尚慧琳

[摘 要]“移動(dòng)學(xué)習(xí)”和“微課程”的產(chǎn)生引起了高等教育的教育形式和學(xué)習(xí)方式的重大變革。對(duì)“理論力學(xué)”這樣一門公認(rèn)較難的機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課，本文基于微課程探索“理論力學(xué)”在教育信息化進(jìn)程中新的教學(xué)方法，從而幫助學(xué)生更深入地理解這門課程，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。

[關(guān)鍵詞]微課程 移動(dòng)學(xué)習(xí) 理論力學(xué) 教學(xué)模式

[中圖分類號(hào)] G431 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2015）03-0093-02

一、引言

隨著智能手機(jī)和平板電腦技術(shù)的快速發(fā)展和教育信息化的推進(jìn)，“移動(dòng)學(xué)習(xí)”（Mobile Learning）和“微課程”（Micro Lecture）應(yīng)運(yùn)而生，這給傳統(tǒng)的教學(xué)方法帶來(lái)了巨大沖擊。移動(dòng)學(xué)習(xí)[1]被定義為一種在移動(dòng)設(shè)備（如智能手機(jī)和平板電腦等）幫助下的能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)發(fā)生的學(xué)習(xí)，其中所使用的移動(dòng)設(shè)備必須能夠有效呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容和提供講授者與學(xué)習(xí)者間的雙向交流（可通過(guò)無(wú)線通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)）。這種學(xué)習(xí)方式比傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式靈活得多。由于在高等院校的學(xué)生中智能手機(jī)、平板電腦和無(wú)線上網(wǎng)的普及，學(xué)生們可以便捷地進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)，而微課程正是移動(dòng)學(xué)習(xí)的重要教學(xué)資源。

微課程是運(yùn)用建構(gòu)主義方法化成的、以在線學(xué)習(xí)或移動(dòng)學(xué)習(xí)為目的的實(shí)際教學(xué)內(nèi)容。[2] [3]目前在對(duì)微課程的比較普遍的認(rèn)知中，微課程有三個(gè)主要特征：其一，時(shí)間在10分鐘以內(nèi)；其二，以教學(xué)視頻為主要載體；其三，有明確的教學(xué)目標(biāo)，集中針對(duì)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)開展教學(xué)活動(dòng)。這三個(gè)特征都集中地體現(xiàn)了一個(gè)“微”的概念。這是因?yàn)樵谝苿?dòng)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，人的注意力較分散，其中國(guó)外可汗課程的統(tǒng)計(jì)和腦科學(xué)的研究表明，人在“移動(dòng)”中注意力集中的有效時(shí)間為10分鐘左右，即只能進(jìn)行“片段”學(xué)習(xí)，很難開展大容量的學(xué)習(xí)內(nèi)容。因此，為了更好地開展學(xué)生們的移動(dòng)學(xué)習(xí)，需要教師們開發(fā)更多優(yōu)質(zhì)的微課程。

為此，本文以高等院校機(jī)械類專業(yè)公認(rèn)的較難理解的一門專業(yè)基礎(chǔ)課“理論力學(xué)”為研究對(duì)象，根據(jù)課程的特點(diǎn)，探索在移動(dòng)學(xué)習(xí)和微課程的環(huán)境下“理論力學(xué)”教學(xué)方法的新模式。

二、“理論力學(xué)”的課程特點(diǎn)

“理論力學(xué)”是高等工科院校許多專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)（包括平衡）的基本規(guī)律和研究方法，為學(xué)習(xí)后繼課程打好必要的基礎(chǔ)，并初步學(xué)會(huì)應(yīng)用理論力學(xué)的理論方法分析和解決一些簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問(wèn)題。

“理論力學(xué)”主要教學(xué)內(nèi)容可分為靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)三個(gè)篇章。[4]靜力學(xué)篇章主要培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用平面任意力系的平衡方程求解一般物體系統(tǒng)的平衡問(wèn)題；運(yùn)動(dòng)學(xué)篇章培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)、剛體簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)的知識(shí)在具體工程環(huán)境和實(shí)際約束情況下掌握物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；動(dòng)力學(xué)篇章則培養(yǎng)學(xué)生掌握動(dòng)力學(xué)普遍定理、達(dá)朗伯原理（動(dòng)靜法）和虛功原理等方法，并能運(yùn)用這些方法分析工程實(shí)際中物體的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系以及運(yùn)動(dòng)的機(jī)理。“理論力學(xué)”中理論與方法的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊，從工程實(shí)際到日常生活、從體育運(yùn)動(dòng)到兒童玩具、從古代器皿到現(xiàn)代科技、從自然現(xiàn)象到文學(xué)藝術(shù)，無(wú)所不在。[5]

由于“理論力學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容中包含了大量的力學(xué)概念、定理、定律和原理，而以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力為主要教學(xué)目的之一，因此這門課程具有體系嚴(yán)謹(jǐn)、理論成熟、理論知識(shí)點(diǎn)高度概括、邏輯性強(qiáng)、內(nèi)容豐富、問(wèn)題靈活多變、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊等特點(diǎn)。[6]也因此，在絕大多數(shù)工科高等院校中“理論力學(xué)”的考試通過(guò)率并不高，學(xué)生普遍反映理論能聽懂，但習(xí)題還是難解決，即理論很難融會(huì)貫通、靈活自如地運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中。

三、“理論力學(xué)”開展微課程的必要性

由于“理論力學(xué)”課程具有邏輯性強(qiáng)、問(wèn)題靈活多變的特點(diǎn)，很容易造成課堂教學(xué)中“教師苦教，學(xué)生苦學(xué)”的局面；而運(yùn)用力學(xué)原理解決問(wèn)題遭受的挫折感也容易造成學(xué)生對(duì)這門課程的厭煩情緒?！袄碚摿W(xué)”微課程作為一種新型的教學(xué)形式則可以吸引學(xué)生們的注意力，激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生們個(gè)性化的學(xué)習(xí)。

同時(shí)，“理論力學(xué)”中有許多學(xué)生們不易理解的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)等，在課堂教學(xué)中學(xué)生并不一定能夠隨著教師的講授而同步學(xué)習(xí)和理解，因此針對(duì)這些主題設(shè)計(jì)較短教學(xué)時(shí)間和單一主題的微課程可以輔助學(xué)生復(fù)習(xí)和在課下異步學(xué)習(xí)。學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)意愿與需求選擇相應(yīng)的微課程，以及播放的次數(shù)。

綜上所述，設(shè)計(jì)相關(guān)微課程對(duì)于更好地開展“理論力學(xué)”教學(xué)具有一定的必要性。

四、“理論力學(xué)”微課程的設(shè)計(jì)

“理論力學(xué)”微課程并不是其傳統(tǒng)課堂教學(xué)的切片或壓縮。比如，將一學(xué)時(shí)的“理論力學(xué)”課程內(nèi)容或者其中一半內(nèi)容強(qiáng)行壓縮到10分鐘以內(nèi)，這并不是微課程。微課程的設(shè)計(jì)目的是讓學(xué)生將注意力集中于單個(gè)的知識(shí)點(diǎn)，而并不需要像課堂教學(xué)那樣考慮所講授的所有知識(shí)點(diǎn)間的層次。

在“理論力學(xué)”中，并不是所有的知識(shí)點(diǎn)和內(nèi)容都適合設(shè)計(jì)成微課程的。例如，一些簡(jiǎn)單的概念和力學(xué)原理學(xué)生們完全可以直接看教科書，而不必借助視頻資料。最適合設(shè)計(jì)微課程的課程內(nèi)容應(yīng)該是那些內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立的單個(gè)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)學(xué)生不容易理解的重點(diǎn)和難點(diǎn)，或者容易激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的興趣點(diǎn)。如，靜力學(xué)篇章中二力桿的約束反力，力對(duì)軸之矩的計(jì)算和桁架結(jié)構(gòu)中零桿的識(shí)別等；運(yùn)動(dòng)學(xué)篇章中平面運(yùn)動(dòng)剛體的速度瞬心法，加速度基點(diǎn)法，點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)的基本概念，牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)科氏加速度的產(chǎn)生等；動(dòng)力學(xué)篇章中質(zhì)心運(yùn)動(dòng)守恒定律，動(dòng)量矩守恒定律，剛體在不同運(yùn)動(dòng)特征下對(duì)應(yīng)的慣性力，虛功原理的應(yīng)用實(shí)例等。

一段微課程的設(shè)計(jì)一般包括課程名稱、知識(shí)點(diǎn)、授課對(duì)象、授課時(shí)長(zhǎng)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)人等方面?？紤]處在移動(dòng)學(xué)習(xí)中學(xué)生的注意力，可以從實(shí)際工程中的小問(wèn)題入手，對(duì)具體現(xiàn)象進(jìn)行分析和梳理，導(dǎo)入新的概念、理念和方法，并加以總結(jié)。按照以上框架，以“理論力學(xué)”中點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)的基本概念這一知識(shí)點(diǎn)為例實(shí)踐本門課程的微課程的教學(xué)設(shè)計(jì)。這一知識(shí)點(diǎn)是“理論力學(xué)”中重要的知識(shí)點(diǎn)，盡管只是基本概念，在教材當(dāng)中涉及的篇幅非常短，卻有著很容易讓學(xué)生混淆的概念，而其中對(duì)于動(dòng)點(diǎn)動(dòng)系選擇上的不確定也會(huì)大大影響后續(xù)運(yùn)動(dòng)學(xué)章節(jié)的學(xué)習(xí)。因此這一知識(shí)點(diǎn)非常適合設(shè)計(jì)微課程來(lái)輔助學(xué)生們課后復(fù)習(xí)。這一知識(shí)點(diǎn)的微課程的設(shè)計(jì)方案如表1所示。其中微課程的錄制可以采取智能手機(jī)或其他視頻錄制工具錄制PPT屏幕，配以教師的實(shí)時(shí)解說(shuō)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣設(shè)計(jì)的微課程與傳統(tǒng)的授課視頻相比，存在知識(shí)點(diǎn)少而精以及授課時(shí)長(zhǎng)較短的優(yōu)勢(shì)，但與傳統(tǒng)的授課視頻一樣，仍缺少師生的互動(dòng)環(huán)節(jié)和對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的監(jiān)控，因此只能作為傳統(tǒng)的課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充?！袄碚摿W(xué)”微課程的設(shè)計(jì)還有待于進(jìn)一步的實(shí)踐和改進(jìn)。

五、結(jié)語(yǔ)

在“移動(dòng)學(xué)習(xí)”時(shí)代來(lái)臨之際，微課程正日益引起教育領(lǐng)域的關(guān)注。從高等院校到中小學(xué)，各門課程都在逐漸開展微課程的設(shè)計(jì)與開發(fā)?！袄碚摿W(xué)”作為一門非常適合開展微課程學(xué)習(xí)的課程，為學(xué)生提供微課程學(xué)習(xí)具有非常大的必要性，微課程的建設(shè)也存在著很大的發(fā)展空間。目前，“理論力學(xué)”微課程的實(shí)踐剛剛起步，隨著微課程建設(shè)的逐步開展，一定會(huì)有更多的微課程可以分享。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，不僅僅從事“理論力學(xué)”教學(xué)工作的教師可以通過(guò)微課程為學(xué)生傳授知識(shí)，而且學(xué)生可以把自己看微課程時(shí)的體會(huì)與問(wèn)題，或由“理論力學(xué)”的學(xué)習(xí)所誘發(fā)的新思路、創(chuàng)造的實(shí)物及研制過(guò)程，制成微課程與師生分享，實(shí)現(xiàn)微課程互動(dòng)，啟發(fā)教學(xué)和教學(xué)相長(zhǎng)，使得“理論力學(xué)”微課程教學(xué)發(fā)揮更大的作用。

[ 注 釋 ]

[1] 黎加厚.微課的含義與發(fā)展[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2013（4）：10-12.

[2] 楊元元.MOOC時(shí)代的教學(xué)模式革新[J].大學(xué)教育，2014，（7）：49-51.

[3] 高強(qiáng)，馮志華，蘭向軍，等.理論力學(xué)微課的設(shè)計(jì)[J].教育教學(xué)論壇，2014（13）：48-49.

[4] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2009.

[5] 陳建平，陶秋帆，吳文龍.理論力學(xué)中動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的演變與創(chuàng)新思維訓(xùn)練[J].力學(xué)與實(shí)踐，2004（5）：72-74.

[6] 張亞紅，劉睫，趙玉成.非力學(xué)專業(yè)理論力學(xué)教學(xué)改革的思考[J].力學(xué)與實(shí)踐，2003（3）：63-65.

[責(zé)任編輯：覃侶冰]