荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法線上線下混合教學(xué)模式研究

◇宿州學(xué)院資源與土木工程學(xué)院 孫 磊

在教育信息化以及新冠疫情的雙重驅(qū)動(dòng)下，線上線下混合式教學(xué)成為各高校教學(xué)改革的熱點(diǎn)。宿州學(xué)院土木工程教研室以荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法課程為載體，提出了新的混合式課程建設(shè)目標(biāo)，針對(duì)目前線上線下混合課程教學(xué)普遍存在的共性問題，從教學(xué)團(tuán)隊(duì)與課程資源建設(shè)、教學(xué)方法與課程考核方式等方面提出了一些具體的改革措施，旨在通過(guò)不斷的嘗試和改進(jìn)為學(xué)生提供多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境并帶動(dòng)土木工程相關(guān)專業(yè)課程的混合式教學(xué)改革工作。

伴隨互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，線上教育得到了長(zhǎng)足的發(fā)展并打破了傳統(tǒng)線下教育在時(shí)空上的局限性。在新冠疫情全球化背景下，線上教育可以說(shuō)是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，如何開展線上教學(xué)并做到線上線下自由切換和有效銜接也成為廣大教育部門以及教育工作者面臨的共同課題。在疫情全球化背景下，普通高校不能僅將線上教育作為應(yīng)對(duì)疫情等突發(fā)事件的一項(xiàng)臨時(shí)性手段，而要將線上教育納入到常規(guī)教學(xué)工作當(dāng)中以便從容應(yīng)對(duì)今后線下教育無(wú)法正常開展的狀況。

土木工程專業(yè)作為目前全國(guó)開辦規(guī)模較大的工科專業(yè)之一，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式備受詬病，各式各樣的教學(xué)改革層出不窮[1]。在教育部提出打造“金課”淘汰“水課”以及充分利用信息化和互聯(lián)網(wǎng)+等技術(shù)手段積極開展線上線下混合式教學(xué)等一系列具體要求的背景下，各高校更是迅速響應(yīng)，一時(shí)間基于慕課的混合式教學(xué)改革成為了國(guó)內(nèi)外研究者關(guān)注的焦點(diǎn)并取得了一些具有借鑒意義的教學(xué)成果[2-4]。然而，目前的混合式教學(xué)改革成果還存在系統(tǒng)性不足，線上線下融合不充分，評(píng)價(jià)體系不健全等突出問題亟待進(jìn)一步的研究[5]。在新冠肺炎疫情不斷反復(fù)的背景下，不斷完善線上線下混合式教學(xué)顯得尤為迫切。

“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法”是土木工程專業(yè)的一門核心課程，在土工工程專業(yè)的整個(gè)教學(xué)過(guò)程中起著承上啟下的作用，在理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)以及土力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、砌體結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)工程以及高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等專業(yè)核心課程之間搭建了一座“橋梁”[6]。隨著工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)形式日趨復(fù)雜，“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法”課程建設(shè)顯得尤為重要。

以宿州學(xué)院土木工程專業(yè)核心課程“荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法”為載體，探討如何開展線上線下混合式教學(xué)改革與實(shí)踐，為土木及相關(guān)專業(yè)其他專業(yè)課程的教學(xué)提供參考。

1 課程建設(shè)目標(biāo)

荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法作為土木工程專業(yè)的必修課程，有助于進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)、力學(xué)以及工程地質(zhì)學(xué)等相關(guān)基礎(chǔ)課程的理解，同時(shí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)規(guī)范指導(dǎo)下進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力至關(guān)重要。荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法課程始終堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，以不斷提升教學(xué)質(zhì)量作為課程建設(shè)的核心，通過(guò)持續(xù)不斷的改革創(chuàng)新并結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)努力實(shí)現(xiàn)課程建設(shè)目標(biāo)。

（1）建立一支高水平的“雙師型”教學(xué)團(tuán)隊(duì)，專業(yè)教師作為課程建設(shè)的主要實(shí)施者，其自身的專業(yè)素養(yǎng)和業(yè)務(wù)能力直接影響課程建設(shè)的成效。

（2）構(gòu)建豐富的線上教學(xué)資源庫(kù)，不斷汲取土木工程建設(shè)相關(guān)領(lǐng)域的最新成果，并充分挖掘荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法課程中所蘊(yùn)涵的思政元素，注重線上課程內(nèi)容的新穎性、趣味性、互動(dòng)性和激勵(lì)性，提高學(xué)生的參與度和求知欲。

（3）堅(jiān)持和完善以學(xué)生為中心的線上線下協(xié)同互融教學(xué)方式，根據(jù)線上線下的教學(xué)特點(diǎn)，通過(guò)具體的工程項(xiàng)目或案例將課程內(nèi)容串聯(lián)銜接起來(lái)，通過(guò)情景再現(xiàn)的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)工程問題的能力。

（4）建立過(guò)程與結(jié)果并重的課程考核方式，在線上教學(xué)過(guò)程中要注重強(qiáng)化學(xué)生的過(guò)程性體驗(yàn)和自主學(xué)習(xí)能力并對(duì)其學(xué)習(xí)效果予以科學(xué)的評(píng)價(jià)，線下教學(xué)則更傾向于對(duì)考查學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力。

2 課程線上線下混合教學(xué)面臨的困境

在新冠肺炎疫情大背景下，線上教學(xué)迎來(lái)了難得的發(fā)展機(jī)遇但同時(shí)其存在的一些短板也在不斷的實(shí)踐中暴露出來(lái)。

（1）線上教學(xué)資源龐雜，缺乏針對(duì)性的選擇和設(shè)計(jì)，不管是線下教學(xué)內(nèi)容的一味照搬還是線上優(yōu)質(zhì)課程資源的相互借鑒大多都忽略了不同類型高校在人才培養(yǎng)定位、教學(xué)理念、教學(xué)設(shè)計(jì)以及學(xué)生基礎(chǔ)能力之間的差異。

（2）師生對(duì)線上教學(xué)都缺乏敬畏之心，導(dǎo)致線上教學(xué)流于形式，師生普遍認(rèn)為線上教學(xué)只是疫情之下的無(wú)奈之舉難以持久，因此多是以應(yīng)付的心態(tài)面對(duì)線上教學(xué)，僅僅滿足于完成線上教學(xué)規(guī)定的任務(wù)，授課老師多是扮演搬運(yùn)工的角色，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)把線下課程的內(nèi)容直接移植到線上，而學(xué)生則大多機(jī)械式地完成視頻瀏覽、問題討論、線上作業(yè)等規(guī)定動(dòng)作。

（3）線上與線下教學(xué)的融合度較低，由于大量簡(jiǎn)單的照搬或模仿借鑒導(dǎo)致線上教學(xué)始終無(wú)法真正與線下課程形成協(xié)同效應(yīng)。

3 課程線上線下混合教學(xué)改革措施

圍繞荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法線下線下混合課程建設(shè)目標(biāo)以及教學(xué)過(guò)程中存在的問題，將通過(guò)以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革。

3.1 課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

專業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)是開展線下線下混合教學(xué)改革的基礎(chǔ)，伴隨新冠疫情的持續(xù)反復(fù)，線上線下混合教學(xué)模式將成為新常態(tài)，同時(shí)也對(duì)廣大教師提出了新的更高要求。以團(tuán)隊(duì)的形式開展線上線下混合式教學(xué)有助于充分發(fā)揮授課教師們的專業(yè)特長(zhǎng)，通過(guò)取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互協(xié)作以保障教學(xué)質(zhì)量。為了推進(jìn)學(xué)院線上線下混合課程教學(xué)改革工作，宿州學(xué)院土木工程專業(yè)以教研室為主體，針對(duì)荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法線上線下混合課程改革省級(jí)課題專門成立了以教學(xué)副院長(zhǎng)為技術(shù)指導(dǎo)，兩名博士與兩名碩士相組合的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，同時(shí)還邀請(qǐng)了部分合作企業(yè)和兄弟院校的專家學(xué)者作為顧問參與到課程的建設(shè)和改革過(guò)程之中，幫忙把好教學(xué)質(zhì)量關(guān)并不斷提升教學(xué)團(tuán)隊(duì)的綜合素養(yǎng)。

對(duì)經(jīng)驗(yàn)尚淺的青年教師而言，在開展線上線下混合教學(xué)的過(guò)程中勢(shì)必面臨諸多挑戰(zhàn)，其中克服線上教學(xué)與線下教學(xué)僅是場(chǎng)景不同的這種心理認(rèn)知上的慣性思維是改革者首先需要解決的問題。此外，面對(duì)如何實(shí)施有效的線上線下混合教學(xué)，思政教育如何融入其中等難題，許多專業(yè)教師仍心存困惑而處在摸著石頭過(guò)河的階段。通過(guò)全院范圍內(nèi)對(duì)不同專業(yè)和年級(jí)的學(xué)生及授課教師進(jìn)行的調(diào)研表明，廣大師生都表示支持學(xué)院開展線上線下混合教學(xué)，但是普遍對(duì)最終的教學(xué)效果如何以及是否會(huì)加重師生的負(fù)擔(dān)而心存顧慮。針對(duì)上述問題，教學(xué)團(tuán)隊(duì)一方面收集了大量與線上線下混合課程相關(guān)的資料，通過(guò)分類整理重點(diǎn)對(duì)涉及教學(xué)理念、內(nèi)容以及方法等相關(guān)內(nèi)容的一些通行且有效的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)從而確定了初步改革的方向；另一方面，學(xué)院組織了有線上線下混合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的專家對(duì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了針對(duì)性的指導(dǎo)和幫扶，與此同時(shí)團(tuán)隊(duì)成員還積極報(bào)名參加了一系列土木工程專業(yè)線上線下混合課程相關(guān)的線上培訓(xùn)會(huì)進(jìn)一步明確了改革的路徑。

3.2 課程教學(xué)內(nèi)容與資源建設(shè)

開展線上線下混合課程教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是建立完善的線上線下教學(xué)資源。為此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)從優(yōu)化荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法課程知識(shí)體系入手，具體開展了以下幾個(gè)方面的改革工作。

（1）結(jié)合荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法課程的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)經(jīng)典教材內(nèi)容及最新的工程規(guī)范、規(guī)程以及標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)文件的解讀，綜合研判哪些課程內(nèi)容適宜開展線上教學(xué)，哪些內(nèi)容采用線下教學(xué)效果更好，在常規(guī)基于章節(jié)知識(shí)體系模式的線下教學(xué)大綱和教學(xué)進(jìn)度表的基礎(chǔ)上重新制定了以知識(shí)模塊為核心的全新混合式教學(xué)大綱和進(jìn)度表以此作為線上線下混合教學(xué)的依據(jù)。

（2）本著少而精的原則將荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法課程內(nèi)容按照知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，比如可將整個(gè)課程分為荷載類型及其統(tǒng)計(jì)分析和結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)方法兩大模塊，這兩大模塊又能夠進(jìn)一步演化出若干個(gè)子模塊，而每個(gè)子模塊則由若干個(gè)相互銜接的知識(shí)點(diǎn)構(gòu)成，在此過(guò)程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員盡可能的結(jié)合自身的科研工作將涉及地基及基礎(chǔ)工程、橋梁工程、地下工程以及結(jié)構(gòu)抗震等方面的一些最新研究成果、技術(shù)以及應(yīng)用案例等融入到教學(xué)過(guò)程中。與此同時(shí)，還深入挖掘各知識(shí)點(diǎn)中所蘊(yùn)涵的思政元素進(jìn)而開展專業(yè)與思政融合教育。

（3）從服務(wù)教學(xué)的角度構(gòu)建線上線下雙線互動(dòng)融合的課程資源與學(xué)習(xí)平臺(tái)。在線下教學(xué)資源方面主要結(jié)合最新的工程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等對(duì)現(xiàn)有的教材、教案、課件以及試題庫(kù)等進(jìn)行更新和拓展；在線上教學(xué)資源方面教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員則借鑒了部分土木工程專業(yè)課程的經(jīng)典慕課的建課思路，內(nèi)容涉及課程引入（如大綱、進(jìn)度計(jì)劃、學(xué)習(xí)要點(diǎn)等）、課件及動(dòng)畫、典型工程和思政案例、自錄微視頻、線上題庫(kù)等。在線上教學(xué)過(guò)程中還穿插各種互動(dòng)討論、案例分析、測(cè)試答疑等，盡可能為學(xué)生提供廣闊開放的線上學(xué)習(xí)環(huán)境。

（4）以學(xué)科競(jìng)賽為抓手進(jìn)一步優(yōu)化線上線下教學(xué)資源，全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽作為土木工程專業(yè)的頂級(jí)賽事最能體現(xiàn)對(duì)學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識(shí)的綜合考量，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如木制或紙制材料的橋梁、木塔、輸電塔等）則恰恰與荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法這么課程所涉及的內(nèi)容息息相關(guān)，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)除了外觀新穎之外還需要經(jīng)受各種荷載及作用加載的檢驗(yàn)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員專門將以往指導(dǎo)學(xué)生參加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽的整個(gè)流程進(jìn)行了梳理，從模型的前期制作到后期加載所涉及到的與荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了專門標(biāo)注并形成經(jīng)典案例，真正培養(yǎng)學(xué)生做到學(xué)以致用。

3.3 課程教學(xué)方法的確立

教學(xué)方法是師生共同為了完成某一規(guī)定教學(xué)任務(wù)而采取的手段，采取教師為主體語(yǔ)言為媒介的灌輸式教學(xué)顯然無(wú)法適應(yīng)線上線下混合式教學(xué)的要求。為此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)按照學(xué)生為中心實(shí)際案例為媒介的啟發(fā)互動(dòng)方式開展教學(xué)將學(xué)生與老師都置于教學(xué)活動(dòng)之中，在混合教學(xué)及翻轉(zhuǎn)課堂等具體教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)及實(shí)施過(guò)程中采取分層次漸進(jìn)式的原則盡可能滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求。以“荷載與作用”這一知識(shí)點(diǎn)為例，首先教師通過(guò)一些地震、臺(tái)風(fēng)、雪災(zāi)等導(dǎo)致房屋、道路、橋梁、隧道以及堤壩等工程結(jié)構(gòu)破壞工程圖片引發(fā)學(xué)生都荷載與作用的思考進(jìn)而通過(guò)討論讓學(xué)生了解土木工程結(jié)構(gòu)在其全生命周期中主要承受哪些荷載和作用，其次通過(guò)視頻和課件的學(xué)習(xí)掌握荷載與作用的相關(guān)基本概念和分類方法，最后結(jié)合線上線下的作業(yè)和測(cè)驗(yàn)等檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

3.4 課程考核方式及標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建

課程考核與評(píng)價(jià)作為整個(gè)教學(xué)過(guò)程的最終環(huán)節(jié)是老師與學(xué)生共同關(guān)注的焦點(diǎn)，其結(jié)果往往是教師教與學(xué)生學(xué)的好與差的直接反映。教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用了多元化的課程考核方式對(duì)學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行評(píng)定，最終成績(jī)由線上線下各占50%構(gòu)成，其中線上部分的成績(jī)更加注重過(guò)程性考核，比如線上考勤（15%）、視頻課程學(xué)習(xí)（15%）、互動(dòng)討論（20%）、作業(yè)及單元測(cè)驗(yàn)完成情況（20%），這部分比例共計(jì)70%，線上最終的閉卷考試成績(jī)占比30%（采用線上試題庫(kù)隨機(jī)抽取的方式）；線下部分的成績(jī)構(gòu)成則在延用平時(shí)成績(jī)30%，期末考試成績(jī)70%的常規(guī)比例設(shè)置的基礎(chǔ)上，將平時(shí)成績(jī)的構(gòu)成要素進(jìn)行拓展，在原先兩項(xiàng)（出勤和平時(shí)作業(yè)）的基礎(chǔ)上增加兩項(xiàng)（課題表現(xiàn)和學(xué)習(xí)筆記），此外，在期末試卷題型的設(shè)計(jì)上也適當(dāng)引入方案設(shè)計(jì)或案例分析等開放性問題以考查學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決實(shí)際工程問題的能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法線上線下混合課程教學(xué)改革是新工科背景下土木工程專業(yè)課程體系改革的關(guān)鍵要素之一，同時(shí)也是一個(gè)不斷摸索和持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程。面對(duì)新的混合式教學(xué)形式，授課老師和學(xué)生都需要轉(zhuǎn)變思維主動(dòng)求變，化被動(dòng)為主動(dòng)。專業(yè)教師需要緊緊圍繞育人這一主題深入思考如何從校情和學(xué)情入手構(gòu)建與之匹配的線上線下混合式課程體系、教學(xué)模式和方法等，通過(guò)不斷豐富和優(yōu)化線上線下教學(xué)資源，為學(xué)生提供更加和諧開放的學(xué)習(xí)環(huán)境；學(xué)生自身應(yīng)當(dāng)對(duì)照課程的培養(yǎng)目標(biāo)和要求爛熟于心并積極主動(dòng)的參與到線上線下混合式教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，只有師生間的相互理解和配合才能使線上線下混合式教學(xué)真正落地生根并達(dá)成育人的終極目標(biāo)。