因受疫情影響,響應學校的安排,地科院緊張有序地展開了網絡在線教學組織工作。針對《彈性力學及有限元法》的課程特的特點,積極調整,以適應在線網絡教學的需要。
《彈性力學及有限元法》為高等工科院校城市地下空間專業的專業基礎課,其教學目的主要是使學生掌握分析一般工程結構在外力作用下的變形、內力分布的方法,以及為進一步研究工程結構的強度、穩定性、振動、破壞、時效等力學問題打下基礎。該課程內容具有繼承性強、理論性強、抽象性強、對數學知識要求高的特點。因此,對學生的數學知識要求也很高。線下課堂教學與網絡教學相比,在和學生進行溝通、互動和監管方面都有無法比擬的優勢。為了保障網課教學秩序,使學生能更好地理解和掌握相關的教學知識,并推動課程的教學改革。
(1)充分利用網絡資源,拓寬學生學習知識的途徑,使學生盡快了解彈性力學。課程采用“騰訊會議+學習通”的授課模式。在“學習通”中持續建設線上資源:1)提前對教材進行掃描,讓學生有教材可用,并為提前預習做準備;2)梳理課程知識點,一方面收集網絡優秀的教學視頻,并通過騰訊會議錄制上課過程中的視頻,提供學生課前預習以及課后復習的學習資源;3)完善學習課程資料庫,包括參考書目、課后延伸拓展資料等等,給學生提供多方位的線上資源,幫助學生拓寬眼界及認識彈性力學的運用情況;4)梳理課程所用到的數學知識,利用網絡視頻資源,快速幫助學生回憶相關內容。
(2)加強網絡課堂管理,增強與學生的互動性,吸引學生注意力。網絡課堂的一大缺點就是課堂監管困難。課程的選課人數通常在80人左右,網絡課堂無法實時反應這么多學生課堂上的學習狀況,也更考驗學生學習的自覺性。因此,需要加強對學生學習過程的監管。1)通過“學習通”布置隨堂練習(如圖1所示),多以選擇題的形式,這樣既不會太占用課堂時間,也可以幫助老師判斷學生對知識點的掌握情況;2)通過“騰訊會議”中的“批注”功能,請學生一起完成例題(如圖2所示),加深學生的印象;3)課堂上針對知識點設置“思考題”,請學生回答。上述方式都可以在一定程度上吸引學生的注意力,并提升對學生學習過程的把控。4)課后作業也在學習通上完成布置及提交。課后作業也是幫助學生掌握知識的有效途徑。課后作業評分有獎有懲,未按時提交、作業出現雷同則在原有評級基礎上降級。允許學生允許修訂作業后二次提交,有效完成作業修訂,原有評分等級升級,通過這樣的方式鼓勵學生認真獨立完成作用,達到做作業的根本目的。

圖1 布置隨堂練習

圖2 學生操作完成例題

圖3 重點知識點設置對應思考題
(3)采用多元化的教學方法,充分應用多媒體技術,調動學生學習熱情,提升教學效果。1)根據彈性力學課程理論性、邏輯性強的特點,在對各類問題求解過程中的關鍵步驟采用寫字板實現線上“板書”(如圖4、圖5所示),使學生還是像線下課堂一樣能緊跟老師的思路,一起完成問題的解答。此外,課件上同時也完整體現所有推導過程,課下也方便學生進行復習;2)根據課程教學內容,設計“翻轉課堂”教學環節。比如,在將教材第七章空間問題提前后,在學習了空間問題的基本方程后,由學生根據空間問題基本方程,講述平面應力問題的基本方程的退化方法,這樣學生既復習了空間問題,也通過自我挖掘能更好地區分兩類平面問題;3)采用案例教學的方式,將抽象問題有形化,提升學生的認知度。比如,在“有限元法求解平面問題“部分,以平板受力分析實例進行講解介紹,使學生更好地掌握有限元法處理平面問題的全過程;4)加入習題課,盡量幫助學生解決學習內容抽象的問題。

圖4 在線板書1

圖5 在線板書2
(4)加強課程思政教育,在適當的地方引入思政元素,以提高學生對專業、課程的認同度,并提高學生學習興趣,明確自身的學習責任,找到學習的意義以及堅持的動力。比如,介紹彈性力學發展歷程時,以CCTV紀錄片大國重器為切入點(如圖6所示),介紹與彈性力學相關的大型設備研發過程,鼓勵學生投入到國之重器的建設中;再比如,介紹我國幾位杰出的力學家的生平事跡(如圖7所示),讓學生對彈性力學的形成過程以及知識背景有所了解,激發學生學習彈性力學的興趣,并激發學生的民族自豪感。在關注學生“興趣”的同時,也應該強調“責任”的重要性。作為一名學生,應該清楚自己的責任和使命,一味強調“興趣”,一旦沒了“興趣”,學生很容易迷失自己,而將興趣升華為責任,才是興趣的最后“歸宿”。

圖6 課程思政元素舉例1-大國重器—通達天下

圖7 課程思政元素舉例2-我國力學家
結合以上網絡教學方式,注重課堂實效,做好課前預習、課中、課后三個環節的教學準備,保障教學順利進行,以期達到較好的教學質量。