高職院校建筑工程力學(xué)課程教學(xué)改革初探

陳在鐵

(沙洲職業(yè)工學(xué)院 教務(wù)處，江蘇 張家港　215600)

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高職院校建筑工程力學(xué)課程教學(xué)改革初探

陳在鐵

(沙洲職業(yè)工學(xué)院 教務(wù)處，江蘇 張家港215600)

摘要：互聯(lián)網(wǎng)改變了人們的生活與學(xué)習(xí)方式，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)學(xué)習(xí)，教師可以借助網(wǎng)絡(luò)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度以及重點(diǎn)、難點(diǎn)的掌握情況，并有針對性進(jìn)行在線輔導(dǎo)或組織課堂討論、答疑等.建筑工程力學(xué)課程可嘗試混合教學(xué)模式，即對于傳統(tǒng)教學(xué)模式難以取得良好教學(xué)效果的部分內(nèi)容，探索實(shí)行翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，教師事先收集并提供微課視頻等課程資源，學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識、完成自測題，課堂上教師不再單向傳授知識，而是結(jié)合學(xué)生自學(xué)知識難點(diǎn)及如何應(yīng)用組織師生討論.實(shí)踐表明：學(xué)生學(xué)習(xí)積極性明顯提高，學(xué)習(xí)效果明顯改善.

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；建筑工程力學(xué)；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)改革

建筑工程力學(xué)包含理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等基本內(nèi)容，主要研究桿、柱、梁、鋼架等基本建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力平衡、應(yīng)力與變形等問題.就高職院校而言，它是一門對建筑工程技術(shù)、道路橋梁、水工結(jié)構(gòu)等建筑施工類專業(yè)起支撐作用的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對高職畢業(yè)生安全觀念、工程素質(zhì)等方面的養(yǎng)成起著極其重要的作用.建筑施工類專業(yè)工程力學(xué)課程不少知識點(diǎn)抽象難懂，學(xué)生又缺乏必要的工程實(shí)踐背景，許多教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際應(yīng)用，特別是求解建筑工程構(gòu)件的受力、變形與平衡等問題需要學(xué)生自己主動(dòng)分析、反復(fù)動(dòng)手求解體會(huì)方能正確掌握，傳統(tǒng)課堂上教師單向傳授知識與解題技巧的教學(xué)模式常常收效甚微.而“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代信息傳播技術(shù)發(fā)展日新月異，3G和4G智能手機(jī)等產(chǎn)品以及微信、二維碼、WiFi的應(yīng)用早已進(jìn)入普通百姓的日常生活，其速度之快，程度之深、范圍之廣前所未有.作為建筑施工類專業(yè)的知識基礎(chǔ)支撐課程，事關(guān)設(shè)計(jì)施工的安全隱患，學(xué)生非學(xué)好建筑工程力學(xué)不可，這就迫切需要利用“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)模式改革，提高教學(xué)質(zhì)量.為此，江蘇省高等教育教學(xué)改革立項(xiàng)課題“‘互聯(lián)網(wǎng)+’時(shí)代背景下工程力學(xué)教學(xué)改革研究與實(shí)踐”課題組成員，根據(jù)建筑類專業(yè)工程力學(xué)不同教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，對于一些按傳統(tǒng)教學(xué)方式效果不好的內(nèi)容嘗試探索翻轉(zhuǎn)課，學(xué)生課前自學(xué)教師通過網(wǎng)絡(luò)提供的視頻、動(dòng)畫、PPT、微課等課程資源，完成測試內(nèi)容，教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺了解、分析學(xué)生出錯(cuò)較多的內(nèi)容，課堂組織學(xué)生有針對性地進(jìn)行討論，實(shí)踐表明這不但活躍了課堂氣氛，提升了教學(xué)效果，而且學(xué)生的自學(xué)能力、學(xué)習(xí)積極性也得到了提高.

1　翻轉(zhuǎn)課堂的概念與做法

翻轉(zhuǎn)課堂是將教師上課時(shí)間在課堂講授課程、學(xué)生課余時(shí)間做作業(yè)、討論答疑的教學(xué)結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)過來，學(xué)生課前根據(jù)教師布置的預(yù)習(xí)要求，自主學(xué)習(xí)教師通過網(wǎng)絡(luò)提供的課程資源，并通過自測題檢驗(yàn)自學(xué)效果，課堂上教師主要時(shí)間不再講授課程，而是根據(jù)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自學(xué)平臺上暴露出來的學(xué)習(xí)難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)等問題，有針對性地進(jìn)行啟發(fā)，組織同學(xué)思考、討論、爭論，甚至辯論，使知識越辯越明，進(jìn)而達(dá)到知識技能的完全吸收與消化[1].翻轉(zhuǎn)課堂時(shí)間由傳統(tǒng)的教師傳授知識技能為主，變成了學(xué)生自學(xué)后的討論、交流、教師指點(diǎn)、質(zhì)疑解惑和指導(dǎo)完成作業(yè)為主，改變了教師主要時(shí)間都花在了事先備課、課堂講課和批改作業(yè)等方面，與學(xué)生缺少交流的局面，使教師幾乎百分之百的課上時(shí)間都與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)討論、實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長，從根本上確立了教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位[2].用于翻轉(zhuǎn)課程的微課直接面向?qū)W習(xí)者、且短小精悍，大多數(shù)視頻不超過十分鐘，少數(shù)較長視頻也只有十幾分鐘[3]，薩爾曼?汗的數(shù)學(xué)輔導(dǎo)視頻、喬納森?伯爾曼和亞倫?薩姆斯的化學(xué)教學(xué)視頻等微課都只針對一個(gè)知識技能難點(diǎn)或應(yīng)用分析過程，目的性很明確，時(shí)長盡量控制在青少年注意力能比較集中的10分鐘左右.與傳統(tǒng)課堂錄像教師給學(xué)生上課不同，微課是教師給學(xué)習(xí)者講課，且根據(jù)不同內(nèi)容的教學(xué)需要有時(shí)較少出現(xiàn)甚至不出現(xiàn)分散學(xué)生的注意力的教師形象，教室里的背景、各種物品擺設(shè)也盡量不出現(xiàn).學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)自學(xué)時(shí)遇到不懂的問題，可以在網(wǎng)上留言，學(xué)生與教師均可以跟帖，學(xué)生也可以查看其他學(xué)生提的問題與回答，特別是教師可以根據(jù)留言與反饋情況發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，為教師有針對性地組織學(xué)生課堂討論提供了條件.

2　建筑工程力學(xué)課程實(shí)踐混合教學(xué)模式探索

建筑工程力學(xué)既與工程又與力學(xué)密切相關(guān)，是高職學(xué)生最早接受工程理念的課程.建筑類專業(yè)學(xué)生通過學(xué)習(xí)工程力學(xué)，開始走向工程設(shè)計(jì)與施工，它和工程背景、應(yīng)用、設(shè)計(jì)與分析有著密切的聯(lián)系.建筑工程力學(xué)的基本任務(wù)是使高職學(xué)生在學(xué)習(xí)力學(xué)知識的同時(shí)也接受工程素質(zhì)教育的啟蒙，讓學(xué)生從非常強(qiáng)調(diào)邏輯性、嚴(yán)密性的純理論思維方式逐漸向考慮主要矛盾、忽略次要矛盾的工程思維方式轉(zhuǎn)變，慢慢適應(yīng)“可忽略不計(jì)”的工程處理習(xí)慣.因此建筑工程力學(xué)教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)工程背景、工程應(yīng)用的內(nèi)容，其有效做法就是結(jié)合工程案例進(jìn)行有針對性的教學(xué)，即根據(jù)工程力學(xué)不同的教學(xué)內(nèi)容選擇合適的工程或生活案例，通過對這些案例的直觀觀察、聯(lián)想分析，定性地、啟發(fā)式地引入新概念、提煉新原理，使學(xué)生從感性認(rèn)識慢慢上升到理性知識，再用理性知識去分析、解決工程上的實(shí)際問題，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際、舉一反三、觸類旁通的效果.例如靜力學(xué)開始就要介紹約束的概念.當(dāng)介紹“球鉸鏈”時(shí)，如果單憑語言文字抽象的描述，一些缺乏想象力的高職學(xué)生是無法設(shè)想其結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)的，這時(shí)可以讓學(xué)生課前尋找與觀摩教式電視機(jī)的室內(nèi)天線、實(shí)地查看舞廳懸掛的旋轉(zhuǎn)彩燈，也可以讓學(xué)生觀看事先錄制好的球鉸鏈的實(shí)例視頻，大多數(shù)學(xué)生很快就明白了球鉸鏈的構(gòu)造特點(diǎn)，建立了球鉸鏈的概念，教師在課堂與學(xué)生互動(dòng)后指出球鉸鏈約束特點(diǎn)是：只限制物體在空間三個(gè)方向的移動(dòng)，不限制轉(zhuǎn)動(dòng)，解除球鉸鏈約束后約束反力習(xí)慣畫法如圖1所示.

圖1　球鉸鏈的約束反力

高職學(xué)生對根據(jù)有限元數(shù)值計(jì)算結(jié)果介紹應(yīng)力集中概念無法產(chǎn)生直觀印象，很多學(xué)生覺得無從理解.筆者先讓學(xué)生思考：為什么飛機(jī)、潛水艇等的窗戶不是常見的矩形，而是橢圓形？然后，在課堂上展示三個(gè)不同形狀的塑料袋：一個(gè)邊緣有剪口，另一個(gè)有鋸齒形的缺口、最后一個(gè)形狀規(guī)則，現(xiàn)場讓同學(xué)體會(huì)用手撕開的難易程度，課堂氣氛頓時(shí)活躍起來.通過實(shí)驗(yàn)，大家都能得出有缺口或剪口的袋子撕起來比較容易的結(jié)論.此時(shí)教師因勢利導(dǎo)，告訴學(xué)生：剪口、缺口處的形狀、尺寸發(fā)生了突然變化，產(chǎn)生的應(yīng)力急劇增加，而導(dǎo)致強(qiáng)度降低，并且缺口尖角越小，應(yīng)力急劇增加程度越嚴(yán)重，越容易撕開，而剪口尖角近似為零，尺寸變化程度最大，所以最容易撕開；食品袋就是利用應(yīng)力集中有利的一面，方便大家生活；飛機(jī)開窗處的形狀與尺寸也發(fā)生了激烈變化，做成橢圓弧形就是減低應(yīng)力集中的程度、防止開裂，也就是盡量減緩有害的一面.教師再將應(yīng)力集中引申到工程應(yīng)用中，告誡學(xué)生設(shè)計(jì)構(gòu)件要盡量避免形狀、尺寸發(fā)生突然改變，必要時(shí)可采取過渡圓弧等措施來避免或減少應(yīng)力集中程度.至此學(xué)生對應(yīng)力集中就有了比較全面而深刻的印象.

在建筑工程力學(xué)課程教學(xué)過程中，教師常常發(fā)現(xiàn)按課堂上滿堂灌、學(xué)生課后做作業(yè)的模式，很多學(xué)生不能按時(shí)完成作業(yè)，按時(shí)交作業(yè)的學(xué)生要么準(zhǔn)確率不高，要么不少同學(xué)抄成一個(gè)版本；由于學(xué)時(shí)的限制，教師講授教學(xué)內(nèi)容課時(shí)緊張，根本無暇多上習(xí)題課，也沒有時(shí)間與學(xué)生互動(dòng)討論，學(xué)生逐漸對學(xué)習(xí)建筑工程力學(xué)失去了信心.為此，筆者嘗試了一些新的教學(xué)方法，如事先收集或制作一些微課視頻等課程資源在線提供給學(xué)生，學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識、完成自測題，課堂上教師結(jié)合學(xué)生自學(xué)知識技能難點(diǎn)及如何應(yīng)用組織師生討論，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性明顯提高.此外，筆者探索建設(shè)新形態(tài)一體化建筑工程力學(xué)教材，首先摒棄傳統(tǒng)以教師傳授知識構(gòu)建教材體系，突出學(xué)生學(xué)習(xí)需求導(dǎo)向，遵循碎片化資源、結(jié)構(gòu)化課程、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)原則，構(gòu)建滿足利用手機(jī)、Pad等移動(dòng)終端，方便教師獲取視頻、動(dòng)畫、案例等立體教學(xué)資源進(jìn)行備課再創(chuàng)造，支持混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)模式的建筑工程力學(xué)課程教材結(jié)構(gòu)體系；其次提煉建筑工程力學(xué)中無法僅靠紙質(zhì)教材文字、平面圖形準(zhǔn)確表達(dá)的一些關(guān)鍵知識技能點(diǎn)或教學(xué)過程，制作成微課、仿真動(dòng)畫等；最后在紙質(zhì)教材中進(jìn)行課程數(shù)字資源的系統(tǒng)性標(biāo)注，定向細(xì)致關(guān)聯(lián)互動(dòng)，無縫鏈接，通過掃紙質(zhì)教材的二維碼在手機(jī)、Pad等移動(dòng)終端直接觀看主要知識點(diǎn)、技能點(diǎn)微課，隨掃隨學(xué)；按標(biāo)注Abook數(shù)字課程平臺數(shù)字下載動(dòng)畫、PPT、案例、電子教案、圖片庫等數(shù)字資源學(xué)習(xí)[4].

3　結(jié)語

建筑工程力學(xué)探索實(shí)施混合教學(xué)模式，即在采用傳統(tǒng)教學(xué)模式難以取得較好教學(xué)效果的部分建筑力學(xué)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)踐翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式取得了較好效果.實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)必須有資源推送平臺，更需要豐富微課等教學(xué)資源.通過建設(shè)新形態(tài)一體化建筑工程力學(xué)教材，學(xué)生可以通過掃紙質(zhì)教材的二維碼在手機(jī)、Pad等移動(dòng)終端直接觀看主要知識技能點(diǎn)微課，實(shí)現(xiàn)隨掃隨學(xué)，也可以從Abook數(shù)字課程平臺數(shù)字下載動(dòng)畫、PPT、案例、電子教案、圖片庫等數(shù)字資源學(xué)習(xí).“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景下，新形態(tài)一體化教材建設(shè)為建筑工程力學(xué)課程教學(xué)改革創(chuàng)造了條件.

參考文獻(xiàn)：

[1]唐曉勇.“翻轉(zhuǎn)課堂”數(shù)字技術(shù)引發(fā)的學(xué)習(xí)變革[J].基礎(chǔ)教育論壇，2013(9)：31-32.

[2]盧強(qiáng).翻轉(zhuǎn)課堂的冷思考：實(shí)證與反思[J].課程與教學(xué)，2013(8)：91-93.

[3]施蕙.基于翻轉(zhuǎn)課堂的大學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)模式改革[J].沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，18(1)：47-49.

[4]茆琦.適時(shí)教學(xué)模式在高職課程教學(xué)中的應(yīng)用研究—以“工程力學(xué)”為例[J].蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，24（2）：87-89.

(責(zé)任編輯：施建平)

Tentative Research into the Teaching Reform of Construction Engineering Mechanics in Vocational Colleges

CHEN Zai-tie
(Department of Teaching Affairs，Shazhou Institute of Technology，Zhangjiagang 215600，China)

Abstract：The internet has changed our life as well as our learning style.While students nowadays can be active learners on networks， network enables teachers to monitor how students get along with their study， especially the key points and the hard points， and to conduct online consultation， in-class discussion and question answering.In this paper flipped classroom teaching， a mixed teaching mode， is introduced to teach the course of construction engineering mechanics in an attempt to produce desirable effects which cannot be achieved by traditional teaching mode.In this mode， teachers need to collect and provide resources including micro class video in advance while students are required to take the initiative to acquire relevant knowledge and complete the tests.Consequently，this teaching is no longer one-tracked and in fact it takes into account the difficult points students may encounter in self-directed study and the way to solve these problems by discussion between teachers and students.It is proved that in this way students are better motivated and their study is more evidently effective.

Key words：the internet plus；construction engineering mechanics；flipped classroom；teaching reform

作者簡介：陳在鐵(1967-)，男，江蘇鹽城人，教授，博士，主要從事高職工程力學(xué)教學(xué)與研究.

基金項(xiàng)目：江蘇省教育廳高等教育教學(xué)改革資助課題(2015JSJG394)

收稿日期：2015-09-12；修回日期：2015-10-22

DOI：10.16219/j.cnki.szxbzk.2016.01.017

中圖分類號：G718.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1008-5475(2016)01-0079-03

引文格式：陳在鐵.高職院校建筑工程力學(xué)課程教學(xué)改革初探[J].蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，27(1)：79-81.