理论力学翻转课堂建设与实践

摘  要：山东科技大学理论力学课程组针对目前理论力学课程教学中存在的问题，开展基于智慧树平台的翻转课堂建设改革。利用信息化技术手段，制作丰富的学习资源。以学习资源为依托，开展翻转课堂教学改革。实践证明，该课程改革教学手段新颖、考核评价全面、教学内容深入，且将课程思政内融于知识点讲解、问答间传输给学生，真正实现信息化教学。

关键词：翻转课堂；理论力学；智慧树平台；小组教学；评价体系

中图分类号：G642.3 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）07-0118-04

Abstracts： The Theoretical Mechanics Course Group of Shandong University of Science and Technology has launched a reform of flipped classroom construction based on the wisdom tree platform to address the current problems in the teaching of theoretical mechanics courses. We utilize information technology to create rich learning resources. Based on learning resources， we carry out flipped classroom teaching reform. Practice has proven that the teaching methods of this course reform are novel， the assessment and evaluation are comprehensive， the teaching content is in-depth， and the ideological and political aspects of the course are integrated into the explanation of knowledge points and the transmission of questions and answers to students， truly achieving information-based teaching.

Keywords： Flipped Classroom; Theory Mechanics; Zhihuishu Platform; group teaching; evaluation system

理论力学是机械、采矿、车辆和交通等很多工科专业的专业基础课，既是横跨理工的桥梁，同时也是很多后续课程如材料力学、机械原理、机械设计和流体力学等课程的基础，更是机械、采矿等许多专业的考研课程。在学生培养方案中具有承上启下、筑基强基的重要作用。山东科技大学理论力学课程组根据目前理论力学教学中存在的问题，基于智慧树翻转课堂，进行深挖课程内容，拓宽教学内容的课程建设改革。

一  理论力学课程教学中存在的问题

（一）  课程自带高阶性，不及格率高

理论力学课程的内容是大学物理的力学部分的拓展，其研究对象和研究方法更具有普遍性和一般性，对学生的逻辑思维能力要求较高。大部分学生在学习理论力学的过程中存在理论易懂、做题不会的困惑。要克服这个困难，唯一的路径是多做题目，在做题的过程中，进一步掌握理论知识、应用理论知识。而现状是大多数学生因为课下投入不够，导致课程学习不透，进而出现不及格率高的问题。

（二）  课程教学具有普适性，对专业课程的支撑作用欠佳

目前山东科技大学所有专业的基础力学课程（理论力学、材料力学和工程力学）由力学系的老师主讲。老师在接受教学任务时，可能不同的学期负责给不同的专业授课。在这样的机制下，任课教师往往会将授课的重点放在知识点的讲解上，忽略了本课程与专业的联系，即课程教学具有普适性，对专业课程培养的支撑作用欠佳。

（三）  教学内容和教学方法陈旧，学生学习积极性不高，不适应新工科建设需要

随着信息技术的快速发展，现代化的教学手段和教学方法不断推陈出新。采用传统的多媒体加板书的方式，已经不能满足学生的求知欲，导致学生学习的热情不高。同时在教学内容方面与现代计算机技术的快速发展脱节，对新工科学生的培养支撑力度不够。

（四）  课时缩减的情况下，教学质量难以保证

国家强盛源自于自主创新。为了充分培养学生的创造力，鼓励学生进行科技创新，将更多的时间留给学生自主学习，大学教育的课堂学时必须压缩。课时压缩后，如果学生不能及时进行巩固复习，势必会产生上课进度快、学生课堂接受信息量大、跟不上课程进度等一系列问题，从而导致教学质量下降。

（五）  考核方式单一，课程教学局限于课本知识的理解和掌握

传统考核方式注重学生对课本理论知识点的掌握较多。例如期末考试内容为常规的知识点考核，过程考核通常只包括作业、章节测验、课堂互动等环节。这些考核内容绝大多数是对课本知识点的掌握程度的度量。这种考核方式将学生的学习过程和内容局限于课本，进而限定了本课程在四年培养方案中的作用，进而限制发散思维、创新思维的培养。

二  理论力学课程建设改革思路

针对上述问题，理论力学课程组从教学手段、教学内容和考核方式等多个角度进行课程改革，提升教学质量，实现育人目标。

（一）  挖深度——深挖课程思政、课程内容

1  深挖能力提升内容、“力学+专业”的教育理念

从深挖能力提高角度，设计教学环节。在传统教学基础上增加小组作业模块，发布三次小组作业，分别对应资料搜集能力、自主学习能力、分析计算创新能力培养，同时培养学生团结协作的精神。

从深挖课程内容角度，改变传统的全校不分专业统一教案的教学模式，根据不同的专业布置不同的作业。在基础课教学阶段，引导学生将所学的知识与专业相结合，增加他们的专业认同感，以及对力学的学习兴趣和动力，融课程思政于自主学习中，培养学生自学能力、独立发现问题解决问题的能力。

2  深挖课程思政点与学习过程思政并进

理论力学课程涉及许多的力学家、力学故事。深挖课程思政内容将这些力学家、力学故事背后的人生哲理、积极向上、爱国爱家等的优良品质于无形中传递给学生。这些是学习内容的思政点。

理论力学课程的特点是需要学生做大量习题才能较好地掌握和理解知识点。这导致学生往往学习过程中投入不足，觉得课程学习难度大。课程团队需要制定完备的考核体系，引导学生克服惰性，养成良好的学习习惯，同时培养他们自律、自强等的优良品质。这个教学的过程为学习过程思政。

（二）  拓宽度——增加教学手段、完善考核内容

1  拓宽教学手段

传统的课前预习、课上学习和课后复习方式与现代信息化的教学手段脱节。为此，我校理论力学课程开展了基于智慧树翻转课堂平台的信息化教学改革。同学们在翻转课堂中可以完成课前、课中和课后的所有教学环节，且打破传统教学课前—课中—课后串行的教学模式。学生可以借助网络平台提供的教学资源，形成一个可以反复学习的闭环。

2  完善考核内容

传统教学模式的考核通常包含期末考试、平时作业、考勤这三部分比较容易量化的指标。如果要增加日常测验等其他考核项将会给任课教师带来非常大的工作量。任课教师平时除了授课任务之外通常都有比较繁重的科研任务，使得老师们分身乏术。借助翻转课堂，信息化视域下的理论力学教学可以增加章节测验、课堂互动表现、在线问答等多种考核形式且不会占用任课教师很多时间，可以对学生的学习过程进行全方位立体化考核，从而拓宽课程的内容。

三  基于智慧树平台的翻转课堂建设实施路径

翻转课堂旨在充分利用网络教学资源，改变传统的课前—课中—课后的顺序教学过程，课前学习新知识利用课上的时间将知识内化、深化。要打破传统的教育模式达到翻转课堂的教学效果，从根源上要完善课程资源的建设、转变学生和老师关于教学的观念，建立科学的翻转课堂运行机制以及多维度、多尺度的考核机制。

（一）  平台提供的功能模块

智慧树翻转课堂为课程的教学提供了丰富的功能模块，包括课堂教学工具、学习资源、学习任务、作业考试、问答讨论、训练题库、成绩管理、小组教学、知识图谱、学情数据、课程管理和备课等。这些功能模块涵盖了课前学习、课中互动、课后复习所有环节。可以满足学生学习的所有需要。

（二）  课程建设和运行机制

1  课程资源建设

学习资源建设是翻转课堂建设的一个重要内容。有完备的学习资源，学生才能够根据自己的实际情况，选择需要的资源进行高效率学习。山东科技大学理论力学教学团队根据学生各个学习环节的需要提供了完备的学习资源，包含视频、图片、文档等形式，共计近180项。这些资源可以在学生学习的各个环节中提供随时随地的讲解和辅导。图1为翻转课堂的学习资源目录。

任课教师还可以将知识点与课程思政相关联，发布问答、学习任务等课程思政教学活动，在学生搜集整理与课程知识点相关知识内容的同时，了解到人文历史、培养学生的家国情怀及积极向上的优秀品质，充分发挥课程的育人效果。图2展示了课程育人知识点设置和教学活动设置情况的示例。

2  翻转课堂教学实施和评价路径

在课程教学资源完备的前提下，理论力学翻转课堂教学的实施路径如图3所示。低阶的知识点学习由教师发布任务给学生，学生利用课前的时间，借助学习资源中的课件、知识点讲解视频等资源，完成基本内容的学习，同时完成预习测验。教师根据学生的课前学习情况进行翻转课堂教学。在课堂上通过工程或者生活中的实际案例，借助头脑风暴、快速投票、点名和抢答等手段完成学生知识的内化和进阶。课后通过平台的互动讨论、计算作业、小组测验和章节测验等方式，促进学生对课程知识的进一步理解和掌握。由教师对学生的学习过程进行评价，根据学生的学习情况，针对学习中有问题的内容进行学习资料整理，上传到重点难点解析的学习资源中。同时，为了调动学生的学习积极性，设置一些学生参与评价的环节，通过互评、自评的方式进一步挖掘学习的深度和宽度。

小组作业是课程改革的一个特色。课程组根据不同的培养目标、区分专业，布置三次小组作业，分别针对三种能力进行培养。查阅资料能力培养主要是培养学生利用各种资源查找自己所需资料的能力。该能力对于后续的工作、科研和生活都是非常有帮助的。自主学习能力培养是要求学生以小组为单位，通过查找各种资料，准备一个简单知识点的教案（例如质点运动微分方程），并站到讲台上完成知识点的讲解。该过程可以培养学生学习能力、表达能力、组织能力和团结协作能力等。最后分析计算能力培养的作业是根据不同的专业，选取与专业相关的问题，简化力学模型，进行分析计算。该作业可以增加他们的专业认同感，锻炼他们的工程能力。例如采矿专业的分析计算小组作业为如图4所示的矿用液压支架顶梁运输问题。求保证顶梁在运输中，相对平板车无相对运动的条件。

图4  采矿专业分析计算小组作业示例

（三）  学习评价体系构建