“金课”视角下基于翻转课堂的《材料力学》课程教学改革与实践.docx

“金课”视角下基于翻转课堂的材料力学课程教学改革与实践 【摘 要】基于教化部提出的避开"水课"、打造"金课"的新要求，对材料力学课程进行了教学改革，主要包括：前沿性、时代性教学内容和先进性、互动性教学形式的设计;学生解决困难问题的综合实力和高级思维的培育以及多元化考核评价体系的建立。通过以上措施，打造“两性一度”的材料力学课程。 【关键词】材料力学;翻转课堂;教学改革 中图分类号： O341-4;G434文献标识码： A文章編号： 2095-245716-0156-002 DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2022.16.067 Teaching Reform and Practice of "Mechanics of Materials"Course Based on Flipped Classroom Aiming at"Gold Lessons" LI Xiao-lin1 ZHOU Li-ming1，2 的金课”。 材料力学课程作为一门面对机械类、土木类、交通类、材料类等工科类本科生开设的专业基础必修课。它为工程设计供应了有关强度、刚度和稳定性计算的理论和方法，与工程实际联系紧密，构筑了作为工程技术根基的力学学问体系结构，是奠定学生基础力学学问与工程专业技能的重要课程。始终以来材料力学课程作为大面积专业基础课，多实行以老师讲授为主的“满堂灌”、“填鸭式”大班授课模式，课堂内容重经典、缺乏时代性，教学方法重理论、缺乏实践性，学生被动接受学问，缺乏学习主动性和创新意识。明显这样的授课模式与打造“金课”的目标南辕北辙，因此实施材料力学课程的教学改革已经是燃眉之急的事情。 此外随着“翻转课堂”“慕课”“微课”等新型教学模式的涌现，目前已经有许多高校开展了相应的教学实践1-3，其中翻转课堂教学模式从2022年起被国内教化工作者相识并逐步被接受，目前已经成为老师们认同和宠爱的教学方式之一。而且经过多年多校翻转课堂的教学实践4-6，证明了翻转课堂是激发学生学习爱好、实现创新型人才培育目标的一个有效授课手段。此外翻转课堂的实施，拓展了学生学习的时间和空间，学生可以在课前通过老师供应的学习资源完成部分学问点的自学，由此给老师供应了足够的课内时间为学生们介绍前沿性、时代性的教学内容，开展多样的课程实践和研讨课，培育学生解决困难问题的综合实力和高级思维。为此我校建设工程学院材料力学教研组开展了小班授课环境下材料力学翻转课堂的教学改革，使课堂教学从传统“静态的、被动的、个人的、接受式的”以“教为中心”的教学范式走向“互动的、参加的、合作的、探究的”以“学为中心”的新范式。 1 前沿性、时代性的教学内容 在授课过程中引入周培源力学竞赛的部分内容，提高课程的深度，加深学生对材料力学基本学问的理解;在授课过程中引入与材料力学课程学问相关的国内外最新探讨动态并结合自己的科研课题向同学介绍当前国际学术界的探讨前沿，提高课程的高度;将实际工程案例引入课程，引导学生利用所学的材料力学学问对实际工程问题进行分析，提高课程的广度，由此打造具有深度、高度、广度和前沿性、时代性的材料力学课程。 2 先进性、互动性的教学形式 2.1 材料力学网络教学平台的搭建 当今的高校生大多是互联网时代的原住民，他们对于簇新事物的接受实力很强，对于图形、视频等的接受程度很高，而对于传统教材却难以用心阅读和学习。因此，在材料力学授课过程中选择了部分学问点进行翻转，录制微视频上传至教学平台供学生课前学习，由此不仅熬炼了学生的自主学习实力而且节约了课堂教学的时间。此外在教学平台上还供应了便于学生拓展学问面的资源、丰富的思索题、练习题等，供学生参考学习或自主测试，组织在线测验等。构建“个体自学、同伴助学、网络拓学、实践研学、展示互学和老师导学”的材料力学翻转课堂教学新模式，打造以学生为中心的课堂。 2.2 “学习通”等软件的应用 在材料力学授课过程中利用了超星学习通的签到功能，节约了学生出勤考核的时间。设计众答、抢答和小测验等环节，让学生刚好了解自己驾驭学问的状况及班上的成果排名，老师也可以刚好了解学生的学习状况，便于教学方式的设计。此外在研讨课环节利用分组任务的模块功能，便于统计小组成员的平常成果。 2.3 材料力学研讨课的开展 在材料力学授课过程中引入一些研讨课，目的是为了给学生们创建在合作环境下进行探讨型学习的机会，使学生体验探究式的学习方式，激发学生探求学问的爱好。研讨课详细实施时采纳小班式、分主题、研讨式教学模式。课程主要包括：研讨内容设计、学生课前查阅资料、课堂展示、课后撰写报告、评定成果五个环节，其中研讨内容的设计是研讨课效果好坏的关键，爱因斯坦曾经说过：“爱好是最好的老师。”因此，我们的教学团队在设计研讨内容时依据积累的科研和教学阅历，结合课程培育目标和学情，细心设计能够激发学生爱好，触动学生思维神经的研讨主题，主要分为工程型、科学前沿型、软件应用型等类型，其中工程型是为了提高学生们对实际结构的抽象建模实力，以研讨课的形式发布任务让同学们分组用手机拍摄身边可以用材料力学学问分析的结构，绘制计算简图，分析结构的受力和变形特征。软件应用型是为了激发学生利用软件对困难工程问题进行力学分析的爱好，让同学们通过查阅资料，介绍自己感爱好的一种或几种数值模拟软件。科学前沿型是为了使学生了解学科前沿，拓宽学术视野，同样以研讨课的形式发布任务让同学们分组搜集新材料的相关资料，了解新材料的力学性能和应用领域，并在课上共享给大家。 3 解决困难问题的综合实力和高级思维的培育 3.1 数值模拟软件操作实践 随着计算机软硬件技术的迅猛发展，给工程分析，科学探讨都带来了急剧革命性的改变，引导学生学习数值模拟软件，能够利用软件对工程问题进行数值计算，这是当前时代对工程科技人才提出的新要求，为此在授课过程中向学生介绍数值模拟软件ansys的基本操作以及如何利用软件对材料力学问题及工程问题进行模拟分析。借助软件将抽象的力学概念，直观形象地展示出来，便于同学们理解，并且通过软件对所学的理论加以验证，在此基础上结合自己的科研課题介绍困难工程问题的数值求解过程，培育学生利用软件解决实际工程问题的实力。 3.2 结构设计力学实践活动 利用学习通发布任务，让学生运用发放的指定材料，设计并制作一个简洁结构，并通过加载试验测试模型的承载实力。学生在利用所学的材料力学理论学问的基础上，可以借助CAD软件进行快速建模，利用ansys软件进行力学分析，此外还可以利用材料力学课程试验的试验设备和试验方法对材料的力学性能进行试验测试，由此不仅通过实践加深了学生对材料力学理论的理解，而且培育了学生利用软件解决实际问题的实力和创新实力。 4 即时诊断 在翻转课堂授课过程中要常常对学生的学问点驾驭状况进行诊断，假如学生自主学习部分的学问点驾驭地不好就在课堂上对此部分学问进行讲解，即时诊断的方式可以采纳在线测验、问卷调查等方式。 5 课程考核 在材料力学的课程考核方面遵循“重视基础，挖掘深度，激发才智”的原则，提高传统课程考核的难度，对最终成果进行设计，分成五个部分，包括：期末考试，材料力学试验，线上自主学习表现，实践课、研讨课表现，作业综合评定。主要考核学生敏捷运用基本概念和基本理论的实力，分析和解决问题的综合实力以及创新思维实力。 6 结语 材料力学的课程改革是一个持续的探究过程，构建以学生为主体，以老师为主导，以传授学问为中心，以解决问题为目的，以创新实践为特点的课堂;培育学生主动获得学问，敏捷运用学问，解决实际问题的实力;旨在通过教学与探讨、教学与实践、教学与创新的结合，培育具有创新精神和实践实力的创新型科技人才。在教学内容上坚持“力学学问与工程案例、动手实践相结合”和“爱好与挑战相结合”，在教学设计上坚持“先进技术与多元混合教学模式相结合”，在教学过程中坚持“启发引导和师生互动相结合”，由此打造“两性一度”的材料力学课程。 【参考文献】 1刘军，李英梅，战宇.基于互联网+的材料力学课程建设J.高教学刊，2022年第10期：108-113. 2张策，徐晓飞，张龙，等.利用MOOC优势重塑教学实现线上线下混合式教学新模式J.中国高校教学，2022年第5期：37-41. 3马天魁.互联网时代的新型教化模式变革探究J.高校教化，2022年第5期：48-49. 4许英姿，沈玉凤.基于翻转课堂的理论力学教学改革与实践J.力学与实践，2022年第6期：737-740. 5孙苗苗，施广权，张世民，等.基于微信公众平台的结构力学翻转课堂教学与应用J.力学与实践，2022年第4期：403-408. 6谭宁，吴莹，伍晓红，等.大班授课环境下理论力学翻转课堂的实践J.高校教化，2022年第4期：18-20. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页