“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程教學(xué)新模式的探索與實(shí)踐

［摘 要］ 為響應(yīng)《關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》，提高本科教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)課題組探索了“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程教學(xué)的新模式，即以線下教學(xué)為主，結(jié)合線上直播授課、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)以及QQ交流群內(nèi)討論答疑的方式開展課程教學(xué)，在盡可能給予學(xué)生最好的課堂學(xué)習(xí)體驗(yàn)的同時(shí)，也為他們提供優(yōu)質(zhì)的課后學(xué)習(xí)資料。線上與線下并行、理論與實(shí)踐結(jié)合是該新模式探索的關(guān)鍵。此外，引入鋼結(jié)構(gòu)工程中蘊(yùn)含的豐富的思政元素，綜合提升學(xué)生的專業(yè)知識(shí)與思想品德素養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］ 本科教學(xué)新模式；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理；線上與線下并行教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)；QQ交流群

［基金項(xiàng)目］ 2020年度西南交通大學(xué)教改項(xiàng)目“新工科背景下交通土建特色專業(yè)未來卓越工程師工匠精神培養(yǎng)的探索與實(shí)踐”（20201001-07）；2021—2023年四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目“賽訓(xùn)融合、創(chuàng)新發(fā)展，探土木雙創(chuàng)人才培養(yǎng)新模式”（JG2021-264）

［作者簡介］ 余志祥（1976—），男，四川峨眉山人，博士，西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院教授，主要從事結(jié)構(gòu)工程研究；陳景鑫（2002—），男，四川成都人，西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院2020級(jí)土木工程專業(yè)本科生，研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)工程；張 明（1983—），男，黑龍江佳木斯人，博士，西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院副教授（通信作者），主要從事結(jié)構(gòu)工程研究。

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）15-0081-04 ［收稿日期］ 2023-05-15

引言

提高本科教學(xué)質(zhì)量是教育部發(fā)布的《關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》的一個(gè)重要目標(biāo)，旨在堅(jiān)持立德樹人，圍繞學(xué)生忙起來、教師強(qiáng)起來、管理嚴(yán)起來、效果實(shí)起來，深化本科教育教學(xué)改革，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人［1］。

“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程組在充分發(fā)揮常規(guī)線下教學(xué)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，引入諸如騰訊課堂、線上教學(xué)資源庫、QQ學(xué)術(shù)交流討論群等現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)資源平臺(tái)，融合創(chuàng)新構(gòu)建“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程未來課堂新模式，引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)，切實(shí)有效提高本科生學(xué)習(xí)興趣和效率。

在上述思想的指引下，“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程將主要內(nèi)容拆分為“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及理論”“各種連接原理及設(shè)計(jì)方法”和“梁、柱力學(xué)性能分析”三大部分。線下教學(xué)環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)講解“各種連接原理及設(shè)計(jì)方法”和“梁、柱力學(xué)性能分析”兩大模塊。教師通過騰訊課堂與學(xué)生討論學(xué)習(xí)“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及理論”模塊。課后，學(xué)生可以利用線上教學(xué)資源庫對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，并對(duì)關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。此外，利用QQ學(xué)術(shù)交流討論群，生生之間、師生之間可建立無時(shí)間和無空間限制的自由交流討論平臺(tái)。

一、新教學(xué)模式的構(gòu)建

作為信息化教學(xué)的主流模式，相較于傳統(tǒng)教學(xué)方式，線上教學(xué)有著眾多優(yōu)勢(shì)：其優(yōu)質(zhì)資源成本相對(duì)更低，學(xué)習(xí)效率更加高效，對(duì)不同的學(xué)習(xí)者更有針對(duì)性?？紤]到順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，不斷提高教學(xué)質(zhì)量的初衷，本教學(xué)課題組也以線上教學(xué)為切入點(diǎn)開展了對(duì)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程教學(xué)新模式的探索。

在經(jīng)過充分調(diào)研后，課題組發(fā)現(xiàn)線上教學(xué)實(shí)際上存在諸多弊端，如缺乏面對(duì)面課堂的語言溝通和情感傳達(dá)、教師難以全面監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)等。在發(fā)現(xiàn)了線上教學(xué)的上述不足之后，課程組決定將線下課堂教學(xué)融入其中，結(jié)合雙方優(yōu)點(diǎn)，對(duì)線上線下混合教學(xué)模式進(jìn)行探索。通過統(tǒng)籌整合線下授課和線上課程資源，在充分發(fā)揮面對(duì)面課堂的互動(dòng)優(yōu)勢(shì)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的同時(shí)，靈活引入網(wǎng)絡(luò)課程資源作為學(xué)生自學(xué)和擴(kuò)展學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

在討論后，“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程組決定探索以線上教學(xué)資源庫、QQ學(xué)術(shù)交流討論群為輔助工具，線下課堂教學(xué)、線上騰訊課堂學(xué)習(xí)相結(jié)合的新模式，以全面創(chuàng)新本門課程內(nèi)容。這種新模式旨在為學(xué)生提供更加豐富、高效的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣。

課堂教學(xué)是教育過程中的重要組成部分，通常指教師在課堂上對(duì)學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面教學(xué)。在課堂教學(xué)中，教師通過口頭講授、板書示范、提問、討論等方式，向?qū)W生傳授知識(shí)、技能和價(jià)值觀［2］。課堂教學(xué)可以采用如傳統(tǒng)的講授式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、小組討論等多種形式。為提高課堂教學(xué)的效果，還可采取一些措施，如改造傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)物理課堂與虛擬課堂的融合；革新傳統(tǒng)教學(xué)流程，實(shí)現(xiàn)技術(shù)、內(nèi)容、方法的融合；培養(yǎng)新型教師，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、技術(shù)和能力三方面的融合；應(yīng)用全新評(píng)價(jià)手段，實(shí)現(xiàn)教育規(guī)模化與個(gè)性化的融合。

線上騰訊課堂學(xué)習(xí)是一種新型的教學(xué)方式，其利用騰訊課堂這一在線教育平臺(tái)，為學(xué)生提供了遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。在線上騰訊課堂學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以通過觀看直播課程、參與在線討論、完成在線作業(yè)等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)方式能夠跨越空間的限制，彌補(bǔ)課堂講授模式單一的不足，為學(xué)生提供更加豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)［3］。

線上教學(xué)資源庫是一種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫，它提供了如中國大學(xué)MOOC等豐富的在線教學(xué)資源平臺(tái)，內(nèi)容涵蓋了各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，包括課程視頻、課件、習(xí)題、試卷等。這些資源經(jīng)過精心篩選和整理，具有較高的質(zhì)量和可靠性。學(xué)生可以利用線上教學(xué)資源庫自主學(xué)習(xí)，對(duì)課堂內(nèi)容查漏補(bǔ)缺，并對(duì)關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。線上教學(xué)資源庫可以讓學(xué)生能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，方便學(xué)生更加充分地利用碎片化時(shí)間［4］。

QQ學(xué)術(shù)交流討論群提供了一個(gè)自由、開放、高效的在線交流平臺(tái)，它利用QQ這一即時(shí)通信工具，為學(xué)生和教師提供了一個(gè)交流討論的場(chǎng)所。在QQ學(xué)術(shù)交流討論群中，學(xué)生和教師可以自由地交流討論學(xué)術(shù)問題，分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和心得。這種不受時(shí)間和地點(diǎn)限制的交流方式為學(xué)生和教師提供了高效的交流體驗(yàn)。

基于上述分析，筆者團(tuán)隊(duì)相信，所構(gòu)建的“線下課堂教學(xué)+線上騰訊課堂學(xué)習(xí)+線上教學(xué)資源庫+QQ學(xué)術(shù)交流討論群”新教學(xué)模式將取得令人滿意的教學(xué)成果。

二、新教學(xué)模式的實(shí)踐

（一）課前預(yù)習(xí)

教師在課前通過QQ交流群向?qū)W生發(fā)送課程資料和教學(xué)課件，并給出學(xué)習(xí)要求，引導(dǎo)學(xué)生自主預(yù)習(xí)。學(xué)生根據(jù)要求進(jìn)行課前自學(xué)，掌握本節(jié)課的主要知識(shí)點(diǎn)，為課堂聽講做好準(zhǔn)備，提升學(xué)習(xí)效率，并將預(yù)習(xí)心得與課堂內(nèi)容相結(jié)合，深化對(duì)課程內(nèi)容的理解。以“鋼結(jié)構(gòu)的連接”為例，學(xué)生可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行預(yù)習(xí)：通過網(wǎng)絡(luò)或圖書館等渠道查閱鋼結(jié)構(gòu)的連接的相關(guān)資料，了解鋼結(jié)構(gòu)的連接的基本原理、特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)、連接類型（鉚釘連接、焊縫連接、螺栓連接）、可能的破壞模式（螺栓桿剪斷、孔壁擠壓破壞、鋼板被拉斷、沖切破壞、螺栓桿彎曲等）及其相應(yīng)的承載力計(jì)算方法等；通過觀看視頻或動(dòng)畫等形式，直觀感受鋼結(jié)構(gòu)的連接的過程和效果，比較不同類型連接方式的異同和優(yōu)劣；通過做一些簡單的計(jì)算題或設(shè)計(jì)題，鍛煉自己對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的連接的承載力計(jì)算方法的掌握和運(yùn)用，提高自己的動(dòng)手能力和分析能力；通過與同學(xué)或教師進(jìn)行交流和討論，分享自己的預(yù)習(xí)心得和疑惑，聽取他人的意見和建議，拓寬自己的視野和思路。在此基礎(chǔ)上，總結(jié)該部分的重點(diǎn)、難點(diǎn)等，以便課堂上有針對(duì)性地聽講。

（二）線下課堂+騰訊課堂

“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程介紹鋼結(jié)構(gòu)材料的基本性能、鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件及其連接的設(shè)計(jì)理論及計(jì)算方法、鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)等，主要包含鋼結(jié)構(gòu)基本原理和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容。開設(shè)本課程的目的是使學(xué)生了解鋼結(jié)構(gòu)的性能、特點(diǎn)、組成及發(fā)展，掌握鋼結(jié)構(gòu)中的基本概念、基本理論、基本計(jì)算方法并學(xué)會(huì)應(yīng)用。為提高學(xué)生的知識(shí)吸收效率，在教學(xué)中課題組采用了以下幾種方式。

首先，線下課堂主要講解“各種連接原理及設(shè)計(jì)方法”和“梁、柱力學(xué)性能分析”兩大較難的模塊。這兩個(gè)模塊涉及多種連接方式和多種受力情況，每一種都有不同的工作原理以及相應(yīng)的校驗(yàn)核算方法。學(xué)生需要從這些不同的情況中找到其共同的內(nèi)在聯(lián)系，并建立起完善的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，以便更好地掌握這一部分知識(shí)。在講解完一個(gè)小模塊的內(nèi)容后，以例題為載體，借由生動(dòng)的案例將之前講授的內(nèi)容運(yùn)用于問題解決，以此加深學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)的理解，提高掌握的程度。

其次，線上騰訊課堂主要進(jìn)行“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及理論”模塊的教學(xué)。基于對(duì)課程創(chuàng)新的考慮以及對(duì)課時(shí)安排的優(yōu)化，采用形式更加靈活的騰訊課堂進(jìn)行線上直播教學(xué)。不同于線下課堂以講解為核心，線上教學(xué)活動(dòng)圍繞著交流與討論進(jìn)行。與線下課堂相仿，學(xué)生在課前自主預(yù)習(xí)，在課堂上由教師引出話題，學(xué)生憑借自己的認(rèn)知以及預(yù)習(xí)所得進(jìn)行討論。期間教師可以適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生在交流中逐漸加深對(duì)知識(shí)的理解與記憶。

最后，在教學(xué)中還利用了鋼結(jié)構(gòu)工程蘊(yùn)含的豐富思政元素作為教材內(nèi)容。例如，通過“鋼結(jié)構(gòu)中茅以升精神”的傳承案例，向?qū)W生介紹早期鋼結(jié)構(gòu)連接方法主要為鉚釘連接，而現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)主要采用高強(qiáng)度螺栓連接，并講解兩種連接方法在發(fā)展歷史、材料、施工工藝、受力原理、優(yōu)缺點(diǎn)及工程應(yīng)用等方面不同的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)；同時(shí)，向?qū)W生展示茅以升先生在建設(shè)國家和服務(wù)社會(huì)方面所展現(xiàn)出來的愛國精神和工程教育理念。

通過以上教學(xué)方式，課題組希望能夠有效地提高學(xué)生對(duì)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程的感興趣度，并提升他們?cè)趯I(yè)知識(shí)、技能水平、思想品德等方面的綜合素質(zhì)。

（三）線上自主復(fù)習(xí)

在課后，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上的資源回顧課堂內(nèi)容。在MOOC平臺(tái)上，與課程相關(guān)的一系列學(xué)習(xí)資料都對(duì)學(xué)生開放，學(xué)生可以選擇性觀看諸多由課題組教師精心制作、整理的教學(xué)視頻。這些視頻內(nèi)容覆蓋面較廣，其中有許多課堂上沒有介紹的細(xì)節(jié)、相應(yīng)規(guī)范條款等，能夠讓學(xué)生在課后進(jìn)一步鞏固與拓展所學(xué)知識(shí)。

學(xué)生在需要時(shí)可以通過“建標(biāo)庫”App免費(fèi)查詢各類標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，本課程最常需要查閱的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017）也被收錄于該App。此外，學(xué)校的線上圖書館資源也免費(fèi)對(duì)學(xué)生開放，可以查閱國際國內(nèi)的絕大部分文獻(xiàn)資料。

教師鼓勵(lì)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中遇到自己難以解決的疑問時(shí)，在QQ學(xué)術(shù)交流討論群內(nèi)提出自己的疑惑。其他學(xué)生若是了解該問題便可發(fā)表自己的觀點(diǎn)，在回應(yīng)他人疑問時(shí)也能提高自己對(duì)于該知識(shí)的掌握程度，同時(shí)，群內(nèi)更多的學(xué)生也能在觀摩中得到一定程度的提升。若該問題學(xué)生實(shí)在無法單獨(dú)解決，則由教師或助教予以解答。

三、教學(xué)效果考查

在學(xué)期即將結(jié)束之時(shí)，為了解學(xué)生對(duì)教學(xué)新模式，即混合教學(xué)模式的體驗(yàn)感受與看法，課程組采用問卷的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行了多方面的調(diào)研，并結(jié)合最后期末結(jié)課考試的成績，對(duì)學(xué)生進(jìn)行了較為全面的考查。如表1所示，調(diào)查主要包含學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)耗費(fèi)時(shí)間、知識(shí)掌握程度、知識(shí)覆蓋面、知識(shí)外延性等方面。本次調(diào)查樣本雖然不算多，但是對(duì)該新教學(xué)模式的反饋有著積極的意義，也是引導(dǎo)該模式進(jìn)一步改進(jìn)完善的重要資料。

通過表1可以看出，與傳統(tǒng)線下教學(xué)模式相比，新教學(xué)培養(yǎng)模式更能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣，在對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)有著較高掌握程度的同時(shí)，所學(xué)知識(shí)體系覆蓋面很寬，有較強(qiáng)的向外拓展空間。且在該教學(xué)模式下，學(xué)生也更加愿意在課后花費(fèi)更多時(shí)間利用線上教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行自學(xué)、查漏補(bǔ)缺，學(xué)習(xí)總時(shí)長顯著高于只需要理解記憶課堂知識(shí)點(diǎn)的傳統(tǒng)教學(xué)。正因?yàn)閷W(xué)生的努力，才能有如此喜人的教學(xué)效果，相信在當(dāng)下花費(fèi)的時(shí)間，將來必然會(huì)給他們帶來豐碩的回饋。

四、教學(xué)模式創(chuàng)新的思考

本文所構(gòu)建的新教學(xué)模式可以有效提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、滿足學(xué)生的個(gè)性化需求、豐富教學(xué)資源和形式、促進(jìn)師生和生生之間的互動(dòng)和協(xié)作等。未來，線下傳統(tǒng)課堂教學(xué)與線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)進(jìn)行深度融合的教學(xué)模式也將是大勢(shì)所趨［5］。在本學(xué)期“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程的教學(xué)中，課題組已經(jīng)對(duì)該新教學(xué)模式進(jìn)行了嘗試，取得了較好的效果。但新教學(xué)模式仍然存在著諸多挑戰(zhàn)，如平衡線上和線下的教學(xué)時(shí)間和內(nèi)容、提升教師和學(xué)生的信息素養(yǎng)和技能等問題。之后，課題組還將繼續(xù)推行并完善新教學(xué)模式，如加強(qiáng)對(duì)新教學(xué)模式的理論研究和實(shí)踐探索、完善新教學(xué)模式的硬件設(shè)施和軟件平臺(tái)、加強(qiáng)對(duì)教師和學(xué)生的培訓(xùn)和指導(dǎo)等。

參考文獻(xiàn)

［1］教育部.關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見：教高〔2019〕6號(hào)［A/OL］.（2019-10-12）［2023-04-15］.https：//www.gov.cn/xinwen/2019-10/12/content_5438706.htm.

［2］張小巧，郭根生.淺析網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)關(guān)系［J］.電化教育研究，2008（2）：89-91.

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