應(yīng)用型本科院?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程教學(xué)方法創(chuàng)新與實(shí)踐

趙蘭英，楊 彬

（商丘工學(xué)院 土木工程學(xué)院，河南 商丘 476000）

混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)階段土木工程行業(yè)最為常用的結(jié)構(gòu)形式?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是土木工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，是使學(xué)生理解力學(xué)與專業(yè)課程之間聯(lián)系的紐帶，也是學(xué)生進(jìn)行后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，本課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的執(zhí)業(yè)素養(yǎng)及解決工程復(fù)雜問題能力具有重要意義。但混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程內(nèi)容多，知識(shí)面較廣；半理論半經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算公式；具有較強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性以及依照原理解題答案不唯一等特點(diǎn)，要求學(xué)生有較好的數(shù)學(xué)及力學(xué)基礎(chǔ)，使得本門課程具有教學(xué)兩難的現(xiàn)狀。

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)科技的高速發(fā)展，智能手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普遍滲入到人們的生活中，手機(jī)不離身已成為人們的習(xí)慣，課堂玩手機(jī)現(xiàn)象也不可避免。對(duì)于商丘工學(xué)院三本院校的學(xué)生，本身自控力有限，數(shù)學(xué)力學(xué)知識(shí)掌握能力有限，加之混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、公式多、符號(hào)多、內(nèi)容枯燥難度系數(shù)高。傳統(tǒng)的教學(xué)課堂中，學(xué)生聽課抬頭率不高，學(xué)習(xí)興趣低，作業(yè)千篇一律的應(yīng)付，授課效果不佳，嚴(yán)重影響了學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。探索適用于應(yīng)用型本科院?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的教學(xué)方法勢(shì)在必行。筆者通過在商丘工學(xué)院土木工程專業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理多元化教學(xué)方法的探索與實(shí)踐，取得了較好的效果，為本門課程教學(xué)方法改革提供了參考。

1 多元化教學(xué)方法的探索與實(shí)踐

1.1 多元化教學(xué)思路

傳統(tǒng)的老師講學(xué)生學(xué)的教學(xué)思路及方法以不能滿足培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)量的要求，為了提高教師的授課及學(xué)生聽課的質(zhì)量， 首先，把課堂“禁手機(jī)”變?yōu)檎n堂“用手機(jī)”；其次，把課堂交給學(xué)生，“學(xué)生為主體”的課堂教學(xué)；再次，現(xiàn)在的課堂學(xué)生步入“00后時(shí)代”，他們思維活躍，有較強(qiáng)的接受力及創(chuàng)新思想，改變課堂設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性；最后，結(jié)合虛擬仿真試驗(yàn)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)完成本門課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)不具備但必須理解的破壞性試驗(yàn)。為改變基礎(chǔ)差、自控能力差、學(xué)習(xí)興趣低，上課不抬頭等現(xiàn)象，作者基于以上思想進(jìn)行了多元化教學(xué)實(shí)踐，并取得了一定成效。

圖1 課程困難原因分析

1.2 教學(xué)實(shí)踐

為更好地達(dá)到教學(xué)效果，作者對(duì)商丘工學(xué)院2017級(jí)土木工程專業(yè)66名學(xué)生做了問卷調(diào)查，調(diào)查匯總結(jié)果如圖1。多數(shù)學(xué)生認(rèn)為該課程綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)，再加上課程本身概念多、實(shí)驗(yàn)背景多、公式多等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的課堂講解、課下作業(yè)讓學(xué)生覺得枯燥無味，沒有學(xué)習(xí)興趣，無法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性?；诙嘣虒W(xué)思路結(jié)合課程特點(diǎn)，作者提出了新的教學(xué)方式并實(shí)踐。

1.2.1 手機(jī)APP“學(xué)習(xí)通”軟件課堂應(yīng)用

為解決學(xué)生玩手機(jī)現(xiàn)象，改善課堂授課效果，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，作者通過學(xué)習(xí)通學(xué)習(xí)軟件，通過創(chuàng)建課程，課前把課堂需要的教學(xué)資源上傳至客戶端，并設(shè)置問答、搶答、思考、紅包獎(jiǎng)勵(lì)等環(huán)節(jié)，豐富自己的課堂教學(xué)，把枯燥的理論內(nèi)容學(xué)習(xí)融入娛樂成分，激發(fā)學(xué)生的參與性及主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。另外，學(xué)習(xí)通軟件還可以評(píng)閱作業(yè)及根據(jù)課堂表現(xiàn)進(jìn)行打分，自動(dòng)生成綜合成績(jī)。對(duì)于學(xué)習(xí)通軟件不得不提的是，軟件提供了很廣的教學(xué)及學(xué)習(xí)資源，專題、圖書、期刊等免費(fèi)資源，學(xué)生還可以根據(jù)自己的興趣多方面閱讀學(xué)習(xí)從而提高自己的人文及專業(yè)素養(yǎng)。

在APP主導(dǎo)的課堂中，課前設(shè)計(jì)課程內(nèi)容整體框架是基礎(chǔ)，課堂中討論、課后反思及知識(shí)拓展是核心。以鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面設(shè)計(jì)章節(jié)為例：作者在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)把高校適筋梁受彎試驗(yàn)錄像放至預(yù)習(xí)資料中，通過觀看試驗(yàn)過程讓學(xué)習(xí)在一定程度上理解其破壞特征及材料發(fā)揮作用的全過程；并把理論需要的材料力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)也以微課的形式放至預(yù)習(xí)區(qū)資料，以動(dòng)畫形式對(duì)預(yù)習(xí)進(jìn)行提問，設(shè)置討論區(qū)。上課前，仔細(xì)了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)的具體內(nèi)容設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)策略，設(shè)計(jì)不同的教學(xué)活動(dòng)。

1.2.2 學(xué)生授課及小組討論

單一的學(xué)習(xí)通線上線下授課，學(xué)生也會(huì)有倦怠期，針對(duì)不同的教學(xué)章節(jié)特點(diǎn)，為增加課堂的活躍氣氛并在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)及研究能力采用小組討論+學(xué)生授課的方式。

針對(duì)有一定基礎(chǔ)可以采用類比方法學(xué)習(xí)的內(nèi)容及開放性的內(nèi)容進(jìn)行討論，例如，偏心受壓柱的破壞形態(tài)可能有哪些？這些與受彎構(gòu)件有什么不同？建立承載力計(jì)算公式的力學(xué)模型和受彎構(gòu)件有什么區(qū)別和聯(lián)系？本課程內(nèi)容受彎、受剪、受壓、受拉、受扭各構(gòu)件承載力計(jì)算方法相同，詳細(xì)介紹受彎構(gòu)件承載力計(jì)算的基礎(chǔ)上，其他手里類型的構(gòu)件設(shè)計(jì)具有相似性，所以小組討論的方法非常適合本課程。同樣，由于上述課程特點(diǎn)，小組討論后，把課程內(nèi)容制作成PPT進(jìn)行講解，這樣不斷鍛煉了學(xué)生辦公軟件的操作能力，也充分調(diào)動(dòng)了小組成員學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，達(dá)到了非常好的授課效果。

1.2.3 結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽+虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)

應(yīng)用型人才的培養(yǎng)不僅要求學(xué)生具有掌握基礎(chǔ)知識(shí)的能力，還要求學(xué)生有一定的動(dòng)手能力及科研能力。這些綜合素質(zhì)的培養(yǎng)必須靠第二課堂實(shí)現(xiàn)。由于土木工程專業(yè)綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的特點(diǎn)，作者在授課過程中鼓勵(lì)學(xué)生參加專業(yè)競(jìng)賽或加入教師的科研學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)中來。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的不同，作者所教授的班級(jí)多數(shù)參加全國(guó)結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)大賽，還有一部分參與了作者的研究課題，培養(yǎng)了學(xué)生一定的查閱文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等能力，為學(xué)生繼續(xù)深造打下了基礎(chǔ)。

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)之一，也是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的主要內(nèi)容。該內(nèi)容絕大多數(shù)是以實(shí)驗(yàn)背景得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)，而多數(shù)實(shí)驗(yàn)均為破壞性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成本高，設(shè)備復(fù)雜，危險(xiǎn)系數(shù)高等特點(diǎn)，教學(xué)實(shí)驗(yàn)開出條件有限，所以借助虛擬仿真實(shí)驗(yàn)很好的解決了本課程中內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

2 教學(xué)效果

學(xué)習(xí)通軟件的應(yīng)用，在很大程度上減少了學(xué)生上課“不抬頭”“玩手機(jī)”等現(xiàn)象，提高了課堂授課效率。另外，通過學(xué)習(xí)通軟件，教師根據(jù)訪問資源的情況也能多方面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而可以優(yōu)化課程設(shè)計(jì)完善教學(xué)內(nèi)容。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源目前比較有限，需要進(jìn)一步建設(shè)。作者所在高校通過校企合作、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，已經(jīng)建設(shè)“等強(qiáng)度梁多點(diǎn)靜態(tài)應(yīng)變虛擬仿真實(shí)驗(yàn)（http：//sqgxy.walkclass.com/projectView/vfd/71）”，推廣使用。并在此基礎(chǔ)上，立項(xiàng)省虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)并獲得資助。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建設(shè)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的必然方向，使之受益于更多的學(xué)生。

作者采用上述教學(xué)方法后，學(xué)生的期中、期末平均分?jǐn)?shù)均大幅度提高。期末考試不及格率也降至15%以下。學(xué)生對(duì)教師的評(píng)教結(jié)果也顯示，學(xué)生對(duì)本門課程的滿意度達(dá)到了98.5%。可見，課堂教學(xué)方式的改革對(duì)提高課堂質(zhì)量起了很大的作用。

3 結(jié)語

作者結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程特點(diǎn)及學(xué)生基礎(chǔ)，提出“學(xué)習(xí)通手機(jī)軟件”、分組討論及學(xué)生講課、結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等多元化的教學(xué)方式，并通過實(shí)踐，證實(shí)了該多元化的教學(xué)方法很大程度上提高了課堂質(zhì)量，取得了顯著成果：

第一，適應(yīng)信息與科技的發(fā)展需要，合理利用手機(jī)，提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)及參與課堂的積極性。

第二，通過手機(jī)資源共享及與學(xué)生的溝通，更明確課堂授課重難點(diǎn)；隨時(shí)完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，同時(shí)學(xué)習(xí)通平臺(tái)記錄，可以隨時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

第三，分組討論及學(xué)生講課，變學(xué)生為課堂主體，而非單一的理論知識(shí)點(diǎn)的單一思維的傳授，培養(yǎng)其思考和解決問題的能力。

第四，機(jī)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，拓展了學(xué)生專業(yè)知識(shí)的運(yùn)用及創(chuàng)新能力。通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)除增加學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣外，還能培養(yǎng)學(xué)生“知其然，知其所以然”的工程探究能力及解決工程實(shí)際問題的你能力。