获奖等级:国家级
课程类别:线上线下混合式一流课程、线上一流课程
完成单位:航空学院
课程负责人:邓宗白
课程团队其他主要成员:无
一、课程概况
“材料力学漫谈”课程是我校航空航天工程及相关专业的新生研讨课程。课程纵观历史,阐明科学,培养学生发现蕴藏在自然界、工程界和人们的日常生活中的力学现象。将历史、艺术、文化与力学融合,以达到对学生进行力学科学与人文素质培养和提高创新思维能力的目的。本课程由大量的、有趣的和身边的实际案例提出问题;通过简易实验、视频动画、图文并茂的介绍基本原理;深入浅出的逐层分析,历史回溯、趣闻轶事、深奥的理论在故事中、案例中透彻理解。
二、课程建设与改革举措
“材料力学漫谈”以材料力学史为纲,旁征博引,谈古论今,让学生时刻浸润在力学世界的家国情怀与科学精神中。如从介绍越王勾践剑和刘备双股剑,引出脆性材料和塑性材料的力学性能;介绍了历史上伽利略、欧拉和纳维在弯曲问题研究上的贡献,阐明了弯曲的基本概念。
课程内容涉及材料力学的基本概念及在工程和生活中的应用。在中国大学MOOC、学习通建设了丰富的教学资源,包含线上的PPT课件、教学视频、辅助教学视频(工程事故视频、实验视频、记录片)、实验动画、配套的习题、单元测试、随堂测试、讨论题和考试试卷等,以及线下的实验装置、试件、道具、模型、展板、拓展阅读的论文和相关文献资料等。
教学活动设计的宗旨是以学生为中心,注重激发学生的学习志趣和潜能,增强学生的社会责任感、创新精神和实践能力。学生在线上自主学习材料力学的基本知识,线上学习包括教学视频、课堂提问、随堂测试、习题作业、课后讨论、单元测试、课程考试等。对于线上学习存在的问题,进行线下课堂面授讲解,同时线下开展丰富的教学活动,包括分组讨论、创新实验、翻转课堂、专题讲座等方法。具体的做法是:教师通过案例抛砖引玉,促使学生受到启迪,在掌握学科的基本概念、方法和应用的基础上,学会用材料力学的方法对工程问题作初步的定性分析。组织学生课堂上做创新实验,请学生自己当评委进行评比和分析。通过翻转课堂、分组讨论,学生根据老师布置的拓展训练内容和要求,撰写报告。对线上问题精炼提升,做知识拓展专题讲座,介绍学科发展的历程、科学理论的形成、科学思想的建立、推动科技和文明的经典案例及前沿问题。教师进行教学反思。
课程考核为过程评价与结果评价相结合的学习效果评价体系,主要考核知识认知和能力水平。成绩采用百分制:
线上MOOC是以知识认知为主的考核方式(100分):课程讨论(5分)+单元作业(15分)+单元测试(30分)+课程考试(50分)。
线下是以能力为主的考核方式:实验成绩(100分)=实验操作70分+实验报告30分,小论文100分。
总成绩(100分):MOOC占40%,实验占20%,小论文占30%,考勤占10%。
三、课程主要特色
本课程为线上线下混合教学课程,具有如下“新”特色:
新体系:课程纵观学科的发展历史,突出学科的文化和知识的形成过程;通过简易实验、视频动画,图文并茂的讲解力学基本原理,深入浅出的进行逐层分析;引经据典、趣闻轶事,将深奥的理论在故事和案例中透彻讲解;通过引人入胜的案例指导实践应用,妙趣横生的实例启发深入思考,从而深化理解和掌握那些看似捉摸不透、踪影无迹、有趣奇异或震撼惊人现象的内在科学规律和材料力学原理。分析、探寻那些案例与现象背后的材料力学原理,科学的分析和运用所学知识解决所遇之难。
新理念:培养学生从解题为主转向分析问题的本质和内涵为主;从公式的训练转向建模地训练;从重答案转向注重力学概念运用的创新思维;从眼中无力学到满眼力学。
新方法:本着以学生为中心的教学理念,教学过程中以目标为导向,在教学方法上采用线上线下混合的教学方法,线上自主学习,线下翻转课堂、专题讲座、创新实验以拓展思维。
新能力:通过案例教学,结合工程实际,掌握用材料力学的方法对工程问题作初步的定性分析,善于用力学思维分析问题。增强对实际问题中力学问题性质类型的判断能力和分析归纳凝练的能力。
四、课程建设成效
通过混合式教学使学生反响强烈,三届学生评教均为优,教学督导组也给出了很好的评价。学生感到力学不再是束之高阁而是就在身边,激发了学生学习力学的兴趣和主动性。在2019年第十二届全国周培源大学生力学竞赛中,选修的学生踊跃参赛并取得2人获特等奖、2人获一等奖、9人获二等奖及团体特等奖1项的优异成绩。
本课程融学科文化、人文历史、工程案例、学术前沿于一体的教学方法,多次在全国和地区性的教学研讨会和青年教师高级研讨班上做专题报告,受到全国各高校中青年基础力学教师的广泛赞誉和选用。现已悄然成为青年教师走上讲台或参加全国或省级讲课比赛提高教学水平的重要参考视频课程。