工程力学导论课程中MOOC辅助教学实践初探①

    王自平，赖日全，何乃福，陈林，成杰

    

    [摘 要] 根据《工程力学导论》课程的学习特点，结合工程力学专业本科生教学实践和体会，对工程力学专业的课程体系设计、教学安排及考核手段等多方面的改革进行了研究，并在MOOC中融入了丰富的辅助教学资源，为传统教学提供了补充作用。通过MOOC辅助教学实践初探，让学生更好地理解本课程的专业学习背景，提高学生的学习积极性和主动性，为后阶段的专业课程的学习作好铺垫。

    [关 键 词] 混合式教学；MOOC教学；工程力学导论；教学改革

    [中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）04-0058-02

    慕课（MOOC）是指具有大规模和开放性特点的在线开放课程，目前已成为国内外高校诸多课程应用中研究的热点。2000年起，教育部分别启动了面向高校共享的“新世纪网络课程建设工程”“国家精品课程建设工程”和“国家精品开放课程建设工程”等MOOC形式，在国内引起了较大的反响[1]；耶鲁等名校微课视频公开课从2010年起逐步流行于网络，被多个国家学生所观看，在国内网易公开课频道中出现了世界上最大的MOOC网络平台COURSERA[2]。在MOOC之前，国内对在线学习已经有一定的研究基础，众多学生选择在线观看视频，2012年国内诸多高校开始开设MOOC。从2013年以来，清华大学、北京大学、上海交通大学、复旦大学等中国著名高校就逐步加盟了COURSERA和edX等MOOC在线平台的建设[3]，2013年，在国内有清华大学的“学堂在线”，2014年，有上海交通大学的“好大学在线”，可通过在线跨校学习来获奖得本校学分。2016年江苏大学开设了超星网络教学平台[4]。近年来，除高校外，也汇聚了许多优质课程资源，如“上海课程中心”、网易云课堂和爱课程网合作推出的“中国大学MOOC”等，因此，MOOC平台的建设给工程力学专业教学改革带来了新的机遇和挑战，并引导教育工作者进一步研究适合于现代工科学生的教学模式。本文结合其他课程的学习经验，研究了MOOC在力学专业中新开设《工程力学导论》课程中基本理论及实践初探。

    一、工程力学导论课程设计理论

    （一）课程简介

    工程力学导论课程主要是学习工程力学本科专业学生对力学的整体认知和对工程力学专业学习背景的解读，回答了工程力学专业学生“学什么、干什么”与“怎么学、怎么干”等疑问。课程论述力学与工程技术进步之间的互动关系，目的是使学生了解力学专业工程应用背景，培养学生分析和解决问题的能力。本课程有：（1）什么是“力学”；（2）中国古代力学；（3）西学东渐与力学的引进；（4）二十世纪之交时的力学；（5）二十世纪的力学发展；（6）工程中的力学；（7）航空航天技术中的力学；（8）二十一世纪力学发展趋势；（9）我校力学学科简介。共九个章节。全书内容主要围绕古代及现代力学的研究内容，论述力学与工程技术进步之间的互动关系，目的是使学生对力学为谁服务、怎样服务以及如何在服务中求发展等问题有清晰的认知，对进一步学习专业课程打下良好的基础。

    （二）工程力学导论MOOC设计过程

    工程力学MOOC课程的设计过程可分为准备阶段、实施阶段和评价总结阶段，其中准备阶段最为重要，需准备好录制好的教学视频、课件、参考资料、作业等素材，另需有宣传团队、教学团队及网络技术团队的积极配合。而本研究团队有集课堂讲授、视频录制、视频处理、图片处理、微视频上传、组织宣传以及网络教学平台为一体的MOOC教学团队。本课程的视频采集均为课堂现场录制、剪辑而成，也有辅助的“超级工程”等相关联视频置于对应的课程中供学习参考，课堂的PPT素材是根据所学内容增加了最新的科研成果不断更新的，视频的发布是在课堂结束后2～3天完成，其精选的课后学习资源包括思考题、作业题、研讨及学生个人汇报等形式。按照课程内容体系由易到难、循序渐进，用于预习和巩固复习本门课程的学习。

    MOOC内容大概课分为线上线下两个部分，线上内容主要是教师准备内容，如课堂课程教学视频、教学PPT、作业或是课堂讨论等。线下交流内容则是线下答疑、学习社区和翻转课堂三种形式。

    二、MOOC教学在《工程力学导论》课程的实践与考核

    （一）教学实践

    针对我校招生数量的增长，教学资源相对短缺，教学资源出现明显不足的趋势。随着通信技术的不断发展，电子便携产生不断进入大学课堂，成为学生获得信息的主要渠道，也降低了学生对专业知识的求知欲。我校开设的工程力学导论课教学课堂专业背景信息量大，上课时间非常有限，学习的理解力也参差不齐，学习效果当然也不一致，课堂教学是无法重复的，直接影响了理解力差的学生的学习，最终导致该类学生毕业达成度难以实现，学生必然对这类课程失去信心。

    学生在学习《工程力学导论》的过程中很有可能会碰到难点，老师可以根据自己以往的教学经验去评定该教学难点的位置，选择播放关于讲解该难点的MOOC视频。传统课堂中学生对课堂中较难的知识点往往难以消化，老师仅需通过简要剪輯上传微课至慕课平台，学生即可自主学习。基于互联网的教学资源大数据，学生参与MOOC学习的同时，老师可以通过互联网了解学生的学习情况，学生自己也可以课程中的提高环节来分析自己的薄弱点并进行改善。在MOOC平台上，教师准备内容一般是教学大纲和考核方式显示，如下图所示，在学校的超声网络教学平台设置本门课程的学习目录，分别依据实际的教学日历分配视频及相关资料。

    而在教学中，将传统教学与MOOC教学有机结合，将录像、超级工程视频、图片、课件、动画等融为一体，可以将工程结构、应用背景及相关的仪器设备直观、形象地展现在学生面前， 增加其感性认知，通过加入视频、课件及讨论等情景式教学环境，抛弃了传统教学导致的枯燥抽象、概念性问题难以理解等不足，工程力学导论变得生动具体，学生也记忆深刻。老师线上备课课堂精讲，线下制作MOOC，让学生不仅能在课堂之中学习工程力学，也能登录网络教学平台中观看微课，多元化的学习对学生的动手能力和自学能力有了极大的提高。利用网络教学平台，设置作业与讨论，让学生更好地参与教学过程，更好地利用本校资源和优化学习效率，启发思维。通过调整工程力学专业课程体系，优化本课程的教学内容，正确处理专业学习和基础学习的关系，增大课堂教学需满足的多方面信息量来拓展学生的专业背景，使其在有限的时间内获得更多的专业理论及应用情况。改进教学方法，提高教学质量，采用少而精的教学原则，采用启发式教学，培养创新精神。MOOC与传统课堂教学可以进行优势互补，在前期的应用阶段，课上自由讨论时间少，在课堂播放相关的工程应用原理及背景微课视频，让学生讨论的时间变长，更多地激发了学生的学习兴趣。而传统课堂的教学形式单一，学生可通过选课重复观看各知识点。课外学习是传统课堂教学的难点，学生通常是自学为主，对工程现场没有感情的认识，通过MOOC视频可以指导学生预习、复习并检查学生的学习效果，可是现实中这个周期非常长，而MOOC能实现本课程的学习效果检验。

    （二）考核方式

    本门课程的成績分为平时成绩和论文报告成绩两部分。平时成绩的评定更多样化，如其可以表现为线下课堂互动、出勤率、社会实践和学科竞赛及课堂汇报等，所占最终考试成绩的比例为30%，这样可以充分调动学生在整个课程学习过程中的积极性、主动性。将社会实践和学科竞赛及学术报告参与度计入平时成绩，一方面学生平时认真学习的积极性提高，另一方面促进身边更多的学生加入相关活动中，整个教学过程就会形成良性循环，达到过程考核和结果考核相结合的目的。另外70%为课程结束后提交的相关课程论文，这部分主要考查学生对这门课程的综合运用能力和论文撰写能力。

    MOOC可融入多种教学手段，教学内容更应丰富多彩。实践证明利用MOOC辅助教学使学生的学习兴趣明显提高，与上一级学生成绩相比，2016级力学专业本科生的《工程力学导论》学习质量明显改善。就2016届本科力学班的学生情况而言，利用MOOC教学后，及格率为100%，优秀率达70%，九十分以上的学生比例达38%，通过本门课程的课程教学与MOOC辅助教学，学生对力学专业背景的了解和学习的积极性与主动性都明显增强，同时也提高了教学的教学质量和效率，更新了高校教学理念。

    综上所述，在学习《工程力学导论》课程时，教师教学与MOOC教学双管齐下，学生既能基于知识点有针对性、查缺补漏式地进行学习，也选定与工程力学导论课程内容相关的专题开展了建构式MOOC课程学习，从而拓宽了学生的知识面，提高了学生获取知识的能力。通过对《工程力学导论》课程采用课后MOOC辅助教学初探，充分发挥了教师和学生自主学习的作用，从而达到了预期的目标。

    参考文献：

    [1]孙笑音，周围.基于MOOC的大数据分析技术[J].计算机与现代化，2017（4）：89-93.

    [2]杨彦军，郭绍青.E-Learning学习资源的交互设计研究[J].现代远程教育研究，2012（3）：62-67.

    [3]张忠.大规模开放在线课程设计研究[D].华中师范大学，2014.

    [4]Ziping Wang， Ying Luo， Lai Riquan，et. Mixed- teaching Method Applied in the Course Teaching of Introduction of Engineering Mechanics[J].International Educational Scientific Rese-arch Journal，2017， 3（5）：32-35.