摘要：高校是培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)人才的基地，材料力學(xué)是機(jī)械工程人才培養(yǎng)的必修課程。通過分析線上線下混合式“金課”的含義，明確制約高校材料力學(xué)教學(xué)質(zhì)量提高的因素，體現(xiàn)高校材料力學(xué)線上線下混合式“金課”的建設(shè)價(jià)值，利用網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)手段，使材料力學(xué)課程逐步走向體系化，培養(yǎng)專業(yè)的師資力量，開拓材料力學(xué)線上線下混合式“金課”教學(xué)新思路，明確高校材料力學(xué)線上線下混合式“金課”建設(shè)體系，培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)的機(jī)械工程專業(yè)人才。

關(guān)鍵詞：材料力學(xué)；線上線下；金課

中圖分類號(hào)：G712 收稿日期：2023-12-10

DOI：1019999/jcnki1004-0226202407036

1 前言

2018年教育部明確提出建設(shè)線上線下混合式“金課”的重要性，并提出了打造金課的“兩性一度”的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[1]。2021年12月，第十二屆新華網(wǎng)教育論壇上，強(qiáng)調(diào)線上線下混合式教學(xué)將成為今后高等教育教學(xué)的新常態(tài)[2]。在此基礎(chǔ)上，線上線下混合式教學(xué)受到高校教師的廣泛關(guān)注，積極推進(jìn)“金課”建設(shè)，深入推進(jìn)線上線下融合的混合式教學(xué)，以“兩性一度”為課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合相應(yīng)的教學(xué)方法，改進(jìn)新的考核方式，提高材料力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和自主學(xué)習(xí)能力。

2 課堂教學(xué)存在的問題

材料力學(xué)作為機(jī)械類專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課程，主要研究材料在受力作用下的彈性、塑性、斷裂等力學(xué)性質(zhì)，能夠預(yù)測材料在不同應(yīng)力和應(yīng)變條件下的性能。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇合適的材料、尺寸和形狀，提高結(jié)構(gòu)的安全性和效率，進(jìn)一步降低成本并提高材料利用率。學(xué)生通過學(xué)習(xí)機(jī)械性能和材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)和操作能技能，可以提高力學(xué)素質(zhì)和實(shí)踐操作能力，為他們?cè)谖磥淼膶I(yè)課程學(xué)習(xí)和從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此材料力學(xué)在機(jī)械專業(yè)學(xué)習(xí)中具有不可或缺的重要地位。但本門課程理論性很強(qiáng)，具有高度抽象性、整體性、復(fù)雜性，使學(xué)生學(xué)起來困難重重。

目前，在材料力學(xué)課程中主要存在如下問題：

a.課時(shí)少、多采用大班教學(xué)。材料力學(xué)課程內(nèi)容多，包含上下兩冊(cè)內(nèi)容，機(jī)械類專業(yè)不僅要學(xué)習(xí)四種基本變形及組合變形，還要掌握能量法在求解結(jié)構(gòu)位移和超靜定結(jié)構(gòu)時(shí)的應(yīng)用，多數(shù)教師在課堂上僅僅能講完大綱所要求的內(nèi)容，但缺少習(xí)題的講解和練習(xí)。這使得學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固，久而久之，放棄的學(xué)生越來越多。最后常常變成教師僅僅在給第一排學(xué)生講解的情況，課堂氛圍沉悶，大部分學(xué)生失去學(xué)習(xí)動(dòng)力，徹底對(duì)材料力學(xué)失去了學(xué)習(xí)興趣。

b.如今，教學(xué)中缺乏理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式已成為一大障礙，阻礙了學(xué)生全面發(fā)展的機(jī)會(huì)。缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生往往難以將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題中，并且缺少創(chuàng)新和解決問題的能力。因此教學(xué)應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和高階思維，讓他們能夠獨(dú)立思考，具備解決復(fù)雜問題的能力。這樣才能實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的“金課”建設(shè)，為學(xué)生的未來發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

c.在現(xiàn)有的教學(xué)模式中，對(duì)于材料力學(xué)的考核方式多采用期末一張?jiān)嚲矶ǔ煽兊目己朔绞?，忽視了課程中間的過程，這種考核方式不能全面地體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，更多的是學(xué)生最后突擊性的死記硬背，對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)更是無法理解，缺少對(duì)不同基礎(chǔ)學(xué)生的個(gè)性化考核，導(dǎo)致學(xué)生缺乏對(duì)學(xué)習(xí)的成就感，進(jìn)而影響其學(xué)習(xí)興趣。

3 線上線下混合式“金課”建設(shè)的目標(biāo)

根據(jù)材料力學(xué)課程的特點(diǎn)，通過搭建線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，在保留傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)[3]，將便于理解的材料力學(xué)課程的基礎(chǔ)知識(shí)和理論放在線上教學(xué)平臺(tái)讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)，線下面對(duì)面教學(xué)主要是對(duì)預(yù)習(xí)的答疑和知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)與擴(kuò)展，鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力和實(shí)踐能力。這種教學(xué)理念解決了“課上習(xí)題缺少講解、學(xué)生之間缺少交流”的難題。通過調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，發(fā)揮了教師在教學(xué)中的引導(dǎo)、監(jiān)督和啟發(fā)的作用。這就更加滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需要，讓學(xué)生不再受學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)地點(diǎn)的限制。

根據(jù)“兩性一度”金課建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合高校培養(yǎng)高端技術(shù)技能人才的辦學(xué)定位和材料力學(xué)專業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)應(yīng)用型人才要求。開展以立德樹人為根本的理念，將應(yīng)用型人才培養(yǎng)作為目標(biāo)[4]，以CDIO工程教育理念為基礎(chǔ)，致力于優(yōu)化材料力學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)。

a.知識(shí)目標(biāo)。使學(xué)生認(rèn)識(shí)了解材料力學(xué)的必要性，理解材料力學(xué)的發(fā)展策略；了解材料力學(xué)的概念和技術(shù)現(xiàn)狀，掌握材料力學(xué)的基本原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及新技術(shù)的應(yīng)用。

b.能力目標(biāo)。能夠合理地運(yùn)用材料力學(xué)所學(xué)知識(shí)，在日后工作中得以利用并具有綜合應(yīng)用的能力。

c.素質(zhì)目標(biāo)。在教學(xué)過程中融入“思政元素”，將立德樹人理念貫穿于材料力學(xué)課程的各個(gè)環(huán)節(jié)，確保以樹人為核心，以立德為根本，通過潛移默化的方式加強(qiáng)學(xué)生的理想信念教育，使理想信念與專業(yè)教育有機(jī)結(jié)合、相互促進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生熱愛祖國、崇尚專業(yè)、善于實(shí)踐、勇于創(chuàng)新、注重團(tuán)隊(duì)合作的精神[4]。引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)觀念、專業(yè)素養(yǎng)，以及認(rèn)識(shí)、分析和解決問題的能力，使他們成為全面發(fā)展的時(shí)代新人，具有豐富的知識(shí)、解決問題的方法、個(gè)人成長意識(shí)、社會(huì)發(fā)展理念。

4 線上線下混合式“金課”建設(shè)的主要路徑

材料力學(xué)線上線下混合式“金課”建設(shè)主要通過線上“金課”建設(shè)、精心設(shè)計(jì)的課堂教學(xué)和科學(xué)合理的成績?cè)u(píng)定等路徑完成，如圖1所示。線上“金課”建設(shè)是“金課”建設(shè)的基礎(chǔ)，精心設(shè)計(jì)的課堂教學(xué)是核心，科學(xué)合理的成績?cè)u(píng)定則是保障。這種混合式教學(xué)模式最終實(shí)現(xiàn)了線上線下結(jié)合的“金課”人才培養(yǎng)目標(biāo)，并提高了高校的教學(xué)質(zhì)量。

5 線上線下混合式“金課”建設(shè)的具體內(nèi)容

5.1 課前環(huán)節(jié)

在課前導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)，教師會(huì)根據(jù)教學(xué)計(jì)劃將材料力學(xué)課前預(yù)習(xí)資源通過學(xué)習(xí)通、雨課堂等軟件推送給學(xué)生。通過在線自測統(tǒng)計(jì)，課前預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)分析，教師可以了解學(xué)生的課前自學(xué)情況和知識(shí)掌握程度，以此為基礎(chǔ)對(duì)線下教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行微調(diào)。學(xué)生在此環(huán)節(jié)需要充分利用MOOC資源進(jìn)行知識(shí)探索，并以學(xué)習(xí)通、雨課堂等平臺(tái)參與教師發(fā)布的課前知識(shí)活動(dòng)，促進(jìn)對(duì)知識(shí)的理解和對(duì)難點(diǎn)問題的確立，從而形成以教師導(dǎo)學(xué)+學(xué)生自學(xué)為主體的知識(shí)探索目標(biāo)。

教師根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃和材料力學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)將設(shè)計(jì)好的課件、作業(yè)題、拓展資源和教學(xué)微課視頻發(fā)布到學(xué)習(xí)通的教學(xué)空間里。在電子教學(xué)資源上傳完畢后將組織學(xué)生進(jìn)行課前線上活動(dòng)，通過教學(xué)任務(wù)清單引導(dǎo)學(xué)生完成基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的預(yù)習(xí)，讓學(xué)生清晰了解材料力學(xué)的課程學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)生在遇到重難點(diǎn)時(shí)可以及時(shí)向教師進(jìn)行反饋，教師根據(jù)學(xué)生反饋的內(nèi)容針對(duì)一些重難點(diǎn)內(nèi)容制作具有針對(duì)性的教學(xué)課件。教師可以通過學(xué)習(xí)通后臺(tái)監(jiān)測學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況，根據(jù)后臺(tái)生成數(shù)據(jù)了解掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度并在線上學(xué)生提出的問題進(jìn)行答疑。

5.2 課中環(huán)節(jié)

教師可以利用SPOC平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的反饋信息，并根據(jù)學(xué)生的反饋及時(shí)調(diào)整教學(xué)節(jié)奏。在講解材料力學(xué)課程中重要且難度較高的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)時(shí)反饋情況，靈活調(diào)整講解方式和深入程度。通過課堂測試了解班級(jí)的學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況；以學(xué)生為主體，創(chuàng)設(shè)情境通過帶入情境的方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，促進(jìn)小組間的討論和合作交流。學(xué)生在探究學(xué)習(xí)中可以展開發(fā)散性思維，積極參與小組討論，互相借鑒、啟發(fā)。教師可借助SPOC軟件中的“分組”功能，靈活組織教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

在材料力學(xué)教學(xué)過程中可以引入行業(yè)內(nèi)實(shí)際案例，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際的角度出發(fā)進(jìn)行思考和探討，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力使知識(shí)并不局限于書本，這種教學(xué)方式有助于高校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。但是，對(duì)于材料力學(xué)應(yīng)用的案例教學(xué)對(duì)授課教師提出了較高的要求。a.授課教師要具有良好的實(shí)踐能力。b.教師應(yīng)該提前收集、了解和熟悉案例，保證案例的真實(shí)性和可靠性。c.授課教師應(yīng)該注重案例與所學(xué)課程的契合性使案例完美融入課程中，這不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還會(huì)讓學(xué)生具有更加深刻的印象，從而牢牢掌握所學(xué)的相關(guān)知識(shí)。

5.3 課后環(huán)節(jié)

課后環(huán)節(jié)注重實(shí)踐，旨在培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用和整合能力。教師可以根據(jù)學(xué)生在課前和課中環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況，針對(duì)性地進(jìn)行知識(shí)鞏固，推送復(fù)習(xí)題目或組織課后反思和總結(jié)。利用“雨課堂”和“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)向?qū)W生推送本章小結(jié)PPT以及不同形式的作業(yè)，確保課后復(fù)習(xí)的及時(shí)有效[5]。同時(shí)，教師可及時(shí)獲取課堂數(shù)據(jù)，包括出勤人數(shù)、學(xué)生情況、習(xí)題表現(xiàn)和課件數(shù)據(jù)等，以便對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行深入了解和調(diào)整教學(xué)方向。

為打造“金課”，提高課程的挑戰(zhàn)度，不僅要提高教師備課的難度，還要讓學(xué)生承擔(dān)更多責(zé)任，提升學(xué)業(yè)完成的難度。傳統(tǒng)的材料力學(xué)課程考核方式存在單一化的問題，學(xué)生更傾向于死記硬背，考前臨時(shí)突擊的方式，導(dǎo)致考后便對(duì)知識(shí)遺忘的情況出現(xiàn)。在混合式教學(xué)中可以借助線上平臺(tái)和信息工具，引入多元化的評(píng)估方式，創(chuàng)新考核，全面評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握和運(yùn)用能力的真實(shí)水平，進(jìn)而追蹤和評(píng)估教學(xué)效果。

a.多元化課程評(píng)估手段。

為避免過度依賴“一張?jiān)嚲矶ㄇぁ鼻闆r的出現(xiàn)，需要提高過程性成績和階段性考核成績?cè)诳偝煽冎械谋戎?。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，過程性成績通常根據(jù)學(xué)生的出勤情況和課堂表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估，但這過于主觀和受限。在混合式教學(xué)模式中，可以通過線上平臺(tái)統(tǒng)計(jì)學(xué)生的簽到情況、自主學(xué)習(xí)時(shí)長、參與在線互動(dòng)的頻率和學(xué)習(xí)過程質(zhì)量等數(shù)據(jù)，從而更科學(xué)地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。此外，通過設(shè)置階段性考核，針對(duì)每個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行考核，能及時(shí)了解學(xué)生的知識(shí)掌握情況，幫助強(qiáng)化他們的理論應(yīng)用能力，提高教學(xué)質(zhì)量和效果。

b.以實(shí)踐為落腳，創(chuàng)新考核方式。

在考核學(xué)生時(shí)，應(yīng)側(cè)重評(píng)估他們對(duì)知識(shí)的整合和應(yīng)用能力，而非簡單的死記硬背。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，教師需要在考核方式方面進(jìn)行創(chuàng)新。在混合式教學(xué)模式中，教師可以積極利用線上平臺(tái)和現(xiàn)代信息工具的優(yōu)勢，通過及時(shí)對(duì)作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和分享優(yōu)秀作業(yè)來激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。這種激勵(lì)措施有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和自主學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)他們更好地掌握知識(shí)并應(yīng)用于實(shí)際情境中。

同時(shí)，借助老師科研項(xiàng)目中的具體實(shí)踐案例，分享材料力學(xué)在實(shí)踐中的具體應(yīng)用，并在學(xué)習(xí)過程中，加入具體的真實(shí)案例，采用分組模式，應(yīng)用材料力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行建模分析，將此作為過程考核的一部分。

6 結(jié)語

基于材料力學(xué)課程線上和線下混合式“金課”教學(xué)模式的探索與實(shí)踐，充分結(jié)合了傳統(tǒng)教學(xué)和在線教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，改變了以往的教學(xué)方式和教學(xué)路徑。通過線上線下混合式教學(xué)，隨時(shí)隨地提供了教學(xué)資源和互動(dòng)環(huán)境，結(jié)合多媒體教學(xué)資源、在線討論和互動(dòng)、實(shí)時(shí)反饋等功能，使得學(xué)生可以更加全面地了解和掌握知識(shí)，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃和指導(dǎo)，幫助學(xué)生更深入地理解和掌握知識(shí)。同時(shí)，提供學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和反饋，幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)教師可以了解到學(xué)生對(duì)材料力學(xué)課程的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而展開針對(duì)性的教學(xué)調(diào)整。通過線上線下混合式教學(xué)，學(xué)生可以在傳統(tǒng)課堂上加深理解和提問，在線上平臺(tái)上進(jìn)行鞏固和擴(kuò)展，從而提高學(xué)習(xí)效果。

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作者簡介：

徐田恬，女，1991年生，講師，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)及教學(xué)。

基金項(xiàng)目：吉林省高等教育學(xué)會(huì)高教科研課題“基于金課建設(shè)的材料力學(xué)數(shù)字化混合式教學(xué)改革研究與實(shí)踐”（JGJX2023D392）