黃會男，周培林，袁志華，商俊娟，劉曉潺，肖亞濤，丁 攀

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，河南 鄭州 450002)

“理論力學(xué)”是工科類專業(yè)一門邏輯性、系統(tǒng)性和理論性較強的必修技術(shù)基礎(chǔ)課程[1-4]，為后續(xù)學(xué)習(xí)材料力學(xué)及部分專業(yè)課奠定理論基礎(chǔ)。目前在工程教育認(rèn)證背景下，人才培養(yǎng)方案在不斷修訂，理論力學(xué)的課時不斷被壓縮，導(dǎo)致學(xué)生對部分內(nèi)容理解起來更加困難[5]。筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生在課上和老師共同探討解題思路，能夠進行正確求解，但從課后作業(yè)質(zhì)量看出學(xué)生缺乏解題思路，沒有理清基礎(chǔ)理論的概念及應(yīng)用范圍，可見對于知識的實際運用并未掌握。因此，為了提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性，夯實專業(yè)基礎(chǔ)能力，培養(yǎng)新時代復(fù)合型工程技術(shù)人才，傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)模式亟待更新迭代，持續(xù)改進。

隨著現(xiàn)代教育信息技術(shù)的發(fā)展，以及突如其來的新型冠狀病毒疫情，教育部提出“停課不停學(xué)”的號召[6]?；诟黝愒诰€學(xué)習(xí)網(wǎng)站及移動終端的線上教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)等新型教學(xué)方式迅速成為主流，文章基于超星學(xué)習(xí)通、大學(xué)生慕課等多種信息化技術(shù)手段相結(jié)合的混合式課堂教學(xué)模式進行教學(xué)改革探究并實踐，既發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)多平臺融合提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性與創(chuàng)造性[7]，以實現(xiàn)線上教學(xué)與線下課堂的有機結(jié)合，全面提升高校教師運用信息技術(shù)的能力和本科教育教學(xué)質(zhì)量。

1 “理論力學(xué)”課程性質(zhì)與定位

“理論力學(xué)”是工科類專業(yè)的一門重要的、理論性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課，是機械設(shè)計制造及其自動化、農(nóng)業(yè)機械化及其自動化、交通運輸、熱能與動力工程、能源、物流工程等專業(yè)的核心課程。課程的任務(wù)主要是使學(xué)生掌握質(zhì)點、質(zhì)點系和剛體機械運動的基本規(guī)律及其研究方法，注重培養(yǎng)學(xué)生利用理論和方法分析和解決簡單工程問題的能力和自主學(xué)習(xí)能力，其分析問題的方法還有助于培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義的世界觀。同時，它是各門力學(xué)課程的基礎(chǔ)，其知識體系的難度與理論價值是很高的，只有靈活掌握靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)相關(guān)理論，并具備將其應(yīng)用在解決實際復(fù)雜工程問題上的能力，才能為學(xué)習(xí)一系列后繼課程打好基礎(chǔ)。因此，“理論力學(xué)”課程教學(xué)模式改革研究的提出，對于工科專業(yè)學(xué)生的發(fā)展具有重要意義。

2 傳統(tǒng)課堂教學(xué)中存在的問題

“理論力學(xué)”課程的主要內(nèi)容由靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)三部分組成，其特點是“理論好懂，習(xí)題難做，考關(guān)難過”[1]。學(xué)生普遍反映理論容易理解，靈活應(yīng)用理論較難，尤其在解決工程實際問題時，學(xué)生又顯得很茫然，無從入手，筆者在傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)實踐過程中總結(jié)導(dǎo)致該門課程及格率較低，每年重修率居高不下的原因有以下幾點：

2.1 學(xué)生對課堂感覺枯燥無味

“理論力學(xué)”課程是研究物體機械運動一般規(guī)律的科學(xué)，學(xué)習(xí)過程中涉及公式的推導(dǎo)、定理的證明、對實際工程問題抽象為力學(xué)模型等問題。正所謂“數(shù)力不分家”，該課程與物理、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)知識密不可分，想要學(xué)好理論力學(xué)，扎實的數(shù)學(xué)、物理功底是不可或缺的，這讓學(xué)生難以樹立自信且感覺學(xué)習(xí)很困難。另一方面，教師講解典型例題時，由于受時間限制，在黑板上會快速分析解題思路并寫出大量的公式，學(xué)生在單純聽的情況下可能跟不上教師講解的節(jié)奏，解題思路一旦中斷就很難銜接，會出現(xiàn)教師講解但沒有學(xué)生互動的現(xiàn)象，導(dǎo)致后續(xù)課程內(nèi)容學(xué)習(xí)更難跟上，從而形成惡性循環(huán)。因此在授課過程中，需要通過改變教學(xué)模式與方法，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加輕松。

2.2 學(xué)生缺少學(xué)習(xí)主動性

在傳統(tǒng)授課過程中一般以教師講授、學(xué)生被動接受為主，從而導(dǎo)致只是跟著教師的講解進行簡單、機械的記憶，開展淺層次的知識學(xué)習(xí)，沒有對理論知識進行深層次的內(nèi)涵擴展和外延[8]，學(xué)生缺乏去問“為什么”的主動性，只是課上被動去接受課件教學(xué)內(nèi)容，而主動去翻閱教材進行課前預(yù)習(xí)、課后鞏固的學(xué)生越來越少，最終出現(xiàn)表面上看似掌握了但卻不會應(yīng)用正確理論力學(xué)模型求解實際工程問題的情況，這種教學(xué)模式使學(xué)生缺乏課程參與感而影響教學(xué)效果。

2.3 課程學(xué)時大幅縮減

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院采用哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編著的《理論力學(xué)》第八版教材，靜力學(xué)、運動學(xué)、動力學(xué)三大基本模塊之間在層次結(jié)構(gòu)和知識點上都存在邏輯關(guān)聯(lián)，從而構(gòu)成理論力學(xué)課程體系，形成一個有機整體。但在工程教育認(rèn)證的背景下，高校教學(xué)體制不斷改革，公共、基礎(chǔ)學(xué)科的課時量不斷增多，導(dǎo)致理論力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課的課時量被壓縮[5]。如河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院因培養(yǎng)方案的修訂將理論力學(xué)課時縮減至56學(xué)時，其中理論部分為52學(xué)時。課時的縮減意味著學(xué)生要在更短的時間內(nèi)掌握原有各部分內(nèi)容知識點，維持原有教學(xué)內(nèi)容的完整性和嚴(yán)謹(jǐn)性，既要提高學(xué)生的及格率又要詳細地講授大量內(nèi)容，對于教師來說是個巨大的挑戰(zhàn)。

2.4 教學(xué)方式單一化，缺乏創(chuàng)新意識

教師在教學(xué)過程中，大多采取多媒體+板書的教學(xué)手段，教師按照課件教學(xué)內(nèi)容和預(yù)先設(shè)計的教學(xué)方案以“灌輸式”教學(xué)方法進行講授，學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了當(dāng)前每門課教師采用的這種教學(xué)方式，學(xué)生只是被動接受教師講授的重難點，很少主動思考課堂以外的知識，課堂上缺少質(zhì)疑、討論的聲音，教師在講臺上自導(dǎo)自演，沒有發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)中的主體地位，導(dǎo)致學(xué)生缺乏參與感與創(chuàng)新意識，不利于激發(fā)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性。特別是部分專業(yè)面向全國招生，學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊，對知識的接受程度存在差異，單一化的教學(xué)模式難以適用于每個學(xué)生，嚴(yán)重影響課程的教學(xué)質(zhì)量。

3 基于理論力學(xué)混合教學(xué)模式設(shè)計探究與實踐

3.1 豐富課堂教學(xué)模式

傳統(tǒng)的教學(xué)模式不利于學(xué)生主觀能動性的培養(yǎng)，更不利于教學(xué)質(zhì)量的提高。伴隨著計算機信息技術(shù)的更新迭代，線上學(xué)習(xí)已逐步深入到教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，并發(fā)揮著越來越重要的作用[9]。以河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)為例，在課堂教學(xué)實踐當(dāng)中，教師可在傳統(tǒng)“多媒體+板書”的教學(xué)模式下建立信息化教學(xué)技術(shù)介入機制，利用大學(xué)生慕課平臺達到課程預(yù)習(xí)和鞏固復(fù)習(xí)的目的。通過超星學(xué)習(xí)通平臺實現(xiàn)課堂選人、討論、在線作業(yè)收取、批改、反饋以及疫情防控期間的線上線下混合式教學(xué)。結(jié)合多媒體課件和板書針對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進行課上重難點講解、小組討論和學(xué)生示范講解。在理論講解的同時，融入實驗環(huán)節(jié)，將理論應(yīng)用于實踐的過程便于鞏固理論基礎(chǔ)和提升教學(xué)效率。

3.2 聚焦學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與課后答疑

課堂教育只能滿足大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，正常情況下依然有一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)問題不能得到關(guān)注和解決。為了保證更好的課程教學(xué)效果，應(yīng)注重有針對性的課后輔導(dǎo)、答疑。因此，可以通過線下面對面交流和線上騰訊會議的方式進行輔導(dǎo)和答疑，在與學(xué)生深入交流的過程中可以真正了解一些性格內(nèi)向?qū)W生的內(nèi)心想法，提升全體學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣和主動性。在這種輔導(dǎo)和答疑方式下，不僅能夠?qū)崟r了解學(xué)生的課程內(nèi)容掌握情況，還能夠針對不同層次學(xué)生制定不同教學(xué)方案，及時進行教學(xué)方案持續(xù)改進。

3.3 課堂教學(xué)設(shè)計方案

根據(jù)課程目標(biāo)建立詳細的教學(xué)設(shè)計方案，如圖1所示。通過課程重難點和多樣化的教學(xué)方法，制定詳細的教學(xué)過程，結(jié)合平時過程性考核進行教學(xué)評價，最終開展教學(xué)總結(jié)并持續(xù)改進教學(xué)方案。其中教學(xué)過程一般包括以下幾部分，首先，以上節(jié)課的思考題作為切入點引入本節(jié)課的核心內(nèi)容，引起學(xué)生的好奇心和專注力。其次，導(dǎo)入與農(nóng)機專業(yè)學(xué)生較熟悉的工程領(lǐng)域相關(guān)的科研案例，以突出課程內(nèi)容學(xué)習(xí)的必要性。再次，通過啟發(fā)引導(dǎo)式方法講授理論知識點，如理論力學(xué)課程靜力學(xué)篇中平面任意力系平衡問題一節(jié)，通過力學(xué)中的“三種語言”相結(jié)合進行講解，如圖2所示。其中，自然語言法表現(xiàn)出和藹親善但精煉度不足問題，幾何語言表現(xiàn)出形象直觀卻存在局限性問題，數(shù)學(xué)語言則表現(xiàn)出簡單明了但高度抽象問題。因此，為了將抽象問題形象化，采用“三種語言”相融合的方法可以培養(yǎng)學(xué)生的語言表達能力。

圖1 教學(xué)設(shè)計路線圖

圖2 “三種語言”實例講解演示

3.4 構(gòu)建多元化考核體系

以河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院為例，為提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自主創(chuàng)新能力，將以往單一的考核方式變更為對學(xué)生進行過程性評價[5-6,10-11]。課程評價成績=平時成績(40%)+期末考試成績(60%)，平時成績包括課前預(yù)習(xí)情況(10分)、課堂提問與小組討論(10分)、課后作業(yè)(10分)、期中成績(10分)等。其中課前預(yù)習(xí)情況通過慕課平臺記錄，并在課堂上進行預(yù)習(xí)任務(wù)提問環(huán)節(jié)，這種隨堂提問可以時刻調(diào)動學(xué)生的注意力和培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；并在課后布置少而精的作業(yè)，學(xué)生將答案上傳至學(xué)習(xí)通平臺實現(xiàn)線上審批和生生互評以便隨時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。同時，在教學(xué)過程中通過調(diào)研向?qū)W生征求合理性建議，實時完善教學(xué)方案，提高學(xué)生創(chuàng)新思維和解決工程問題的能力。這種多元化考核體系的建立體現(xiàn)了結(jié)果與學(xué)習(xí)過程同樣重要，有助于更全面地挖掘?qū)W生的潛能。

4 結(jié)語

“理論力學(xué)”是本科學(xué)習(xí)階段一門理論性較強的專業(yè)基礎(chǔ)課，在課程體系中起著承上啟下的作用。針對“理論力學(xué)”課程教學(xué)過程中存在的問題，文章提出了基于信息化技術(shù)手段與傳統(tǒng)課堂相融合的教學(xué)模式，采用豐富的教學(xué)方式和多元化的考核方式進行混合式教學(xué)的探究和實踐，既實現(xiàn)了對傳統(tǒng)課堂教學(xué)的補充和延伸，又充分提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和工程意識，完善了“理論力學(xué)”課程的教學(xué)方法，為培養(yǎng)農(nóng)業(yè)類高校復(fù)合型工程技術(shù)人才奠定了基礎(chǔ)。