基于互聯(lián)網(wǎng)+線上線下混合橋梁工程課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革與實(shí)踐

薛江 郭紅梅

摘?要：針對(duì)高校課程設(shè)計(jì)線上教育存在的弊端，文章提出了一種基于互聯(lián)網(wǎng)+線上線下混合橋梁工程課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革思路，即“拉長戰(zhàn)線、重點(diǎn)劃分、視頻自學(xué)、邊學(xué)邊做、定期答疑”的閉環(huán)式課程設(shè)計(jì)教學(xué)方案，通過在天津城建大學(xué)開展的實(shí)踐，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能動(dòng)性等方面都取得了一定的成效。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+;課程設(shè)計(jì);閉環(huán)式教學(xué)課設(shè)環(huán)節(jié)

在信息化的今天，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)的線上教學(xué)活動(dòng)成為解決這一問題最有效的辦法，對(duì)處于教育核心場(chǎng)域的師生來說，隨著科技和線上教學(xué)手段的發(fā)展，教學(xué)方式從課堂教學(xué)過渡到線上教學(xué)，但隨著線上教學(xué)的發(fā)展，其教學(xué)手段的不足也日益凸顯：課堂教學(xué)搬家、教學(xué)滿堂灌、超長直播授課、拿來資源多生成資源少、“甩手掌柜”式教學(xué)、作業(yè)多互動(dòng)少等，這些問題嚴(yán)重制約線上教學(xué)的持續(xù)推進(jìn)和質(zhì)量提升[1]?？梢姺此己吞綄じm合于各學(xué)科要求的線上教學(xué)方案已迫在眉睫，也為現(xiàn)代教育模式的發(fā)展打開了新窗口。

一、橋梁工程傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)完成過程中存在的問題

（一）教學(xué)時(shí)空受限

傳統(tǒng)的橋梁工程課程教學(xué)基本以班級(jí)為單位進(jìn)行授課，教務(wù)處按課程課時(shí)要求提前排好課表，教師和學(xué)生必須嚴(yán)格按照課表安排的時(shí)間和地點(diǎn)完成授課和學(xué)習(xí)任務(wù)，而課程設(shè)計(jì)任務(wù)通常在課程結(jié)束后，即課時(shí)的最后一至兩周內(nèi)下發(fā)，任務(wù)講解時(shí)間和空間必須同時(shí)兼顧學(xué)生和老師的安排，由于課堂時(shí)間短，師生雙方課余時(shí)間較少，這迫使老師很難針對(duì)每個(gè)學(xué)生的問題進(jìn)行答疑[2]，學(xué)生也很難在短時(shí)間內(nèi)將書本知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通到課設(shè)任務(wù)中，導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)的完成效果較差。

（二）教學(xué)資源較為單一

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)一般選用由學(xué)校統(tǒng)一訂購的課程教材和配套的ppt課件或任課老師自行編寫的課件輔導(dǎo)教學(xué)，老師講課過程大多按照教材順序講授，補(bǔ)充知識(shí)較少，而工科專業(yè)課程設(shè)計(jì)不僅需要課本知識(shí)，更需要更多經(jīng)驗(yàn)性設(shè)計(jì)知識(shí)，傳統(tǒng)課程教學(xué)顯然已經(jīng)不足以滿足使學(xué)生在課程結(jié)束后獨(dú)立完成課程知識(shí)的需求。

（三）教學(xué)節(jié)奏難把握

對(duì)于技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)性較強(qiáng)的橋梁工程課程來說，講課的速度應(yīng)該是“慢—正?！！3]”，即在每個(gè)課設(shè)主要重難點(diǎn)知識(shí)，包括橋梁尺寸設(shè)計(jì)、荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算、荷載組合選取、混凝土配筋設(shè)計(jì)、支座和墩臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算等部分時(shí)，都應(yīng)該放慢授課速度，待學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容有一定的統(tǒng)籌認(rèn)知，建立感性認(rèn)知后，循序漸進(jìn)地讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)和計(jì)算，而傳統(tǒng)教堂教學(xué)受課時(shí)和教材任務(wù)限制，很難針對(duì)課設(shè)任務(wù)進(jìn)行難點(diǎn)劃分和知識(shí)點(diǎn)重組再講授。

（四）教學(xué)和課設(shè)任務(wù)時(shí)間安排不合理

傳統(tǒng)橋梁工程課程教學(xué)和課程設(shè)計(jì)一般分開完成，以課程教學(xué)環(huán)節(jié)為主線，為了在課表要求的時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，通常在結(jié)課后，即課時(shí)最后一至兩周再下發(fā)課程設(shè)計(jì)任務(wù)，要求學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)自主查找資料并完成課程設(shè)計(jì)。由于課程都是分章節(jié)布置的零散知識(shí)點(diǎn)，加上時(shí)間有限，學(xué)生很難對(duì)所做設(shè)計(jì)有清晰的總體把握和思路，將書本分節(jié)的知識(shí)點(diǎn)帶入橋梁設(shè)計(jì)的過程中，同時(shí)，老師也很難再安排時(shí)間對(duì)學(xué)生在完成課設(shè)過程中遇到的難題進(jìn)行答疑，導(dǎo)致學(xué)生課設(shè)完成效果較差。

（五）核心知識(shí)難把握

傳統(tǒng)橋梁工程課程評(píng)定方式一般由課堂考勤、課程設(shè)計(jì)成績和期末考試組成，這種過于主觀和單一的評(píng)定方式在課程結(jié)束進(jìn)入課程設(shè)計(jì)任務(wù)后逐漸顯現(xiàn)出一些缺陷，如：課程對(duì)結(jié)構(gòu)零散知識(shí)點(diǎn)較為重視，而對(duì)學(xué)生的整體設(shè)計(jì)能力重視度較低，導(dǎo)致大部分學(xué)生對(duì)橋梁工程這門課程整體觀較弱（缺乏整體結(jié)構(gòu)概念，對(duì)整體設(shè)計(jì)過程不了解），在課程設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)無從下手;缺乏課本知識(shí)點(diǎn)與工程實(shí)際案例的對(duì)接了解，學(xué)生橋梁工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，缺乏興趣，導(dǎo)致課程核心概念知識(shí)學(xué)習(xí)不扎實(shí)，在課程設(shè)計(jì)任務(wù)中難以提出合理的方案設(shè)計(jì)和對(duì)比;對(duì)局部知識(shí)點(diǎn)手算能力較為重視，而對(duì)相關(guān)繪圖、建模和計(jì)算軟件（如CAD、Midas、力學(xué)求解器等）的運(yùn)用重視度較低，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)各類計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用太少，對(duì)其功能定位不準(zhǔn)確，或會(huì)用但不知其原理，在進(jìn)入課程設(shè)計(jì)任務(wù)后很難實(shí)現(xiàn)從簡(jiǎn)單題目的手算到用實(shí)用軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的過渡。

二、結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)的橋梁工程課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革實(shí)踐

（一）各種教學(xué)手段的運(yùn)用

橋梁工程是一門極具技術(shù)性和經(jīng)驗(yàn)性的課程，僅僅書本上的內(nèi)容很難給學(xué)生建立起一個(gè)立體的知識(shí)面，而在信息技術(shù)已經(jīng)十分發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)，正好可以運(yùn)用各種現(xiàn)代化教學(xué)手段，如圖像、模型和施工過程視頻錄像等為學(xué)生傳輸一個(gè)具體的從橋梁設(shè)計(jì)到建設(shè)的過程模擬。圖文結(jié)合、聲像結(jié)合，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時(shí)，使課程變得具體化、形象化。也使學(xué)生在完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)前對(duì)要設(shè)計(jì)的內(nèi)容有一個(gè)更具體的了解，明確要“做什么”“怎么做”“存在什么問題”以及要“得到什么樣的成果”的問題，避免出現(xiàn)只見局部，不見整體[2]，即學(xué)過的各部分知識(shí)點(diǎn)不知道用在橋梁設(shè)計(jì)過程中的什么地方的問題，在完成課設(shè)的時(shí)候達(dá)到事半功倍的效果。

（二）難點(diǎn)劃分，視頻自學(xué)

全國學(xué)生對(duì)線上教學(xué)的需求使互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被更多地引入課程教學(xué)后，中國大學(xué)MOOC平臺(tái)、學(xué)習(xí)通平臺(tái)和超星爾雅等線上教育平臺(tái)逐漸開發(fā)出更多功能。線上教學(xué)平臺(tái)擁有的一大優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存容量不受限制，教師可利用巨大的互聯(lián)網(wǎng)資源庫，秉著設(shè)計(jì)、開發(fā)和利用資源的理念不斷設(shè)計(jì)、優(yōu)化和積累現(xiàn)有資源，開發(fā)適宜學(xué)生、專業(yè)和課程的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)上教學(xué)資源和生成性資源，再將課程知識(shí)點(diǎn)根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)的進(jìn)度安排進(jìn)行重點(diǎn)劃分，按章節(jié)排布，根據(jù)重難點(diǎn)配套相應(yīng)的課件、視頻資源和課后作業(yè)，通過線上教育平臺(tái)上傳，按時(shí)推送給學(xué)生，并指導(dǎo)學(xué)生如何理解和運(yùn)用課程設(shè)計(jì)資料、如何依據(jù)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范著手開展設(shè)計(jì)，以此構(gòu)建有效的教育資源供需新體系。線上存放視頻教學(xué)資源的方式，可以最大化利用學(xué)生的碎片時(shí)間，視頻可重復(fù)觀看、調(diào)整速度和進(jìn)度條等功能也可以滿足不同學(xué)生的需求，再次鞏固課堂上一知半解的知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生在完成課程設(shè)計(jì)過程中遇到難點(diǎn)時(shí)，也可以隨時(shí)找到相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行再次學(xué)習(xí)，在提高學(xué)生完成課設(shè)效率的同時(shí)，很大程度上降低了老師對(duì)每個(gè)學(xué)生的問題進(jìn)行答疑的工作量。

（三）閉環(huán)式教學(xué)課設(shè)環(huán)節(jié)

高校教師可以利用各線上教學(xué)平臺(tái)完善新的閉環(huán)式教學(xué)課設(shè)環(huán)節(jié)，即教師在課程開始前先下發(fā)課程設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生在課程開始前明確學(xué)習(xí)本門課程的總體任務(wù)，和每節(jié)課要學(xué)習(xí)的部分，先對(duì)課程建立一個(gè)整體的認(rèn)知。在每堂課的學(xué)習(xí)過程中學(xué)生根據(jù)課設(shè)任務(wù)和相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)提出問題，再由教師講解。課后根據(jù)課程內(nèi)容完成相應(yīng)的課設(shè)部分，同時(shí)提出在完成課設(shè)任務(wù)過程中遇到的問題，通過平臺(tái)提交。指導(dǎo)教師定期檢查作業(yè)并回復(fù)，或通過互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上傳相關(guān)的知識(shí)文件;在下節(jié)課開始時(shí)，老師也可以根據(jù)平臺(tái)后臺(tái)留言補(bǔ)充學(xué)生存在疑問的知識(shí)點(diǎn)。通過這種提前布置課設(shè)任務(wù)的方式，實(shí)現(xiàn)“邊學(xué)邊做，定期檢查，拉長戰(zhàn)線”的全新橋梁工程課程設(shè)計(jì)完成模式，使學(xué)生在課程過程中更明確自己在做什么，以及學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)如何運(yùn)用于實(shí)際的工程項(xiàng)目，提高學(xué)生完成課設(shè)的積極性和完成效果。

（四）開展師生多元化互動(dòng)

多數(shù)應(yīng)用型本科院校開展線上教學(xué)后，普遍發(fā)現(xiàn)線上模式下影響學(xué)生學(xué)習(xí)效率的最大因素是學(xué)生自控力，即學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)積極性是決定學(xué)習(xí)質(zhì)量的關(guān)鍵因素[45]。傳統(tǒng)的線下授課模式中，由于老師能集中、高效地管理學(xué)生，在第一時(shí)間感知學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和課設(shè)完成度并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)受身邊同學(xué)影響，同組同學(xué)的課設(shè)完成度大多不會(huì)拉開太遠(yuǎn)。而線上教學(xué)模式下，學(xué)生分散于電子屏幕外，老師難以透過屏幕感知學(xué)生狀態(tài)，從而導(dǎo)致老師的主導(dǎo)作用減弱，學(xué)生的主觀能動(dòng)性作用成為影響其學(xué)習(xí)效率的第一因素，同時(shí)由于時(shí)空影響，同組同學(xué)之間交流減少，在這種情況下，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力之間的差距暴露出來，學(xué)生之間完成課設(shè)的進(jìn)度和效果差距也越來越大[6]，教師也很難再集中進(jìn)行難點(diǎn)解答。

而新的線上教學(xué)平臺(tái)提出的任務(wù)布置和師生互動(dòng)功能下，給了教師更多的課堂設(shè)計(jì)自由度，例如可以設(shè)置隨堂提問環(huán)節(jié)，學(xué)生必須在有限的時(shí)間內(nèi)回答問題并提交，否則視為缺課;可以給視頻課程增加在初次觀看完成前不可調(diào)進(jìn)度和速度的限制，學(xué)生必須至少完整觀看一遍視頻課程。同時(shí)，在進(jìn)行期末課程考核時(shí)，將隨堂提問效果、視頻課程觀看完成度和課后作業(yè)完成效果作為考核項(xiàng)目。另外，在下發(fā)課程設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，將學(xué)生進(jìn)行分組，學(xué)習(xí)完每個(gè)章節(jié)課程后，學(xué)生按章節(jié)完成課設(shè)任務(wù)并提交，教師再匿名發(fā)送給組內(nèi)每個(gè)成員，學(xué)生批改收到的課設(shè)后再次上交，即每個(gè)學(xué)生必須完成自己的課設(shè)任務(wù)，及同組成員的課設(shè)批改任務(wù)，教師再根據(jù)兩項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行綜合評(píng)分作為課設(shè)成績。

（五）多元化考核

一般來說，考核是提升學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性和檢查教師教學(xué)效果最有效的方式，對(duì)于橋梁工程課程設(shè)計(jì)，也可以從改進(jìn)考核方式的角度來提升設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量。在橋梁工程課程按重難點(diǎn)分節(jié)教學(xué)的同時(shí)，可以將課程設(shè)計(jì)過程也相應(yīng)地分階段完成，布置階段任務(wù)，進(jìn)行階段檢查，加強(qiáng)中間環(huán)節(jié)的監(jiān)督和管理，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)指正，在最后提交前可以給學(xué)生多次機(jī)會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正，在提高學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容理解深度的同時(shí)，確保設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量。

結(jié)合上述各環(huán)節(jié)的考核，最終形成以隨堂考勤、視頻課程觀看完成度、課后作業(yè)完成效果、課程設(shè)計(jì)和課程答辯分別記錄成績并按不同比例總和，作為本門課程的最后成績的考核形式。這種以成績占比劃分任務(wù)式教學(xué)，更方便教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)籌管理的同時(shí)，較大程度地調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能動(dòng)性。

三、教學(xué)改革實(shí)踐措施

天津城建大學(xué)在橋梁工程課程上以“拉長戰(zhàn)線、重點(diǎn)劃分、視頻自學(xué)、邊學(xué)邊做、定期答疑”的思路進(jìn)行了改革并初見成效，具體措施有：

（一）提前下發(fā)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

在課程開始前先下發(fā)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)順序?qū)⒄n程重點(diǎn)進(jìn)行整合再重新劃分章節(jié)，優(yōu)化和積累現(xiàn)有資源，開發(fā)適宜學(xué)生和課程的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)上教學(xué)資源和生成性資源，利用學(xué)習(xí)通線上教育平臺(tái)將課程課件、視頻資源和課后作業(yè)按時(shí)推送給學(xué)生。在課程之初先通過視頻觀看實(shí)際工程設(shè)計(jì)過程加深學(xué)生的課程整體概念認(rèn)知。

（二）按課程設(shè)計(jì)任務(wù)順序劃分課程章節(jié)

在課程學(xué)習(xí)中，按照課程設(shè)計(jì)任務(wù)的順序劃分章節(jié)，針對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)擬定不同的教學(xué)方案，如內(nèi)力計(jì)算章節(jié)，荷載組成部分的學(xué)習(xí)主要以學(xué)習(xí)規(guī)范為主，利用互聯(lián)網(wǎng)資源搜集各類工程案例的相關(guān)部分作為例題教學(xué)，使學(xué)生在學(xué)會(huì)規(guī)范規(guī)定的計(jì)算方法的同時(shí)，將書本的內(nèi)容對(duì)應(yīng)到工程實(shí)際任務(wù)中去;橫向分布系數(shù)的計(jì)算通常是學(xué)生在內(nèi)力計(jì)算學(xué)習(xí)中最困難的部分之一，通過在課程教學(xué)后布置手算作業(yè)和計(jì)算軟件作業(yè)并進(jìn)行結(jié)果對(duì)照的方式，使學(xué)生在深化了解計(jì)算原理的同時(shí)，學(xué)會(huì)實(shí)際工程項(xiàng)目相關(guān)計(jì)算軟件的使用;內(nèi)力組成部分的學(xué)習(xí)主要分為建模軟件的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，教師提前將結(jié)構(gòu)力學(xué)相關(guān)部分視頻教學(xué)資源與設(shè)計(jì)任務(wù)一起推送給學(xué)生，課堂上直接進(jìn)行軟件的教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生將力學(xué)知識(shí)與模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。由于結(jié)構(gòu)配筋的設(shè)計(jì)主要依賴規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)，再進(jìn)行驗(yàn)算確定，結(jié)構(gòu)配筋章節(jié)的教學(xué)主要以線上視頻教學(xué)的方式進(jìn)行，再通過互聯(lián)網(wǎng)搜集以往不同種類工程案例輔助教學(xué)。在課程教學(xué)進(jìn)行過程中以“老師引導(dǎo)、學(xué)生自學(xué)、分組討論”的形式加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。

（三）工程認(rèn)證概念成績?cè)u(píng)定

課程結(jié)束后，天津城建大學(xué)以工程認(rèn)證概念對(duì)學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定，將考核指標(biāo)分為計(jì)算書質(zhì)量、圖紙質(zhì)量和答辯質(zhì)量分別記錄成績?cè)侔幢壤M(jìn)行綜合計(jì)算。其中，計(jì)算書質(zhì)量主要考查學(xué)生模型分析能力、工程設(shè)計(jì)能力、工程計(jì)算能力、工程理論聯(lián)系實(shí)踐能力和橋梁設(shè)計(jì)軟件的使用能力;圖紙質(zhì)量主要考查學(xué)生主梁橫斷面整體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定的正確性、設(shè)計(jì)意圖的表達(dá)完整度和圖紙清晰度、結(jié)構(gòu)形式與工程實(shí)際的符合度及圖紙比例和布局的合理性、CAD繪圖能力及其是否符合制圖標(biāo)準(zhǔn);答辯環(huán)節(jié)主要考查學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)、基本概念的理解深度，設(shè)計(jì)思路是否清晰、熟悉規(guī)范，及是否具有良好的語言表達(dá)能力和邏輯思維能力。

結(jié)語

線上教育對(duì)教師和學(xué)生都提出了更高的要求。天津城建大學(xué)針對(duì)橋梁工程課程采取了一系列的課程設(shè)計(jì)教育改革措施，在各方面均取得了一定的成效，相對(duì)過去幾年學(xué)生課程設(shè)計(jì)成績不及格率明顯下降，同時(shí)優(yōu)良率也提高了幾個(gè)百分點(diǎn);學(xué)生課程設(shè)計(jì)完成態(tài)度有明顯提高，答疑和互動(dòng)率都保持較高的積極性;課程設(shè)計(jì)內(nèi)力計(jì)算速度和準(zhǔn)確度都有明顯提高，結(jié)構(gòu)配筋的效果提升不明顯;在進(jìn)行小組劃分，和工程實(shí)際案例輔助講解后，部分同學(xué)從被動(dòng)學(xué)習(xí)進(jìn)入了主動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，學(xué)習(xí)積極性有了顯著提高?？芍?，對(duì)于技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)性較強(qiáng)的橋梁工程課程來說，線上教學(xué)手段的運(yùn)用，提出閉環(huán)式教學(xué)課設(shè)環(huán)節(jié)，對(duì)課設(shè)任務(wù)進(jìn)行難點(diǎn)劃分、視頻自學(xué)、開發(fā)師生多元化互動(dòng)和多元化考核的方式，不僅是解決當(dāng)下教育難題的有效方法，更是傳統(tǒng)課堂教育和課設(shè)模式進(jìn)行改革的時(shí)代機(jī)遇。

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基金項(xiàng)目：天津城建大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目：基于“互聯(lián)網(wǎng)+微課”的橋梁工程課程教學(xué)改革與實(shí)踐（JGYBZ1924）;天津城建大學(xué)“課程思政”示范課建設(shè)項(xiàng)目（JGKS2009）

作者簡(jiǎn)介：薛江（1985—?），男，山東濟(jì)寧人，博士，講師，主要從事橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與震動(dòng)研究。

*通訊作者：郭紅梅。