基于“兩性一度”的“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”金課建設(shè)與實(shí)踐

景月嶺，魏松 （合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥 230009）

1 引言

教育部高等教育司司長吳巖提出教育部今后要大力推進(jìn)“金課”建設(shè)，包括線下“金課”、線上“金課”、線上線下混合式“金課”、虛擬仿真“金課”和社會實(shí)踐“金課”[1]。金課建設(shè)要滿足“兩性一度”要求。即高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度。所謂“高階性”就是知識、能力、素質(zhì)三者的有機(jī)融合，是要培養(yǎng)大學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力及思維方法。所謂“創(chuàng)新性”是課程內(nèi)容要反映時(shí)代性和前沿性，教學(xué)形式呈現(xiàn)互動(dòng)性和先進(jìn)性，學(xué)習(xí)結(jié)果具有探究性和個(gè)性化。所謂“挑戰(zhàn)度”是指課程有一定難度，老師備課和學(xué)生課下有較高要求[2]。積極推進(jìn)“金課”建設(shè)是國家重視高等教育的體現(xiàn)，是國家提高大學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要發(fā)力點(diǎn)，也是當(dāng)前教學(xué)改革的主導(dǎo)方向[3]，如何打造金課是目前高校教師教學(xué)研究的重點(diǎn)。本文將結(jié)合"鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)"課程，探討金課建設(shè)的研究內(nèi)容。

2 現(xiàn)狀分析

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是水利工程中最基本的結(jié)構(gòu)形式，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程也是水利工程類專業(yè)中最為重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程[4]。該課程一般在大三開設(shè)，往往是該專業(yè)學(xué)生接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算理論是建立在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)之上，構(gòu)造要求更是試驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，同時(shí)又是一門鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的課程，與工程實(shí)踐緊密相關(guān)，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)往往覺得內(nèi)容太多太散，不容易抓住重點(diǎn)和建立系統(tǒng)的概念。而學(xué)生缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對構(gòu)造要求及規(guī)范中一些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的取法一知半解，傳統(tǒng)的授課方式又以講授法教學(xué)為主，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果很難及時(shí)反饋給授課教師。其次，以往的授課內(nèi)容以教材為主，而教材內(nèi)容的編排不能跟隨鋼筋混凝土技術(shù)的發(fā)展而及時(shí)更新。課程試驗(yàn)內(nèi)容較少或者內(nèi)容單一，無法有效支撐鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的理論教學(xué)。因此，作為水利水電工程核心課程的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要想達(dá)到“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“金課”建設(shè)要求，就必須緊跟鋼筋混凝土技術(shù)的發(fā)展趨勢，將混凝土新技術(shù)引入到課程教學(xué)，同時(shí)采用MOOC、雨課堂等新的教學(xué)手段，增加課程的高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度。

3 金課建設(shè)研究內(nèi)容

3.1 課程資源凝練

本課程教材主要選用普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》，由河海大學(xué)、武漢大學(xué)、大連理工大學(xué)、鄭州大學(xué)四校合編。輔導(dǎo)書選用汪基偉、夏友明主編的《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

本課程的網(wǎng)絡(luò)課程利用“中國大學(xué)MOOC”水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)線上教學(xué)開展課前線上學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，該課程為國家精品網(wǎng)絡(luò)課程，由河海大學(xué)冷飛、汪基偉、姚菲、蔣建華四位教師主講。

3.2 教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)是保障課程順利實(shí)施的前提條件。根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程的性質(zhì)，要求教學(xué)團(tuán)隊(duì)既要有鋼筋混凝土理論的授課教師，又要有鋼筋混凝土工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師。目前作者所在的課程組由三位教師構(gòu)成。其中，一位主講教師曾經(jīng)在設(shè)計(jì)院工作7年，具有豐富的水利工程實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)；另一位主講教師具有三年水工結(jié)構(gòu)工程方面的海外留學(xué)經(jīng)歷，擁有堅(jiān)實(shí)的混凝土結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)；還有一位主講教師具有十余年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、較高的水利工程研究水平。同時(shí)，本課題的實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分由我校學(xué)院結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師具備豐富的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，保證線下課程實(shí)驗(yàn)的高質(zhì)量完成。

3.3 教學(xué)內(nèi)容的梳理

“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”課程是水利類專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，根據(jù)金課的“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)、課程目標(biāo)以及選用的教材，并基于學(xué)校實(shí)驗(yàn)室條件及實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，制定了鋼筋混凝土適筋梁彎曲破壞實(shí)驗(yàn)、鋼筋混凝土超筋梁彎曲破壞實(shí)驗(yàn)、鋼筋混凝土簡支梁剪切破壞實(shí)驗(yàn)三個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。再根據(jù)主講老師特長，制定詳細(xì)的授課計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。最后，根據(jù)水利水電工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系的安排確定教學(xué)內(nèi)容。厘清課程體系中各門課程的先后關(guān)系，如鋼筋混凝土類型結(jié)構(gòu)及剛架結(jié)構(gòu)是水電站廠房常見的結(jié)構(gòu)形式，因此，該部分內(nèi)容需要在學(xué)生學(xué)習(xí)“水電站”課程之前教授完畢。另外，隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)在水利工程中的普遍應(yīng)用，本課程還將預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)納入到教學(xué)內(nèi)容中，從而保障教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性和合理性。

3.4 教學(xué)方法改進(jìn)

為了適應(yīng)線上線下混合式“金課”模式，需要改變原有的上課節(jié)奏，探討在較少的線下課程時(shí)間內(nèi)，保證實(shí)現(xiàn)“兩性一度”的具體教學(xué)方法和師生互動(dòng)模式。本課程基于國家精品課程慕課河海大學(xué)的水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行異步SPOC教學(xué)。首先，課前任教教師在中國大學(xué)MOOC發(fā)布課程教學(xué)內(nèi)容及國家精品課程視頻，學(xué)生課前觀看課程視頻，并在課程討論區(qū)反饋課程疑難點(diǎn)。課中基于雨課堂平臺教師根據(jù)學(xué)生反饋的疑難點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講解，同時(shí)，對講授內(nèi)容和課前視頻內(nèi)容實(shí)施隨機(jī)測試，及時(shí)了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況。課后通過雨課堂發(fā)布作業(yè)，學(xué)生通過雨課堂提交，教師在雨課堂批改并反饋給學(xué)生。

3.5 優(yōu)化課程考核方式

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原有的考核方式較為單一，期末考試占比高達(dá)70%，不利于全面考察學(xué)生對理論知識及實(shí)踐方面的掌握情況。近年來，隨著MOOC、雨課堂等智慧教學(xué)平臺的快速發(fā)展，為多元化、多層次的考核方式的管理提供了技術(shù)手段[5]。為了實(shí)現(xiàn)“金課”的建設(shè)目標(biāo)，本課程改變以往采用期末考試的考核方式，注重學(xué)習(xí)過程考核，基于MOOC和雨課堂平臺采用更為多元化的考核方式，如圖1所示，本課程考核方式中課堂測試占20%，作業(yè)撰寫占10%，課堂演講占10%，期中考試占20%，實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告占10%，期末考試占30%。加強(qiáng)理論知識與實(shí)踐能力考核相結(jié)合，從多個(gè)維度考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

圖1 課程考核方式構(gòu)成

4 基于MOOC和雨課堂構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)模式

“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”按照線上線下混合式“金課”建設(shè)要求，在減少線下教學(xué)時(shí)間的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)進(jìn)度安排，采取更加靈活的教學(xué)模式，按照“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)學(xué)習(xí)過程管理，全面梳理課程教學(xué)內(nèi)容，與“中國大學(xué)MOOC”水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)課程實(shí)現(xiàn)對接，合理增加學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度、提高課程難度、增進(jìn)課程深度，切實(shí)改善課程教學(xué)質(zhì)量。根據(jù)課程目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)模式。由圖2所示，課前教師在線上發(fā)布課程的視頻學(xué)習(xí)資源，并開放慕課堂討論區(qū)，學(xué)生觀看視頻學(xué)習(xí)過程中遇到的疑惑可以通過討論區(qū)反饋，同時(shí)，教師可以通過雨課堂在課前推送預(yù)習(xí)課件和一些拓展性的學(xué)習(xí)資源。然后，上課時(shí)采用反轉(zhuǎn)課堂的形式，先由四組學(xué)生匯報(bào)慕課視頻中講授的知識點(diǎn)。根據(jù)學(xué)生匯報(bào)以及慕課堂討論區(qū)反饋的問題，教師采用雨課堂講解重難點(diǎn)，同時(shí)打開雨課堂的彈幕，實(shí)時(shí)了解學(xué)生的接受效果，對存在問題的地方進(jìn)行重點(diǎn)講解。課后通過雨課堂推送作業(yè)及復(fù)習(xí)資料，學(xué)生在慕課堂討論區(qū)反饋課上講解、作業(yè)、復(fù)習(xí)資料存在的問題，教師可通過討論區(qū)與學(xué)生互動(dòng)。同時(shí)，針對本課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，在線下講解實(shí)驗(yàn)原理、方法、實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫等內(nèi)容，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)操加載、量測、數(shù)據(jù)處理與分析等，最后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

圖2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)線上線下混合式教學(xué)模式

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)線上線下混合式教學(xué)模式已應(yīng)用于合肥工業(yè)大學(xué)的水利水電工程專業(yè)的教學(xué)，以2017級水利2班為例，該班共有學(xué)生37人，通過慕課堂可以導(dǎo)出該班的線上課程數(shù)據(jù)，慕課堂共發(fā)布課程視頻80個(gè)，從圖3的視頻學(xué)習(xí)人數(shù)分布可以看出，大多數(shù)的視頻學(xué)習(xí)人數(shù)在30人以上，表明絕大數(shù)學(xué)生都學(xué)習(xí)了課程視頻。從圖4的人均觀看視頻時(shí)長指數(shù)分布可以看出，人均觀看視頻時(shí)長指數(shù)基本在1.0以上，表明發(fā)布的教學(xué)視頻都得到了完整觀看（本文定義人均觀看視頻時(shí)長指數(shù)為視頻人均觀看時(shí)長與視頻本身時(shí)長的比例）。因此基于MOOC的線上學(xué)習(xí)方式可以對學(xué)生的線上學(xué)習(xí)情況進(jìn)行有效管理，并且在線下的反轉(zhuǎn)課堂、課堂測試等環(huán)節(jié)檢驗(yàn)學(xué)生的線上學(xué)習(xí)效果，進(jìn)而在學(xué)習(xí)效果較弱的知識點(diǎn)做有針對性的講解。這種線上線下混合式教學(xué)模式一方面改變傳統(tǒng)的填鴨式教育，一定程度上增加了課程難度，給與學(xué)生較多的學(xué)習(xí)、思考時(shí)間，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。另一方面，節(jié)省了傳統(tǒng)知識點(diǎn)的講授時(shí)間，而對同學(xué)線上學(xué)習(xí)反映的問題進(jìn)行有針對性的答疑解惑。由此多出的時(shí)間，可以用于教師講解鋼筋混凝土理論的最新進(jìn)展以及最新應(yīng)用，同時(shí)，給學(xué)生布置難度較大的開放性選題，通過小組討論及匯報(bào)的方式，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成高效思維方式，學(xué)習(xí)結(jié)果具有探究性和個(gè)性化。MOOC和雨課堂平臺的應(yīng)用，保障教學(xué)形式上體現(xiàn)智能化和師生間充分的互動(dòng)性。綜上，本課程的教學(xué)模式圍繞“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)展開，滿足線上線下混合式“金課”的建設(shè)目標(biāo)。

圖3 視頻學(xué)習(xí)人數(shù)分布

圖4 人均觀看視頻時(shí)長指數(shù)分布

5 結(jié)論

“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”作為水利水電工程專業(yè)的核心課程，課程的教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)效果直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及人才培養(yǎng)質(zhì)量。本文首先分析了該課程的教學(xué)現(xiàn)狀，然后對作者所在的課程組利用“中國大學(xué)MOOC”水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)線上教學(xué)，開展課前線上學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，在線下通過雨課堂集中進(jìn)行課堂知識應(yīng)用、理論分析、問題討論、能力訓(xùn)練和測試評價(jià)等，同時(shí)，開展線下課程實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練與實(shí)踐，以實(shí)現(xiàn)高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的“金課”建設(shè)要求。