析，能够直观地了解到不同材料的扭转破坏，从而激发学生探究破坏原因的好奇心，进而提高学生的学习参与度。此外，在学习“点的速成合成”时，微课制作中可以利用在定轴转动直杆上甩出的圆环和水手在甲板上行走举例，设计动画演示环节将牵连点和牵连速度问题引出，方便学生的理解。

3.4 微课制作的后期编辑

微课的制作完成需要后期的加工处理，才能更好地应用在课堂教学中。微课的后期视频编辑包括微课教学编辑、片头、片尾三个部分。片头中应显示学科、课程、教师姓名等基本信息，一般不会超过5秒;教学过程编辑应注意画面内容与教师讲解相对应，适时添加师生互动的镜头，增强学习气氛的渲染。在视频录制的过程中应注意降噪处理，以确保声音清晰，对于重要的知识内容可以适当添加字幕等。

4 结束语

综上所述，微课设计中巧妙地引入教学主题，激发了学生的学习兴趣，再结合多媒体教学手段，生动形象地演示了所学内容，并给学生提供了思考的空间。高校机械类实验课程内容复杂，教师应发挥微课的教学优势，培养学生的自主学习能力以及思维能力，进而提高教学效率。

参考文献：

[1]高奇，曾红，张德强.高校机械类实验课程的微课设计与应用研究[J].实验室科学，2016.

[2]孟祥，刘增瑞，梅王广.新微课设计与制作的理论与实践[J].远程教育杂志，2014（06）：24-32.

作者简介：周慧珍（1988-），女，山西忻州人，硕士，教师，主要从事液压技术方面的科研和教学工作。