基于MOOC的“工程力学”课程教学研究

张德臣 陈 曦

（辽宁科技大学机械工程与自动化学院，辽宁 鞍山 114051）

“工程力学”是既与工程又与力学密切相关的课程，它包括静力学和材料力学两部分，它的定理、定律和结论被广泛应用于各行各业的工程技术中，是解决工程实际问题的重要基础[1]。为了提高教学质量，对于“工程力学”课程的教学研究不断进行着。特别是，在信息技术迅猛发展的年代，高等教育水平普遍紧跟时代发展到新的高度，“工程力学”课程教学必须充分利用优质资源，提高教学水平。探讨基于MOOC进行线下和线上的综合性教学，达到“工程力学”课程的教育目的，为将来学生工作打下良好的基础。

1 “工程力学”课程的旧式教学

以往“工程力学”教学，无论是从教学内容上，还是从教学手段和教学方法上，都有许多地方不能适应当前高等教育教学改革的要求。从教学内容而言，理论内容多，但是工程实例多年来一直没有重大变化，由此造成教学内容陈旧而缺乏创新[2]；在教学方法上，也保留了过去那种讲得过多、过细、过全的倾向，使得学生缺乏学习的主动性和积极性；在教学手段上，仍以传统的课堂教学板书模式为主进行授课，虽然引用自制的多媒体课件，但是，传递的工程信息量仍然有限，并且工程实例不形象。因此，在新形势下的“工程力学”课程教学必须改革，引入国家优质教育资源。

2 课程教学模型的建立

1）选取MOOC平台。中国大学MOOC(慕课)是国内优质的中文MOOC学习平台，由爱课程网携手网易云课堂打造。平台拥有包括985高校在内提供的千余门课程，其中与“工程力学”有关课程约有800余门。“工程力学”课程注重工程与生活中实用的力学实例，由浅入深，通过动画演示、习题作业、单元测试、模拟试题等多元设置进行导学与促学，扩大了“工程力学”课程的多媒体信息量。“工程力学”课程教学与中国大学MOOC(慕课)对接，实现互联网资源共享与交流，为课程提供一个新的线上教学方法，辅助线下教学，使“工程力学”课程教学插上腾飞的翅膀。

2）“工程力学”课程教学目标和内容。“工程力学”课程属非机类工科学生公共基础课，通过静力学的学习，使学生掌握物体平衡的基本规律及其研究方法，为一般工程结构的静力分析提供理论基础；通过工程力学的学习，使学生对工程材料的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，具有比较熟练的分析计算能力和初步的实验能力。“工程力学”课程的最终培养目的就是培养创新研究型人才。为了完成“工程力学”课程教学目标，在教学过程中应该完成教学内容：第一部分是静力学部分，包括：刚体静力学基本概念与理论、静力平衡问题和变形体静力学基础；第二部分材料力学部分，包括：材料的力学性能、强度与连接件设计、圆轴的扭转、梁的平面弯曲和组合变形。

3）基于MOOC的课程教学模型。基于MOOC的课程教学就是把传统的教学模型和MOOC相结合起来进行教学，这种线上和线下相结合的课程教学模型是一种创新的教学模型。教师制定适应专业需求的课程大纲、授课计划和教学内容，把在课堂教学中讲解的课堂知识点和MOOC有机地相结合，在教学过程中实现课堂教学和网络教学相结合的混合式教学。这种教学模型可以灵活地配合学生的学习时间和学习能力，尤其是课前预习和课后复习，更能提高学生的自主学习效率。基于MOOC的线上和线下相结合的教学模型，如图1。

3 教学模型的实践验证

1）选择授课专业。选择非机械类专业班级的“工程力学”课程，采用基于MOOC的线上和线下混合式教学模型进行教学。

2）实践教学及其效果。教师在中国大学MOOC(慕课)平台选取优质合适的“工程力学”课程，根据课程的授课计划安排：（1）每次课前需要预习的线上内容；（2）每次课上学习的线上课程内容；（3）每次课后复习的重点线上内容。在学生学习完每一部分模块内容之后，都要自觉在网上进行单元测试，完成网上的模拟试题。在进行线下习题训练的过程中，教师面对面进行讲解习题，进行深入浅出、难易结合，训练理论应用方法，解决实际问题。在课程的授课过程中，加入一些线下实验课，要求教师面对面指导学生实验过程，提高学生动手实验能力，使学生对材料的机械性能和构件变形具有从感性到理性的认识。

图1 基于MOOC的“工程力学”课程教学模型

在课程结束后，进行闭卷考试，检验学生的学习效果。以往一直采用线下授课方式进行教学，学生的卷面及格率在50～60%；现在，采用线上与线下相结合，学生的期末卷面及格率为80～90%。基于MOOC的教学方法，针对重点内容和难点部位可以在网上进行重复多次学习；线下教师面对面引导训练，使线上和线下内容相互融合，教学效果更佳。因此，学生的卷面及格率较高，学习效果较好。

3 结论

本文分析了“工程力学”课程授课特点，选取了网上优质的“工程力学”课程MOOC(慕课)，建立MOOC的线上和线下相结合的“工程力学”课程教学模型，并对这种模型进行实施，效果较好。这种教学方法保留了传统教学方法中的优良部分，利用了MOOC协助线下教学，为今后“工程力学”课程教学打下良好的基础。