互联网+工程教育认证背景下材料力学教学新思考

1、互联网+工程教育认证背景下材料力学教学新思考摘要在互联网+时代及工程教育认证背景下，材料力学的教学一方面更加凸显专业需求，另一方面新教学模式与方法不 断涌现。课题组探讨了工程教育认证背景下，材料力学课程教材的选择问题，以及在互联网+时代如何利用网络优势，吸纳新型 教学模式优点，打造适合学生特点的材料力学学习交流互动平台，并针对新形势下的教学新要求提出了一些教学改革建议。关键词材料力学；工程教育认证；网络资源建设;QQ交流群;对分课堂;考试改革随着我国工程教育认证工作的深入以及我国“十三 五”新一轮教育规划部署，可以预见，围绕工程教育认证 工作，深化本科教育内涵式发展,顺应我国工程教育新 形势,

2、确保工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标 准要求，将是今后几年我国高校教育改革的热点。同 时，“对分课堂”“慕课“微课”等新型教学模式的出现， 很大程度地挑战着传统教学模式。传统的教学模式该 如何吸纳这些新型教学模式的优点，使互联网+时代的 传统教学富有活力和生气，是一个值得思考的问题。材 料力学课程作为机械和土木两大类专业的重要专业基 础课，应率先为适应这种新形势进行教学改革探索。一、基于工程教育认证教学目标下材料力学教材的 选择材料力学是一门工科专业学生最早接触到的、与工 程实际紧密结合的技术基础课，学好这门课对后面专业 课的学习至关重要。材料力学的核心内容为强度、刚度 和稳定性，正是一

3、般工程结构设计的精髓。现有的材料 力学有两种经典教材体系，一种是以高等教育出版社出 版，刘鸿文教授主编的材料力学教材为代表，这类教材 因以拉压变形、剪切变形、扭转变形、弯曲变形的内力 图、应力计算和变形分析分别罗列叙述,知识讲解具有 “由简入难”的特点，而受到很多初学者的喜爱。另一种 是以高等教育出版社出版,范钦珊教授主编的材料力学 教材为代表，这类教材根据处理一般工程问题的全过 程，按内力分析、应力分析、应力状态分析、失效分析与 静力设计这样的常规工程设计思路进行叙述。笔者认 为，在工程教育认证背景下，后一种教材体系能更好地 适应当前的教学形势，这种教材体系便于学生将材料力 学的知识系统化，

4、便于学生熟悉了解今后工程设计中的 流程,更值得推荐。二、互联网+时代材料力学网络资源建设与学习平 台的应用“翻转课堂”“慕课”“微课”等是近几年比较时髦的 新型教学模式，虽然在实施过程中也碰到了诸如不适应 大班教学、网络资源建设工作烦琐等的局限，但其一推 出就受到很多学习者的欢迎，值得一线教学工作者深 思。究其原因，是因为这些学习方式很大程度上适应了 学生学习的自主选择性。作为一线教育工作者,应该与 时俱进,吸取这些教学模式的优点，并结合现有教学条 件，进行本土化实践,探索适应新形势的人性化教学，对 材料力学课程，可从以下几个方面入手。（一）制作符合学生学习心理特点的材料力学网络 学习资源心理

5、学家认为，学生的注意力一般能够在57分 钟内维持高度集中,在这段精力高度集中的时间内投入 学习，学生的感觉往往是最快乐的，学习力、创造力也处 于最佳状态。材料力学很多公式的推导对学生后期的 正确使用，有着重要的意义。可以将以往学生学习过程 中的疑难问题制作成微视频，便于学生课后对着视频反 复思考领会。同时,材料力学知识的融会贯通也是要通 过一定的习题来完成的。大部分的学生学习过程中也 很愿意去看一些课外例题。处于电子技术飞速发展的 互联网时代的大学生，他们大多是互联网时代的网络 “小达人”,个性强、思想活跃,对于传统的约束性较强的 事物有一定的排斥心理，而对于新鲜事物的接受能力很 强，因此对于

6、图形、视频等多媒体的接受程度很高;但面 对传统的教材、教辅资料,他们却越来越难以专心阅读 和学习，在理解上的障碍也越来越多，看不懂时,只好放 弃。因此，精选一些典型例题，利用Camtasiastudio或 Faststone等成熟的录屏软件，将题目详细的讲解和归纳 总结的内容制作成微视频，在互联网上分享，很有必要。 这种立体而生动的视频，再加上互联网查阅资料的方便 快捷性，可以充分利用学生的碎片化时间，让学生掌握 学习的主动权，极大调动学生的学习积极性。（二）利用“课立方”“学习通”等商业软件提高学生 课堂的参与度并获得学生学习情况的及时反馈教育专家认为网络游戏吸引人的原理值得借鉴。 游戏参与

7、者被游戏吸引很大程度上是因为享受游戏中 一个又一个关卡被攻克后及时反馈的喜悦。利用年轻 学生的这种天然的“功利心”，根据材料力学课程特点， 灵活安排众答、抢答、小测和互评等小环节，能让学生及 时了解自己掌握知识的情况和在班上的成绩排名（以往 学生要经过一个学期的漫长等待，到期末考试才能知晓 排名），可以激发学生的好胜心和课堂参与感。同时，软 件APP自动生成学生知识掌握情况的统计结果,便于教 师分析学生学习情况和调整教学方案。当然，学生课堂 上的这些反馈信息,也为教师给出学生平时成绩提供了 客观的依据。（三）适时推出材料力学的微信公众号目前，智能手机是人们获取知识信息的重要渠道。 材料力学学习

8、应该跟上互联网时代的节奏，推出一些学 生喜闻乐见的新学习渠道。适时推出材料力学的微信 公众号，将有关材料力学的一些科学家的故事、历史逸 闻趣事、学科前沿、基本概念、公式推导、生活中的材料 力学、材料力学竞赛和相关的科技会议等信息放在公众 号里，使学生在课外也能实实在在感受到材料力学课程 的魅力，从而营造良好的材料力学网络学习氛围，激发 学生学习和探索材料力学知识的欲望。（四）利用在师生中广泛使用的腾讯通信工具QQ, 搭建“材料力学学习交流（群）”互动平台腾讯QQ这一款软件，集文字、语音、视频聊天、交 友、短信、E-mail、文件存储及传输等功能为一体，使用 便捷、传播高效，为师生之间的课后交流

9、、答疑互动、材 料力学教学资料（如教学课件、习题及其参考答案等）传 递等提供了强大技术支撑。现代化的材料力学教学应 该充分有效地利用这款软件，搭建好师生间的有效沟通 互动平台，使教师既能及时有效地与学生分享相关教学 文件，也能及时有效地了解学生学习中的问题，及时答 疑解惑，改变以往“上课时，老师演独角戏,下课后，师生 各自一方”的传统教学模式。当然,QQ交流平台毕竟是 一个虚拟的空间，如果在平台上发表不负责任的言论， 一些学生很容易受到不良影响。因此,教师要加强对 QQ交流平台的管理工作和正确引导。在群里实行实名 制，这样既可以防止个别学生匿名发布消极信息或垃圾 信息，还可以使教师了解学生的真

10、实学习情况;通过在 群里展示学生中的优秀作业，对成绩优良的学生进行通 报表扬,使学生之间形成比学赶帮超的良好氛围；在群 里转发相关科技前沿知识和一些优秀、励志、充满正能 量的网帖等，激发学生的学习热情;在群里上传一些院 系师生参加集体活动的照片，拉近师生之间的距离，增 进师生之间的感情;在群里上传一些做人做事的人生哲 理性文章、赏心悦目的图片、动人心弦的音乐等，对学生 人格的形成起到潜移默化的作用。教师有意识地进行 这些积极向上的群文化建设，将对塑造学生人格，营造 良好的学习氛围起到很好的作用。三、工程教育认证教学目标下“对分课堂”教学新模式“对分课堂”是复旦大学张学新教授提出的一种课 堂教学

11、的新模式，这一模式主要有三个部分内容：1.精 选教学内容，在授课时注重“精讲留白”。也就是重点指 出内容的价值、意义,强化学生的学习动力，讲清知识结 构框架、分析方法、重难点，留出想象和探索空间，合理 布置学生独立学习的任务,这些任务要让学生对所学内 容产生一些疑惑、反思。2.授课后学生内化吸收反思过 程。让学生围绕学习任务进行个性化单独内化吸收，整 理关于学习任务的“亮帮考”，为后面讨论环节做准备。 3.课堂讨论环节。重点是围绕前面提出的“亮帮考”,针 对各自的收获、困惑、疑难相互切磋学习，共同解决问 题。最后，由教师对学生的讨论进行点评，对共性问题 进行回答。“对分课堂”有助于释放学生的个

12、性，为课堂 营造了一种民主、对话、开放、自由的氛围，使课堂变得 和谐、舒畅、充满乐趣、生气勃勃。在材料力学教学中引 入“对分课堂”教学模式，有助于培养学生独立思考和创 新能力，实现从“以教师为中心”向“以学生为中心”转 变。例如，在讲完材料力学公式推导之后，学生进入内 化吸收反思环节，在这个环节中，学生有一个内化吸收、 交流讨论的时间。相对放松、自由的环境有利于激发学 生的好奇心和想象力，使他们的思维更加发散,提出的 问题往往更加具有深度和价值，也更专业。通过学生们 对所讲内容进行反思、讨论、提问，教师能够更好地掌握 教学切入点，使讲授更具针对性，让学生们对教学内容 理解得更深刻。工程教育认证

13、背景下，尤其看重学生独 立思考和创新的能力，“对分课堂”顺应人性，释放人的 潜力，张扬个性，孕育创造，同时“对分课堂”简单易操 作，为新时期教育范式提供了很好的思路。四、工程教育认证教学目标下材料力学教学与AN- SYS软件应用相结合材料力学课程是架设在基础课程与专业课程之间 的桥梁。学生上完材料力学课能否有效将相关知识应 用到工程实际问题中，关键在于学生是否具有将工程实 际问题转化为材料力学问题的能力，即力学建模的能 力。ANSYS软件作为一款目前广泛使用的有限元模拟 计算软件，能够让学生了解力学建模的原理与过程，深 刻体会材料的一些参数对构件力学性能的影响,形象而 生动地感受力对构件应力和

14、变形的作用,加深学生对构 件力学分析的理解。将材料力学教学与ANSYS软件应 用相结合，不仅有助于学生对材料力学的学习，还可以 开阔他们的眼界，激发学生进一步求知的欲望。五、工程教育认证教学目标下的材料力学考试改革新时代新的教学目标下，考试也应该围绕工程教育 认证这一目标进行改革。材料力学的考试改革，应凸显 学生的专业基础能力，为学生今后的专业学习、创新能 力打下坚实基础。要从单一的书面考试，围绕学生能力 考核进行多元化考试改革。首先,重视学生学习过程考 核。利用“课立方”“学习通”等商业软件所提供的学生 学习情况信息，以及“对分课堂”中课堂活动的参与率、 小组协作情况和平时作业情况作为过程考

15、核成绩的依 据。其次，通过增加中期测试的方式来督促学生们的学 习并减轻期末考试学习负担。中期测试的内容,建议是 “4种内力图的绘制+指定截面上应力分布图的绘制+指 定点的应力状态分析”。这些材料力学基本核心内容， 是否完全掌握，直接影响后面材料力学的学习。尤其是 在讲授一般应力状态下的强度设计准则之前，进行这样 一场中期测试，有着非常积极的意义:第一，可引起学生 们对这一部分知识点的重视;第二，帮助学生们梳理前 期材料力学的知识;第三，引导学生们明确材料力学复 习的方向和思路;第四，使教师了解学生对前面学习内 容的掌握情况，在后半程的教学中做到有的放矢。考试 改革的最后，结合前面过程考核和中期测试的情况，进 行期末考试形式的选择。对于前面过程考核优秀的学 生,让他们用ANSYS软件完成一个结构稍微复杂、计算 烦琐的力学计算和分析，作为最后的期末考试;对于成 绩一般的学生，则让他们完成传统的笔试考试,考试的 内容侧重于考核材