雨课堂助推材料力学教学改革实践探索

李晓丽

[摘 要]为满足农业院校新工科、新农科专业的人才培养需求，该研究以内蒙古农业大学疫情期间开展的材料力学课程雨课堂线上教学为例，系统探讨了雨课堂在整个教学过程所展现出来的优势。实践表明，材料力学课程教学必须与时俱进，根据教育部“以本为本”新的本科要求，立足培养目标，更新教育理念和改革教学方法，引入线上、线下灵活多样的教学模式，才能更有效地调动学生学习积极性，激发学生学习兴趣，提升学生综合应用能力，实现学生材料力学知识技能水平的提高。

[关键词]雨课堂;材料力学;教学模式;综合应用能力;课程改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）03-0098-03

随着信息技术的飞速发展，本科教育改革势在必行。2019年4月，教育部等相关部门发布了“六卓越一拔尖”计划2.0，主张发展新工科、新医科、新农科、新文科，推动全国高校掀起一场“质量革命”。材料力学作为机械设计制造及其自动化、交通工程、土木工程、水利工程等工科的专业基础课程，要求教师在教学中要教会学生专业基础知识，更要注重学生综合能力的培养。因此如何提高材料力学的教学质量，培养出具备综合素质的工程人才，一直是教师在材料力学教学中要思考的问题。材料力学教学质量的提高，需要在教学方法、教学模式上进行转变，在提高学生兴趣和教学效果方面下功夫[1-3]。多年来，大部分材料力学课程仍采用传统教学模式，这主要是由于近年来虽然学时一再压缩却要求保证知识体系的完整，考试要求涵盖95%以上的课程知识点，因此教师只能采用讲授法来开展课程教学。这就导致材料力学课程普遍存在着重理论轻应用和重分析轻综合的现象。新的教学方法和手段在传统教学没有得到足够的重视和应用。针对目前材料力学教学中存在的一些问题，很多兄弟院校的材料力学教师开展了大量的教学改革和实践，取得了一些成果和经验[3-5]。

2020年突如其来的疫情打乱了所有人的工作、生活节奏，在疫情期间，根据教育部的要求，全国各类学校都停课不停教、停课不停学，各类教学直播软件钉钉、腾讯会议、雨课堂、zoom等受到青睐，教师、学生纷纷运用网络教学平台开展教与学，我校的材料力学课程也改为线上教学，雨课堂、腾讯会议、钉钉等成为主要的网络教学平台，由此助推了材料力学教学改革探索。

一、材料力学教学现状

材料力学主要是研究工程材料力学行为及构件强度、刚度、稳定性计算理论的科学，是一门较经典成熟的学科，其力学概念、理论公式较多，单位换算麻烦，计算量大。在课堂教学过程中建立力学模型、推导数学公式会占据大量时间，教师很少有时间和精力去引导学生进行主动思考，缺乏将材料力学与科技发展前沿进行联系，也缺乏与实际工程相结合，这就使得学生的知识学习与应用几乎是脱节的。学生学完材料力学，能够解决的问题大都局限于教材上涉及的、已被抽象出来的具体问题和模型计算，对于实际工程问题就难以解决，很难建立相应的材料力学模型。

材料力学的教学改革多年来一直都在进行，当前的课堂教学虽然已经采用了多媒体教学手段，但主要还是教师在讲授、学生在被动学习，容易使学生在课堂上课走神，难以集中精力。因此如何激发学生兴趣，有效提高教学效果，特别是如何培养学生的综合应用能力并实现学生材料力学知识技能水平的提高仍然是一个亟须解决的重要课题。

二、雨课堂助力于材料力学教学改革

（一）助力于有效开展课前预习，提高自学能力

手机是现代人必备的通信工具，雨课堂软件正是利用手机建立授课平台[6-7]。反复改进的雨课堂平台，可以让教师上课之前，先通过手机推送教学视频、试题等课前预习资料。教师可以选择网上的微课程和MOOC课程，主要是选择网上提供的精品课程及获奖课程，课前预习视频主要以微课为主。教师根据培养目标和课程教学要求，筛选出主要知识点相同、学习时长为15分钟左右的视频推送给学生，让学生观看预习该内容，之后完成课件上的3～5道以基本概念、基本理论相关的内容为主的测试题。学生对于未理解的内容可直接利用雨课堂发送“不懂”。教师推送预习课件的同时设置预习截止时间，还可以通过群发公告督促学生尽快完成预习。通过雨课堂提供的数据，教师可以了解学生的预习情况，可以为有针对性地开展课堂教学内容设计做好前期准备。对于学生都能理解和掌握的简单内容课上就不再重复，这样可以节约时间开展重点难点内容的讨论及知识延伸。

本学期笔者在完成通过雨课堂开展材料力学课程教学30学时后，将2018级土木工程专业2个班62人（后称土木班）和水利水电专业2个班52名学生（后称水电班）参加课前预习的情况进行了统计分析。其结果显示：水电班86.5%的学生可以完成预习内容的80%～100%，98.0%的学生可以完成预习内容的60%以上;土木班59.7%的学生可以完成预习内容的80%～100%，77.4%的学生可以完成预习内容的60%以上，有将近23.0%的学生完成预习的情况稍差。这个统计结果可以反映出绝大多数学生的总体预习状况。教师有这样的数据做支撑，课上就可以有针对性地讲解存在共性的、难以理解的和大多数学生没有明白的问题，并腾出一部分时间对相关的内容进行总结、深化。对于课前不能完成预习的学生，由于预习中的简单内容教师在课上不再进行讲解，如果听课过程中自己感觉还不会，可以重新预习。通过一段时间的适应，学生预习完成的情况明显有了改观。

通过一段时间的课前预习，学生普遍反映在预习的过程中逐渐培养了自学能力、自我约束能力和独立思考问题的能力。

（二）助力于精准构建教学课堂，提高课堂效率

有些力学计算过程可以在黑板上讲解补充，在雨课堂教学平台只需要添加一块数位板，教师即可根据需要进行内容补充和讲解。学生反馈说，这样做有老师一对一给自己讲解的感觉。

通過雨课堂的教学功能，教师可以根据教学需求和目的设计想要呈现的课程内容。课堂互动可以选择投稿、发弹幕、限时答题、随机点名、发红包等方式。这些新颖的方式符合年轻人的心理，可以大幅度提高学生兴趣，让学生集中听课的注意力，及时反馈听得不明白的问题，也方便教师及时对学生存在的疑问进行解答。雨课堂还可以随时设置单选题、多选题、投票、主观题等在线答题方式。通过测试，学生可以对前后知识进行梳理，加深理解记忆，丰富课堂学习体验，提高上课的参与度，由被动地听、机械地记转变为主动思考、总结、归纳，提高学习效果。

在在线教学过程中，学生通过手机端可以随时将听课意见与想法反馈给老师，而教师通过查看学生的上课反馈情况，可以更加有效地把握学生的知识接受情况，有针对性地调整教学内容的深浅程度和教学进度。

本学期用雨课堂开展材料力学课程教学30学时后，笔者对2个课程班的课堂参与度进行了统计分析。其中发弹幕主要是课上回答简单的公式、判断题、计算结果以及听课中存在的问题等;投稿主要包括课上讲题时有些题目的计算过程以及课堂中根据前面的学习内容设置的主观题等。笔者通过对比统计数据发现，水电班有94.5%的学生在课上进行投稿、发弹幕，而土木班的参与人数是90.2%。对于学习状况不佳的学生，教师课后及时进行了联系和沟通，并在后续课程学习中有针对性地加强了督促管理。

（三）助力于课上课下精准对接，加强学生对课程内容的学习巩固

计算是材料力学课程的重要内容，特别是计算过程中的单位换算是学生的短板，学生每年在考试及后续专业课学习中，这方面的问题很多。传统课堂的上课过程不会有充足的时间给学生带入数据进行运算，或者教师所讲解的例证比较有限，导致学生对此掌握不好。而借助雨课堂就可以通过课下推送计算题详细的计算过程让学生学习巩固来很好地解决类似问题。从学生提交的作业来看，其学习效果明显好于传统授课方式。利用雨课堂还可以推送课上没时间展开讲的内容和大纲只要求了解的内容，这样可以提供给学有余力、准备考研的学生学习。教师通过分析雨课堂中的学生学习数据，有针对性地向学生添加测试题作业，可以限定提交时间、做题时间，这样既可以让学生对学过的内容进行总结、及时复习，还可以避免学生不能按时完成作业。

利用雨课堂不仅可以把课件推送到每个学生的手机上，让学生既可减少去课程网站下载相关内容的烦琐，也可以方便对知识进行反复理解复习。最受学生欢迎的就是每次上课结束后雨课堂可以自动生成课程报告，学生可以通过回放教学视频或教学课件随时回顾课上所学内容进行巩固学习，及时解决课上没有听懂或没有记下的问题。由于特殊原因没能按时上课的学生可以通过回放教学视频或教学课件学习课堂内容。此外，学生实在解决不了的学习问题还可以通过微信进行提问，由教师答疑解惑。可见，利用好雨课堂教学平台，使得课前、课中和课后师生都可以顺畅交流，达到了实时传递信息和及时讨论交流的目的。

（四）助力于有效开展考核方式改革，构建多元化成绩评价体系

在传统教学模式下，学生的课程学习成绩主要由平时成绩（占30%）和期末考试成绩（占70%）构成，其中平时成绩包括平时作业（占50%）、出勤（占50%）。由于课堂效果无法用具体有效的指标进行量化，无法客观反映学生听课状况，因此平时成绩也无法将课堂学习效果纳入考核范畴。在雨课堂教学模式下，平时成绩可以包括出勤、平时作业、课上测试成绩、在线学习、课堂表现等方面。雨课堂记录了整个课程教学活动的数据，包括课前预习情况、出勤情况、课堂互动、随堂测试、课后作业等。这些数据为学生在整个课程学习过程中所得平时成绩提供科学合理的量化指标。

（五）助力于有效加强工程实践，培养学生的专业素养

材料力学是工科专业基础理论课，通过雨课堂还可以加强教学内容与工程实践的联系。采用传统教学方式容易使学生在学习过程中感觉除了公式推导就是例题解析、解题计算，无法使材料力学知识与所学专业结合起来，因而提不起学习兴趣，听课效果不好，缺乏理论与实际应用的结合，也无法凸显材料力学在工科基础课程的作用。而利用雨课堂可以专业学习要求为导向，将教学内容合理调整为以理论为基础，综合考虑各学科专业的特点，注重理论与后续专业课程的衔接。通过雨课堂可以给学生提供很多工程案例，将同类案例和相关案例进行分析，将模型进行简化，再进行外力、内力、强度、刚度分析，加强理论与生产实际的结合，引导学生把所学理论应用到工程实践当中，还让学生对所学知识有比较直观的实践认知，提高学生的学习兴趣，培养学生的专业素养。

三、雨课堂助推材料力学教学模式改革进一步深化

雨课堂教学平台有助于推动材料力学传统教学模式的改革发展，疫情迫使教师把课程讲授都转移到线上，从教学模式上进行改变，线上教学也使师生体会到雨课堂教学平台的诸多优势[7-8]。在后续的教学中，教师应该结合课程特点不断深化课程教学改革。从教学结构设计上下功夫，合理利用学生的课前、课中、课后时间，根据学生学习的基础和兴趣，设计合理的课程内容，尽量提高学生学习的积极主动性。课堂上，增加自由讨论环节，营造学生愿意主动参与讨论的氛围;课后多布置一些与实际工程应用相结合的题目让学生去研究探索，为学生自主学习能力的提高提供支撑。总之就是要让学生在整个学习的过程中，能够积极开动脑筋，不断发现问题、解决问题，特别是加强工程应用实践，切实提升学生解决实际问题的能力。

四、结语

为了适应信息时代的发展，满足高校新工科专业的人才培养需求，今后的教育应该突出学生的主体地位，以学生为中心，重视加强学生的自主学习能力和综合能力。教育应该着眼于培养社会主义事业的合格建设者和可靠接班人，从根本上改变原有的以教为中心的教学模式，实施课堂革命。这种革命，就是要以“教得好”为手段，以“学得好”为评判标准，逐渐淘汰“水课”，打造“金课”，实现从“教得好”向“学得好”的转变。内蒙古农业大学作为应用型高校，对其材料力学课程进行教学改革是十分必要的。在疫情的特殊时期，“停课不停学”促使教师必須开展线上教学，混合式教学成为疫情常态化时期主流的教学方式，这也使教师发现了传统教学更多的局限性，充分认识到线上教学的诸多优越性。实践表明，以后的教学必须与时俱进，不断优化教育理念和教学方法，开展混合式教学，调动学生课上课下的学习积极性，激发学生的学习兴趣，提升学生的学习效果，培养出高素质的应用型复合型人才。教师要尽最大努力引导学生求真学问、练真本领，真正把课程内涵建设、教师质量提升体现在每个学生学习成效的提升上。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 郭万明. 基于翻转理念的法学专业课程混合式教学探究[J]. 大学教育，2019（5）： 138-140，147.

[2] 李逢庆. 混合式教学的理论基础与教学设计[J]. 现代教育技术， 2016（9）： 18-24.

[3] 王春香，周鹏，胡恒山.依据课程定位深化材料力学教学改革[J]. 高等建筑教育，2018（1）： 53-56.

[4] 杨晨. 材料力学研讨式、网络式教学改革研究[J]. 教育教学论坛，2018（12）： 154-155.

[5] 刘露，沈玉凤. 基于信息化的材料力学混合式教学模式的实践[J]. 大学教育，2018（1）： 63-66.

[6] 邓亮. 基于“雨课堂”混合式教学模式设计与实践[J]. 中国人民公安大学学报（自然科学版），2017（2）： 105-108.

[7] 胡建红，张晓丽，袁培鑫，等. 基于雨课堂智慧教学模式的学习预警分析[J]. 中国成人教育，2019（21）： 64-66.

[8] 程国，刘亚亚，李会荣. 应用型本科院校大学数学课程混合式教学模式探索[J]. 微型电脑应用，2019（11）： 51-53.

[责任编辑：庞丹丹]