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【聚焦在线教学】战“疫”期间《弹性力学及有限元法》课程的“教”与“学”

发布日期:2022年09月14日      作者:黄璐     编辑:李明科     审核:范翔宇     浏览:[]


因受疫情影响,响应学校的安排,地科院紧张有序地展开了网络在线教学组织工作。针对《弹性力学及有限元法》的课程特的特点,积极调整,以适应在线网络教学的需要。

《弹性力学及有限元法》为高等工科院校城市地下空间专业的专业基础课,其教学目的主要是使学生掌握分析一般工程结构在外力作用下的变形、内力分布的方法,以及为进一步研究工程结构的强度、稳定性、振动、破坏、时效等力学问题打下基础。该课程内容具有继承性强、理论性强、抽象性强、对数学知识要求高的特点。因此,对学生的数学知识要求也很高。线下课堂教学与网络教学相比,在和学生进行沟通、互动和监管方面都有无法比拟的优势。为了保障网课教学秩序,使学生能更好地理解和掌握相关的教学知识,并推动课程的教学改革。

(1)充分利用网络资源,拓宽学生学习知识的途径,使学生尽快了解弹性力学。课程采用“腾讯会议+学习通”的授课模式。在“学习通”中持续建设线上资源:1)提前对教材进行扫描,让学生有教材可用,并为提前预习做准备;2)梳理课程知识点,一方面收集网络优秀的教学视频,并通过腾讯会议录制上课过程中的视频,提供学生课前预习以及课后复习的学习资源;3)完善学习课程资料库,包括参考书目、课后延伸拓展资料等等,给学生提供多方位的线上资源,帮助学生拓宽眼界及认识弹性力学的运用情况;4)梳理课程所用到的数学知识,利用网络视频资源,快速帮助学生回忆相关内容。

(2)加强网络课堂管理,增强与学生的互动性,吸引学生注意力。网络课堂的一大缺点就是课堂监管困难。课程的选课人数通常在80人左右,网络课堂无法实时反应这么多学生课堂上的学习状况,也更考验学生学习的自觉性。因此,需要加强对学生学习过程的监管。1)通过“学习通”布置随堂练习(如图1所示),多以选择题的形式,这样既不会太占用课堂时间,也可以帮助老师判断学生对知识点的掌握情况;2)通过“腾讯会议”中的“批注”功能,请学生一起完成例题(如图2所示),加深学生的印象;3)课堂上针对知识点设置“思考题”,请学生回答。上述方式都可以在一定程度上吸引学生的注意力,并提升对学生学习过程的把控。4)课后作业也在学习通上完成布置及提交。课后作业也是帮助学生掌握知识的有效途径。课后作业评分有奖有惩,未按时提交、作业出现雷同则在原有评级基础上降级。允许学生允许修订作业后二次提交,有效完成作业修订,原有评分等级升级,通过这样的方式鼓励学生认真独立完成作用,达到做作业的根本目的。


图1 布置随堂练习


图2 学生操作完成例题


图3 重点知识点设置对应思考题


(3)采用多元化的教学方法,充分应用多媒体技术,调动学生学习热情,提升教学效果。1)根据弹性力学课程理论性、逻辑性强的特点,在对各类问题求解过程中的关键步骤采用写字板实现线上“板书”(如图4、图5所示),使学生还是像线下课堂一样能紧跟老师的思路,一起完成问题的解答。此外,课件上同时也完整体现所有推导过程,课下也方便学生进行复习;2)根据课程教学内容,设计“翻转课堂”教学环节。比如,在将教材第七章空间问题提前后,在学习了空间问题的基本方程后,由学生根据空间问题基本方程,讲述平面应力问题的基本方程的退化方法,这样学生既复习了空间问题,也通过自我挖掘能更好地区分两类平面问题;3)采用案例教学的方式,将抽象问题有形化,提升学生的认知度。比如,在“有限元法求解平面问题“部分,以平板受力分析实例进行讲解介绍,使学生更好地掌握有限元法处理平面问题的全过程;4)加入习题课,尽量帮助学生解决学习内容抽象的问题。


图4 在线板书1


图5 在线板书2


(4)加强课程思政教育,在适当的地方引入思政元素,以提高学生对专业、课程的认同度,并提高学生学习兴趣,明确自身的学习责任,找到学习的意义以及坚持的动力。比如,介绍弹性力学发展历程时,以CCTV纪录片大国重器为切入点(如图6所示),介绍与弹性力学相关的大型设备研发过程,鼓励学生投入到国之重器的建设中;再比如,介绍我国几位杰出的力学家的生平事迹(如图7所示),让学生对弹性力学的形成过程以及知识背景有所了解,激发学生学习弹性力学的兴趣,并激发学生的民族自豪感。在关注学生“兴趣”的同时,也应该强调“责任”的重要性。作为一名学生,应该清楚自己的责任和使命,一味强调“兴趣”,一旦没了“兴趣”,学生很容易迷失自己,而将兴趣升华为责任,才是兴趣的最后“归宿”。


图6 课程思政元素举例1-大国重器—通达天下


图7 课程思政元素举例2-我国力学家


结合以上网络教学方式,注重课堂实效,做好课前预习、课中、课后三个环节的教学准备,保障教学顺利进行,以期达到较好的教学质量。

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