工程力学翻转课堂教学模式研究

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【摘要】翻转课堂作为一种全新的教学模式，广受教师和学生的喜爱。工程力学课程实践性强、知识点多、难点多，在教学中运用翻转课堂教学模式可以很好地调动学生学习的积极性和主动性，培养主观能动性和创新能力，提高教学效果。文中探讨翻转课堂在工程力学教学中的具体实施。

【关键词】翻转课堂；工程力学；教学模式

《工程力学》是工科类专业一门重要的基础课，在课程体系中起着承上启下的作用。该课程涉及面广、综合性强、与工程实际结合非常紧密，具有很强的理论性和实践性。本课程研究构件的受力分析以及在力作用下的强度、刚度及稳定性表现，涉及的知识点繁多，计算量较大，且难度较大，使得大部分同学在学习的过程中容易产生厌学的情绪。这就要求在教学过程中，改变教学方法和内容，探索适用于应用型教育的改革措施，使学生掌握必要理论知识的同时，培养学生运用力学知识去解决实际工程问题的能力。

1翻转课堂在《工程力学》课程教学中的应用优势

翻转课堂作为一种新型的教学模式，它不像传统教学中以教师为主导，而是以学生为主，学生在课前通过学习老师给定的资源，然后在课堂上通过与老师的互动去完成知识的吸收和理解。因此，翻转课堂教学模式能更好地调动学生积极性，激发学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力和创新精神。目前，翻转课堂教学模式已成为世界范围内的研究热点，同时也为教育界的改革创新提供了新思路。目前《工程力学》教学中存在的最大问题是学时数与学习需求的矛盾，工程力学知识点多，难点也比较多，仅靠课堂上“教师讲授——学生练习”的方式难以满足教学的需求；其次是现有的教学资源缺乏且表现形式较为单一，课堂教学枯燥无味，学生在课堂上没掌握的内容也没有一个平台可供于交流或回顾学习，造成不懂的知识越积越多，最终厌学。翻转课堂教学模式的特点正好能解决《工程力学》教学过程中存在的两大矛盾，因此在《工程力学》教学中运用翻转课堂具有极大的优势。

2翻转课堂在《工程力学》课程教学中的具体实施

2.1微课视频的制作。微课视频是进行翻转课堂教学的基础，可用于学生课前的自主预习或课后的复习巩固。因此首先要设计录制短小而精悍的微课视频，微课视频以“微”著称，微课视频的设计要控制在10分钟内，每节微课只讲解一个特定的知识点或典型问题。讲授内容不能照搬书本，而应对教学内容进行重组和加工。内容的选择以学生的需求为基础，选择的内容要明晰，尽量贴近现实生活并能解决现实生活中的实际问题，因为只有这样的课程才能引起学生学习的积极性。当然并不是所有的内容都适合采用翻转课堂教学，也就是不是所有的内容都适合制作成微课。根据《工程力学》课程标准和知识点难易程度，设计的工程力学微课程包含10个，即力的基本定理、受力分析、力的平移定理、空间任意力系的平衡、轴力计算、拉压杆件的变形、扭矩的计算、剪力和弯矩的计算、弯曲应力计算、金属材料的拉伸试验。每个选题中包括基本概念、基本原理、定理公式推导、工程应用举例、并尽量以多元化的形式体现，融合PPT、3D交互动画、短视频等，以增加趣味性，满足不同基础、不同专业学生的需求，提高学生的学习兴趣，吸引更多学生投入更多时间和精力到工程力学的学习中。2.2翻转课堂的实施。翻转课堂教学不仅仅局限于在课堂上，在课前、课中以及课后等方面都要进行变革。在上课前几天，教师在百度云管家上录制好的微课视频，以及任务单、学习辅助资料和根据本节课的学习要求检测学生自主学习后学习效果的试题。并建立微信群，在微信群中学生可以反馈学习情况，老师可以根据学生的反馈情况进行互动或者在课堂上更加有针对性地解决疑难问题。在课堂上，充分发挥学生学习的积极性和主动性，采用多样化的教学模式，根据在课前学习的情况，可以分组进行讨论、互动、交流、展示、合作与分享等。《工程力学》是一门与实践结合非常紧密的课程，在课堂中结合身边的案例或工程中的案例进行分析、讲解、讨论是非常必要的。比如在介绍力的作用力与反作用力这一知识点时，可结合身边例子比如人推墙这一现象做出动画生动形象地介绍这一定律的基本性质。再比如在介绍拉伸和压缩时材料的力学性质时，可拿生活中的常见的橡皮筋来介绍材料的变形情况。为了鼓励学生积极的参与到课堂中来，可以以组为单位，通过抢答的方式来更好的学习本节课的主要知识点及疑难问题，然后每组回答问题的情况给予全组学生一个平时成绩，对学生进行鼓励。教师根据学生在自主学习过程中遇到的问题，有针对性地进行讲解。教师在课堂上所要做的就是答疑、解惑、设疑、解疑、参与和组织。比如在介绍杆的轴向拉压与变形这一知识点时，为了引起学生的学习兴趣，尽可能地参与到课堂中来，教师可抛出一个工程实例，如1980年，美国密苏里州的堪萨斯城建成了一座惊艳的凯悦酒店，这酒店最令设计方G.C.E公司得意的就是由主体建筑的一至三层连出，错落地通向中庭一侧尽头的空中走廊。但就是这个像艺术品一样的空中走廊在酒店运营方举办一周年的茶舞会上时竟然坍塌了，共造成114人死亡，216人受伤的悲惨事故。研究表明，这是由于施工单位觉得用来吊起两层走廊的14米超长吊杆制造不便，运输困难，安装复杂，因此，改成用两根吊杆连接的方式，如图1所示。在课堂上，教师通过这个工程实例设疑，为什么采用修改过的实际连接方式反而会发生坍塌，如果采用原设计的连接方式会不会发生事故呢？通过设疑引导学生利用力学知识去分析，探讨螺母所受力的变化。通过学生的分组讨论、抢答让学生参与到课堂中来，最后教师通过总结并受力分析进行解疑、解惑。如图2所示。这种还课堂予学生的教学方式，才能活跃课堂，让学生真正参与到课堂中，调动学生的主观能动性，提高学习效果。同时每节翻转课堂课后，要求学生对课堂讲授的知识点进行反思、总结。教师可以通过微信群一些作业难题的解析，帮助学生进一步掌握难点。

3翻转课堂教学模式的体会

翻转课堂作为一种崭新的课堂教学模式，逐渐被广大师生所接受和喜爱。但在实施翻转课堂时不能让学生孤立地、无序地自主学习。这就要求教师要精心设计自主学习的任务单，同时提供短小精悍的微课视频以及其他学习资源。课堂上教师要设计有意义的任务和具有挑战性的问题，激发学生思考，推动学生与学生间、学生与老师间进行互相交流。翻转课堂对教师提出了更高的要求，教师的知识面要广，组织和驾驭课堂教学能力以及课堂上的应变能力比以往要更高。

参考文献

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作者:何新英 徐艳敏 单位:广州航海学院船舶与海洋工程学院