本科課程結(jié)構(gòu)力學(xué)線上線下混合式教學(xué)改革思考

鄧紹云，邱清華*，韋春曉，黃瑩娜，劉世通，黃建淼

（1.北部灣大學(xué)；2.廣西高校人文社科重點(diǎn)研究基地北部灣海洋文化研究中心，廣西欽州 535011）

一、背景

課程建設(shè)是高校人才培養(yǎng)質(zhì)量提升的關(guān)鍵，也是高校專業(yè)建設(shè)與學(xué)科建設(shè)乃至整個(gè)高校建設(shè)的基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)力學(xué)作為土建本科專業(yè)最為重要的一門(mén)專業(yè)課程，它的建設(shè)是土建類本科專業(yè)學(xué)科建設(shè)的突破點(diǎn)，也是人才培養(yǎng)質(zhì)量提升的亮點(diǎn)和要點(diǎn)。結(jié)構(gòu)力學(xué)作為關(guān)鍵的專業(yè)必修課程和主體課程，學(xué)生們反映難學(xué)，教師們反映難教，故一向教學(xué)效果不是很好。2020年，我國(guó)的各大高校廣泛開(kāi)展線上教學(xué)，在開(kāi)展線上教學(xué)的同時(shí)，線下教學(xué)的重要性和必要性得到了進(jìn)一步的呼喚和要求，線上教學(xué)與線下教學(xué)的時(shí)間和內(nèi)容分配值得廣大教師的探討與思考。

北部灣大學(xué)充分考慮到線上教學(xué)與線下教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)及現(xiàn)實(shí)情況，開(kāi)展了校內(nèi)線上線下混合式本科課程的教學(xué)改革項(xiàng)目申報(bào)與審核及立項(xiàng)建設(shè)工作，并立項(xiàng)十余項(xiàng)北部灣大學(xué)“線上線下示范課”建設(shè)項(xiàng)目，線上線下混合式本科課程結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革建設(shè)項(xiàng)目就在這種情形下產(chǎn)生和實(shí)施的。

二、基本情況

線上線下混合式本科課程結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革建設(shè)項(xiàng)目立項(xiàng)于2019年12月，建設(shè)期限為兩年，負(fù)責(zé)人及建設(shè)成員一共有5-6人，這些建設(shè)成員包括專任教師和管理教學(xué)的教學(xué)秘書(shū)。專任教師有從事多年結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)的中年教師，也有原先在設(shè)計(jì)院或工程建設(shè)一線單位工作多年的中青年教師，還有剛從高校本科畢業(yè)或碩士畢業(yè)的年輕教師，這些專任教師分別擔(dān)任結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)改革項(xiàng)目建設(shè)的主講、副講及輔助等身份。負(fù)責(zé)人及建設(shè)成員有的負(fù)責(zé)課程教學(xué)、有的負(fù)責(zé)課程建設(shè)過(guò)程中的資料收集和教學(xué)視頻的錄制以及試卷庫(kù)的建設(shè)。建設(shè)經(jīng)費(fèi)為10 000元，本課程的教學(xué)實(shí)際情況是課堂教學(xué)80課時(shí)，而結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)訓(xùn)32課時(shí)，授課對(duì)象為大土木相關(guān)專業(yè)的本科生，授課學(xué)生數(shù)量大概有600人，數(shù)量龐大。

自建筑工程學(xué)院成立以來(lái)，結(jié)構(gòu)力學(xué)就是所有土木建筑及港航專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是三大工程力學(xué)課程中最難又最為關(guān)鍵的課程，其課時(shí)安排也是所有課程中最多的一門(mén)課程。由于結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生必須具有一定的數(shù)學(xué)、物理和力學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，所以必須安排較為可靠的教師講授該課程，這種老師一般要求要具有土木工程的專業(yè)基礎(chǔ)，且學(xué)歷、職稱層次比較高，工作經(jīng)驗(yàn)豐富。所以我們安排了這樣一個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)：該團(tuán)隊(duì)的教師年齡結(jié)構(gòu)良好，能起到傳幫帶的作用；工作經(jīng)歷結(jié)構(gòu)較好，有來(lái)自研究院、高校、設(shè)計(jì)院的教師；經(jīng)驗(yàn)閱歷豐富，能給學(xué)生傳授豐富的知識(shí)和技能。

結(jié)構(gòu)力學(xué)在建筑工程學(xué)院所有專業(yè)（土木工程、工程造價(jià)、港航海岸工程）均開(kāi)設(shè)且是一門(mén)非常重要的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，安排課時(shí)有80課時(shí)。由于建筑工程學(xué)院成立的時(shí)間不久，該課程的建設(shè)時(shí)間不長(zhǎng)，從而沒(méi)有課程獲獎(jiǎng)的情況，但具有獲獎(jiǎng)的潛力和實(shí)力。

三、教學(xué)改革內(nèi)容

（一）改革目標(biāo)

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的改革目標(biāo)是打造校級(jí)精品課程，提高建筑工程學(xué)院乃至整個(gè)學(xué)校相關(guān)專業(yè)的課程教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，打造優(yōu)秀的教學(xué)師資隊(duì)伍，加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，以該項(xiàng)目為契機(jī)培養(yǎng)相關(guān)教師，并逐步將該課程向省級(jí)精品課程打造，為培養(yǎng)校級(jí)教學(xué)名師提供條件。

實(shí)施結(jié)構(gòu)力學(xué)精品課程的建設(shè)，課程組教師要以現(xiàn)代教育思想為先導(dǎo)，以提高教學(xué)質(zhì)量為核心，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)。教師要根據(jù)土木工程專業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的要求，統(tǒng)籌知識(shí)結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方法設(shè)計(jì)、教學(xué)過(guò)程實(shí)施和教學(xué)結(jié)果評(píng)價(jià)諸方面的協(xié)調(diào)，初步建立“和諧教學(xué)模式”和“有效教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)”的結(jié)構(gòu)力學(xué)現(xiàn)代化教學(xué)體系，有效地提升我院土木專業(yè)高等學(xué)校本科教學(xué)的質(zhì)量和水平，為培養(yǎng)應(yīng)用型建設(shè)人才發(fā)揮重要作用。

（二）改革內(nèi)容

1.改進(jìn)教學(xué)方法

結(jié)構(gòu)力學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)方法過(guò)于強(qiáng)調(diào)教師的講解，而忽視了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。本項(xiàng)目的目的是探究能更好地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和考試成績(jī)，提高學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力、自學(xué)能力和表達(dá)能力的教學(xué)方法。

2.完善有效的教學(xué)檢測(cè)體系

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程在接受院、系教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的同時(shí)，要從保證教師教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面入手，完善課程質(zhì)量檢測(cè)體系。結(jié)構(gòu)力學(xué)課程要本著精講多練的原則，注意增加實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，教師在嚴(yán)格把控教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，也要確保習(xí)題以及作業(yè)的數(shù)量和質(zhì)量。

3.完成結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)大綱的修改和制定

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程改革要針對(duì)應(yīng)用型本科院?！皯?yīng)用型、實(shí)用型”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)現(xiàn)有其他院校的教學(xué)大綱進(jìn)行借鑒，制定既不失課程重點(diǎn)又能適合應(yīng)用型本科學(xué)生的教學(xué)大綱，使教學(xué)重點(diǎn)向培養(yǎng)應(yīng)用型、實(shí)用型人才的方向發(fā)展。

4.按照教學(xué)大綱，編寫(xiě)教案

良好的教學(xué)必須要有高質(zhì)量的教案，教學(xué)組教師必須認(rèn)真?zhèn)湔n，寫(xiě)好每一堂課的教案，以便提升教學(xué)質(zhì)量。

5.完成多媒體課件的制作

結(jié)構(gòu)力學(xué)以計(jì)算為主，教學(xué)內(nèi)容比較枯燥，多媒體課件要將計(jì)算過(guò)程通過(guò)動(dòng)畫(huà)的形式生動(dòng)地展現(xiàn)給學(xué)生，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

6.優(yōu)化課后作業(yè)習(xí)題

結(jié)構(gòu)力學(xué)是一門(mén)比較難學(xué)的課程，教師要盡可能使學(xué)生在課上所學(xué)的理論知識(shí)得到充分鞏固，課后習(xí)題必須要有針對(duì)性和目的性，力求使學(xué)生通過(guò)做課后習(xí)題能夠收獲到足夠多的知識(shí)。

7.確定課程的考核方案

結(jié)構(gòu)力學(xué)的課程考核不能只通過(guò)期末考試來(lái)考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，還應(yīng)在平時(shí)通過(guò)課上提問(wèn)或筆試的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，以此督促學(xué)生對(duì)學(xué)到的知識(shí)及時(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)。

四、改革方案與計(jì)劃

結(jié)構(gòu)力學(xué)是普通高等院校土木工程專業(yè)土建、路橋、水利類的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，是我院的重點(diǎn)建設(shè)課程之一。一方面，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程以高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等課程為基礎(chǔ)；另一方面，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程又是鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)抗震等專業(yè)課的基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)力學(xué)課程在整個(gè)課程體系中處于承上啟下的核心地位，對(duì)其進(jìn)行混合式教學(xué)改革項(xiàng)目“結(jié)構(gòu)力學(xué)精品課程”的建設(shè)有著極為重要的意義。

（一）建立結(jié)構(gòu)力學(xué)現(xiàn)代化教學(xué)體系

1.和諧教學(xué)模式的構(gòu)建

結(jié)構(gòu)力學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的以下能力為目的：

（1）分析能力：對(duì)常用的桿件結(jié)構(gòu)具有選擇計(jì)算簡(jiǎn)圖的初步能力、并能根據(jù)具體問(wèn)題選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算方法。

（2）計(jì)算能力：具有對(duì)各種靜定、超靜定結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的能力，具有對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核、對(duì)內(nèi)力分布的合理性作出判斷的能力，初步具有使用結(jié)構(gòu)計(jì)算程序的能力。

（3）自學(xué)能力：具有自學(xué)和閱讀結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)參考書(shū)的能力。

（4）表達(dá)能力：作業(yè)要清晰、整潔、嚴(yán)謹(jǐn)。

鑒于以上目的，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程要建立板書(shū)與多媒體相結(jié)合、課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的“學(xué)教和諧”教學(xué)模式，通過(guò)各種途徑讓學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)的重要內(nèi)容，并為學(xué)生以后的工作學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

2.有效教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)體系的完善

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程在接受院、系教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的同時(shí)，要從保證教師教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面入手，完善課程質(zhì)量檢測(cè)體系。

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程要本著精講多練的原則，注意增加實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，教師在嚴(yán)格把控教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，也要確保習(xí)題以及作業(yè)的數(shù)量和質(zhì)量。

3.線上線下教學(xué)時(shí)間和精力的合理配置

線上線下混合式教學(xué)模式要求結(jié)構(gòu)力學(xué)的課程教學(xué)既不能完全是線上教學(xué)，也不能全部是線下教學(xué)，而是線上與線下混合。線上線下混合式教學(xué)模式不是簡(jiǎn)單地把線上教學(xué)和線下教學(xué)分開(kāi)，而應(yīng)該是在進(jìn)行線上教學(xué)的同時(shí)，融入線下教學(xué)的教學(xué)方式和內(nèi)容，線下教學(xué)要加入線上的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，這就要求教師要對(duì)線上教學(xué)與線下教學(xué)進(jìn)行合理選擇。

（二）教學(xué)資源與設(shè)備及環(huán)境的準(zhǔn)備

1.線上教學(xué)資源的準(zhǔn)備

線上教學(xué)離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)，但不能完全等同于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。線上教學(xué)還有一個(gè)較高的要求就是課程教師能充分和靈活地運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)和資料，比如中國(guó)大學(xué)慕課MOOC、釘釘在線課堂、騰訊課堂、網(wǎng)易云課堂、華文慕課、好大學(xué)在線、咪咕學(xué)堂、萬(wàn)門(mén)大學(xué)、云班課等平臺(tái)。線上教學(xué)要求結(jié)構(gòu)力學(xué)的課程任課教師能熟練使用這些網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)，并且還要學(xué)會(huì)把教學(xué)資料應(yīng)用于自己的教學(xué)實(shí)踐中。

2.線上教學(xué)設(shè)備與環(huán)境的準(zhǔn)備

線上教學(xué)需要相應(yīng)的軟件和硬件組成相關(guān)的教學(xué)設(shè)備與環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)的通暢是極為必要的。線上教學(xué)需要CPU i5及以上的處理器，網(wǎng)絡(luò)盡量保證5兆以上寬帶，帶攝像頭獨(dú)立聲卡，需要配一個(gè)手寫(xiě)板。此外，還需要相關(guān)的制作教學(xué)視頻和播放教學(xué)資源的軟件，這些軟件因人而異、因情而異。

3.線下教學(xué)資料的準(zhǔn)備

線下教學(xué)資料的準(zhǔn)備要求教師能吃透線上優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，要求教師將這些優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源吃透、消化并能融入平時(shí)的教學(xué)中，同時(shí)又不能割裂線上教學(xué)。其實(shí)質(zhì)就是要求教師要對(duì)線上原有的教學(xué)資源進(jìn)行重組和優(yōu)配，精化和優(yōu)化教學(xué)資料，將其應(yīng)用到結(jié)構(gòu)力學(xué)線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐中去。

五、預(yù)期目標(biāo)與創(chuàng)新點(diǎn)

線上線下混合式本科課程結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革建設(shè)項(xiàng)目擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題及其目標(biāo)是：土建類本科專業(yè)的必修專業(yè)課程結(jié)構(gòu)力學(xué)課程建設(shè)質(zhì)量及其評(píng)價(jià)指標(biāo)與體系的構(gòu)建是否合理和優(yōu)越？這要參考其他高校和教師的做法，加以比較分析、優(yōu)化選擇，構(gòu)建適合本校本院本課程本學(xué)生的合理評(píng)價(jià)指標(biāo)及體系，并加以實(shí)踐檢驗(yàn)。利用網(wǎng)上已有的一些資源進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的建設(shè)，這樣更節(jié)省時(shí)間、人力、物力和財(cái)力，建設(shè)效果好，建設(shè)周期短，教學(xué)團(tuán)隊(duì)的效果顯著。

六、目標(biāo)實(shí)現(xiàn)成果與反思

線上線下混合式本科課程結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革建設(shè)項(xiàng)目從2018年開(kāi)始實(shí)施，經(jīng)過(guò)近五年的課程建設(shè)經(jīng)歷，取得了以下的豐碩成果：

1.完成了結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)大綱的修改和制定

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程改革針對(duì)應(yīng)用型本科院校“應(yīng)用型、實(shí)用型”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，借鑒了其他院校土木工程本科專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)大綱，并對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)大綱進(jìn)行了全面修改，在形式上最大的體現(xiàn)就是壓縮了課時(shí)，由原來(lái)的80個(gè)課時(shí)壓縮到64個(gè)課時(shí)，教授內(nèi)容進(jìn)行了壓縮，主要去除了“結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)”部分。

2.按照新的教學(xué)大綱，編寫(xiě)新教案

線上線下混合式本科課程結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革建設(shè)項(xiàng)目要求任課教師編寫(xiě)新的教案，新的教案必須體現(xiàn)線上教學(xué)和線下教學(xué)的混合模式、混合形式、混合手段以及線上線下教學(xué)時(shí)間的詳細(xì)分配。

3.完成了多媒體課件的制作

多媒體教學(xué)課件在很大程度上體現(xiàn)了課程任教老師的能力和水平，要求教師必須自己制作多媒體課件，不能在網(wǎng)上復(fù)制，而應(yīng)該綜合多個(gè)優(yōu)質(zhì)資源并融入自己的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，并要求教學(xué)課件要體現(xiàn)本校本專業(yè)和本時(shí)段的實(shí)際情況。

4.優(yōu)化了課后作業(yè)習(xí)題

很多教師認(rèn)為學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程就必須好好努力做習(xí)題，從而給學(xué)生布置大量的作業(yè)，讓學(xué)生苦不堪言。本校的結(jié)構(gòu)力學(xué)課題組改革了這一做法：課題組考慮到結(jié)構(gòu)力學(xué)是一門(mén)比較難學(xué)的課程，要盡可能地使學(xué)生在課上所學(xué)的理論知識(shí)得到充分鞏固，課后習(xí)題必須要有針對(duì)性和目的性，力求使學(xué)生通過(guò)做課后習(xí)題能夠收獲到足夠多的知識(shí)。課題組還要求教師布置作業(yè)要精簡(jiǎn)，要有強(qiáng)烈的針對(duì)性，不求量而求質(zhì)，數(shù)量盡量少，每題必有結(jié)構(gòu)力學(xué)的講解主題內(nèi)容相呼應(yīng)。

5.確定并完善了課程的考核方案

對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)的課程進(jìn)行考核，本課題組教師做到不能只通過(guò)期末考試來(lái)考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，還應(yīng)在平時(shí)通過(guò)課上提問(wèn)或筆試的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，以此督促學(xué)生對(duì)學(xué)到的知識(shí)及時(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)。從而增加了平時(shí)考勤和課堂回答問(wèn)題及活躍度的成績(jī)考量比例，課程結(jié)課考試成績(jī)占總成績(jī)的60%，而平時(shí)成績(jī)及考勤與活躍度等考量成分占40%。

6.學(xué)生結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的成績(jī)得到了提高

結(jié)合土木2016屆、2017屆、2018屆、2019屆、2020屆和港航2017屆、2018屆、2019屆和2020屆兩個(gè)專業(yè)學(xué)生的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程考試成績(jī)，發(fā)現(xiàn)雖然高考生源質(zhì)量下降，但結(jié)構(gòu)力學(xué)課程因?yàn)榻虒W(xué)改革的推進(jìn)，學(xué)生的成績(jī)得到了明顯的提高，補(bǔ)考率大大降低，重修學(xué)生也大大減少。