基于慕课模式的理论力学教学模式新探索

任艳荣 石萍 何凡

摘要：慕课是基于“互联网+”的一种新型教学模式，而理论力学是理工科学生一门重要的技术基础课程。如何将慕课形式引入理论力学教学，这是一个难题。本文重点介绍了理论力学慕课的设计和制作过程，通过新型的教学模式希望能够提高理论力学的教学质量，调动学生学习的积极性和主动性。

关键词：慕课；理论力学；教学模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）09-0093-03

“理论力学”是土木、机电、环能专业的一门理论性、逻辑性都很强的重要技术基础课程。该课程是在普通物理力学的基础上，运用高等数学、线性代数等数学工具，全面、系统地阐述宏观机械运动的基本概念和基本规律，同时又是学习后续力学（材料力学、结构力学）的基础，其特点是“理论好懂，习题难做，考关难过”。学生普遍反映理论容易理解，掌握内容难，灵活应用理论更难，尤其是在解决工程实际问题时，学生又显得很茫然，无从入手。

理论力学概念定理严谨，图样示意合理，工程案例丰富，动画齐全、生动，但是由于该门课程理论性强，学生理解起来比较困难，而且笔者在教学过程中发现，许多学生对静力学中物体的受力分析、受力图思路不是很清晰，会直接导致约束反力结果的正确性。综上所述，基础力学课程的教学安排应该与时俱进，传统的教学模式必须进行相应改良。任课教师在教学过程中应充分发挥教师的主导作用，通过慕课这一新型的教学模式来提高学生的学习热情和主动性，建立新的学生评价体系。

北京建筑大学教学中心慕课平台提供了很好的教学平台。通过该平台可以进行发布课件、发布作业、组织测验、线上讨论和答疑等一系列完整的MOOC课程教学活动，让学生通过计算机、手机等多种客户端“线上”学习与课上学习相结合，取得相得益彰的结果。理论力学慕课建设的根本目标是利用其开放性的优势，增加学习者与课程内容的接触面，在调动学生学习主动性的基础上，提高其学习效率，增加对课程内容的了解。

一、理论力学教学中存在的问题

理论力学是一门重要的技术基础课程，根据历届学生的学习情况可以知道该门课程的学习效果不是很好，不及格率较高，学生普遍反映理论好懂，习题难做，考关难过。分析原因如下：（1）现有的教学模式主要是“满堂灌”的方式，大部分時间是教师在课堂上讲授，学生在课下听讲，学生的学习处于被动的模式，师生交流不足，教学效果不佳。有的学生羞于和教师进行交流、答疑、讨论问题，以至于问题越积越多，容易“将错就错”，久而久之在课程学习中出现较大的问题。总之学生课堂参与度不够，导致课堂教学质量不高。（2）现在大多数学生仅限于完成教师在课堂上布置的作业，额外题不想做，导致考试成绩不是很理想。（3）理论力学是一门理论性较强的课程，往往理论教学与工程实际脱节。（4）教师无法及时了解学生上课的信息。

二、理论力学慕课建设

1.“理论力学”课程的定位。“理论力学”作为高等工科院校的一门重要基础课程，不但培养了学生的理论分析能力和逻辑思维能力，同时也与工程实际相结合，是学生进行专业知识学习的基础。课程的教学目的和任务是使学生掌握理论力学中的基本概念、基本理论和基本方法，能对简单物体（质点、质点系、物体、物体系）进行受力分析、运动分析以及建立平衡方程与动力学方程，使学生初步学会应用理论力学的理论和方法分析、解决一些简单的工程实际问题，为学习后继课程打下必要的基础。培养学生从力学现象和实际工程中提出（发现）问题的能力、分析问题（包括进行定性分析和定量分析）的能力和综合应用所学知识解决问题的能力。

2.“理论力学”慕课设计。理论力学课程的主要内容分为三大模块：静力学、运动学和动力学。静力学主要是研究各种力系的简化与平衡；运动学主要研究物体运动的几何性质，动力学主要研究物体的机械运动与作用力之间的关系。如何让学生初步学会应用理论力学的理论和方法分析、解决一些简单的工程实际问题，这是建设理论力学慕课的目的。

3.“理论力学”慕课制作过程。理论力学慕课是我校首批立项建设的8门慕课课程之一，于2016年5月由学校正式批准立项，至2017年9月，基本建设完成，包括视频和课件、习题的上传。

慕课课程的制作关键是课程知识体系的知识点化，即碎片化。将教学内容制作成若干个独立的微视频，在每个视频中只讲授一个知识点。理论力学分三大模块——静力学、运动学和动力学，这三个模块是相对独立的，但是又有一定的相互联系。在建设的过程中，首先结合课程特点对知识点进行梳理并进行离散，总体实行统分结合的授课模式，将理论力学课程的教学内容划分为29个知识点，静力学14个，运动学9个，动力学6个。但是每门课程都有自己的特色，针对理论力学课程的自身特色，并不是每个知识点都可以利用MOOC进行讲授，如静力学中的受力分析、物体系统平衡的问题、运动学中点的合成运动速度和加速度的合成定理等还需要教师进行详尽的讲解和板书演示，而后根据学生的课堂表现对疑难问题进行及时和详细的讲解。

依托学校的教学平台，主要体现在以下几方面：（1）在学校课程中心平台提供课程的教学目的、教学日历和教学大纲，让学生对教学进度有所了解，以方便学生自主学习。（2）上传由专门慕课公司录制的讲课视频，据教育心理学，每一个知识点的视频长度在8—15分钟，最长不超过20分钟。根据与知识点相配套的原则，提供与视频相对应和同步的PPT课件，每个PPT每次只讲解一个知识点。如图1和图2所示。（3）PPT课件制作比较简朴，简单明了。像理论力学这类理论性较强的课程的PPT不需要客套和花哨的语言，不需要过多的装饰。制作过程中最好用统一的模板，有自己学校的标识。PPT的制作应结合相应的视频或者动态图片的展示，让学生更好地了解其本质。（4）教学平台每章还配有相应的在线测试习题，习题主要以单选和判断题为主，方便学生进行自检和了解基本概念。在后续建设过程中，适当增加综合性较强的计算题，如图3所示。

三、结语

慕课是一种全新的教学模式，具有主动、自由、及时等特点，只要学生想学习，就可以随时随地的学习。慕课可以提高学生学习的积极性和主动性，同时对于教师而言也是一个挑战，教师要与时俱进，而且要求师生双方要互动促进。现阶段的慕课不能完全取代传统教学，但其理念可以作为一种强大的工具，在未来一段时间内为高等教育的组织和运行带来新的发展。

理论力学慕课平台的建设，希望学生通过课堂学习和慕课平台学习更好地掌握理论力学的重点内容，更好地掌握物体的受力分析，熟练画出物体的受力图；熟练掌握物体的运动分析（刚体的简单运动和刚体的平面运动）以及点的合成运动；会用动力学的三大定理解决物体的运动和受力之间的关系；为学习后续课程（材料力学、结构力学）打好必要的基础，能够解决一些简单的工程实际问题。

参考文献：

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[3]周震寰，叶宏飞，孙家斌.“慕课”理念在高校理论力学教学中的作用及探讨[J].新课程，2016，（03）.

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