基于慕课堂和网络直播的力学混合教学实践

吴杰 宋向荣 马一江 熊仲营

[摘 要] 作为高校课堂教学的有力补充，网络授课方式近几年来发展迅猛。利用网络平台和现代应用技术开展教学是工科院校力学学科教育的方式之一。以“材料力学”课程中的强度校核内容为例，基于江苏科技大学在中国慕课网站中对“材料力学”课程的建设，结合网络直播平台（腾讯）开展线上线下混合式教学，在网络答疑和学生自主学习等多渠道的辅助下，取得了较好的教学效果。

[关键词] 慕课;混合教学;材料力学;强度校核

[基金项目] 2018年度江苏科技大学高等教育教改研究立项课题“基础力学教学中的典型结构实体模型和复杂运动可视化开发”

[作者简介] 吴 杰（1983—），男，江苏泰州人，博士，江苏科技大学工程力学系讲师，主要从事结构动力学研究。

[中图分类号] O341   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）21-0113-04   [收稿日期] 2020-11-10

一、引言

力学是高等学校机械类、土建类、交通运输类等工科专业的基础课程，着重培养学生扎实的理论基础和严密的科学思维，培养工科基础、力学基础和基本力学方法。力学课程分基础力学课程与专业力学课程两大类。其中，基础力学课程面向大多数工科专业，受众广泛;而专业力学课程适用于力学工作者、研究生等，内容较深，受众较少。

随着中国大学慕课[1]的建设与推广，线上线下混合教学方式逐步成为高校网络教学的主流。在全球新冠肺炎疫情持续的当下，可以让更多的学生不出校门也能共享优质课程[2]。“材料力学”课程是理论性强、学时多、练习要求高的工科基础课[3]，如何充分利用慕课和网络在线教学工具，实现停课不停学、要求不降低，江苏科技大学“材料力学”课程教学团队开展了混合在线教学的有益实践。本案例为江苏科技大学船舶与海洋工程专业大二学生开设的“材料力学”课程。课程基于慕课堂和腾讯直播的方式，利用PPT和外接数位板工具，选择本课程中“失效、许用应力与强度条件”一节作为示例，记录教学实施手段和具体过程。

二、基于慕课堂和网络直播的混合在线教学方法

（一）“材料力学”慕课建设与教学

为了进一步开展力学课程的网络教学，我校从2018年起开始建设“材料力学”在线开放课程。面向普通高校中学习“材料力学”的学生，精讲精练，在教学辅导和教学资源上形成了特色。在教学内容上，以教育部基础力学教育指导委员会制定的该门课程内容为基础，适当增加学时章节。在教学方法上以引导启发为主，在课程中以工程和生活案例引导、强调课程知识的应用。另外，以在线讨论的形式对工程案例进行分析，同时引导学生进行研究性学习。在教学手段上，辅以大量的教辅资料，如习题和解答、教案和讲稿、大纲和教材、课件和视频等，多方位的结合，使学生能接收到大量的信息。

教学视频以微课的形式，采用片段式教学和知识点的教学方法，对课程进行梳理，形成微视频教学体系，涵盖课程的所有重点内容，以教材和讲稿作为补充，使学生能够利用碎片化的时间学习。教材、讲稿、课件是完整的教学内容，对重点内容的讲解采用微视频、微课件、习题等形式强化，使学生用较少的时间集中学习重难点。内容精讲精练，教辅资料形成特色。配合在线课程建设，形成习题库和习题解、概念题和自测题库、在线讨论和答疑等多种教学资源，在多年积累的基础上，经过长期建设，形成课程在线学习的特色。

我校工程力学系开设的“材料力学”在线开放课程于2020年3月在中国大学慕课平台上线，共11个单元，制作了涵盖课程全部重点内容的80个教学短视频，配合课件、讲稿、例题、习题、自测、单元测试等，内容及时更新。该内容属于课程的公共资源，开课教师需要建立自己的“慕课堂”，附带所谓的“课堂码”。教师通过慕课堂组织教学、设计练习、测试等，也可以进行发起备课、发起公告、添加讨论、增补练习及管理学生等操作。

学生加入该慕课堂后，可以通过观看视频、完成作业、自测等方式学习。同时，学生通过授课教师提供的课堂码加入具体线上课堂中。学生在慕课堂上的所有活动都有记录，包括完成作业、参与讨论和提问、学习进度、学习成绩等。这种公共资源（课程慕课）与“私有”课堂（慕课堂）相结合的线上授课方式较为灵活，可充分发挥教师集体备课和个人授课的特长。

（二）“材料力学”在线直播教学

中国大学慕课网为高校师生提供了较为便捷而灵活的教学平台。慕课中的教学视频与课件具有知识点凝练和作业丰富等特点，但这些特点会带来一些新问题，主要是知识结构不够系统和对学生的答疑不够及时等。在线直播教学旨在弥补慕课和慕课堂教学所产生的师生之间的隔阂。当疫情消散后，直播教学很可能会被学校课堂教学所取代。从这方面来讲，在线直播教学实质上是课堂教学的临时替身[4]。

我校工程力学系直播時所涉及的工具、软件主要包括腾讯通信软件、微软PPT演示软件、外接数位板等。学期开课前，教师建立直播教学群，并通知学生加入，群里不定期发布通知、公告。每次授课时，教师通过语音聊天的功能讲解知识、即时互动，回答学生的疑问。通过通信软件屏幕共享功能按实际课表安排定期直播教学，利用外接数位板和PPT墨迹书写功能进行板书。对于理论性较强的课堂，板书至关重要，学生能够较自然地跟上教师的分析思路。由于“材料力学”课程有较多理论推导和习题，外接数位板极大地提高了授课质量。慕课的练习、测试题也可以通过屏幕分享功能讲解。另外，群作业功能可以让教师布置额外作业，学生线下做完后上传，教师线上批改作业。学期结束后线上数据真实有效，可以导出作为平时成绩打分的依据，整理后成为教学资料的一部分归档。

（三）慕课教学与在线直播的互补关系

从技术上来讲，学生自主学习和教师直播授课并不存在实施障碍。教师在组织教学与考核的过程中应处理好二者之间的关系。慕课自主学习和腾讯直播授课在教学活动中的基本关系见图1。