结构力学课程线上混合式教学实践

来源:用户上传      作者:曹周阳 薛茹 谢祥兵

　　摘要：为保证结构力学线上混合式教学质量，促进学生主动学习，提升人才培养质量，文章以结构力学教学大纲与培养目标为依据，选择学习通和钉钉软件作为教学平台，优化教学资源配置，创新课堂教学设计，通过立德树人、学习引导、学习探索、教学提升和教学创新5个方面保障线上混合式课堂教学效果，通过作业、测试、互动讨论和签到四大模块保证全过程教学管理公平公正和平时成绩真实有效。结果表明，学生整体上学习态度端正，主动学习的积极性明显提升，平时成绩综合表现良好，期末卷面成绩综合表现较好，基本达到了线上线下教学效果实质等效的目的。因此，教师用心、学生用力，结构力学课程线上混合式教学模式可以保障和提升学生培养质量。
　　关键词：结构力学;线上课程;混合式教学;全过程管理;实践
　　中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2022）03-0164-08
　　随着移动互联网技术的强劲发展与加速更新迭代，5G网络及移动手机不断升级，为移动学习提供了技术支持与设备保障。教育部颁布的“教育信息化2.0行动计划”[1]“中国教育现代化2035”[2]“加快推进教育现代化实施方案（2018―2022 年）”[3]和“教育部等十一部门关于促进在线教育健康发展的指导意见”[4]等政策文件，为教育信息现代化与在线教育提供了顶层设计与制度保证。新冠肺炎疫情期间，教育部要求“停课不停教，停课不停学”，学校规定“教学标准不降低，教学质量不减少，线上线下实质等效”，成为加速在线课程建设的催化剂。多元化的网络在线教学平台与直播会议视频软件的强大功能相结合，为师生交互或在线直播提供了线上教学平台媒介支持。在线教育迎百年之大变局，线下课堂教学转危为机，天时地利人和已万事俱备，意识思维行动应与时俱进，对土木工程专业课教师如何建设好专业核心课程结构力学在线教学提出了更为严格的要求。
　　一、结构力学课程专业目标与主要内容
　　结构力学不仅是土木工程专业的必修课，也是学科基础课，在课程体系中起着承上启下的作用。它以理论力学与材料力学等课程为基础，进一步拓展知识体系，并要求学生掌握平面杆系结构的基本概念、基本原理和基本方法，研究各类结构的强度、刚度与稳定性，分析计算结构的受力与变形，为学生学习结构设计原理、钢结构、桥梁工程和基础工程等专业课程打下一定的基础，为学生从事结构设计和科学研究奠定基础[5]。根据课程教学体系要求、内容知识点逻辑关系与难易程度以及教学规律，结构力学课程被分为结构力学（一）72学时和结构力学（二）40学时，分两个学期授课，主要内容有：绪论、杆件体系的几何组成分析、静定结构和超静定结构的内力与位移计算、影响线、结构动力计算及结构力学求解器应用。结构力学的基本原理和方法在工程设计与施工中应用较为广泛，必须深刻理解和掌握。2020年上半年，线上教学主要讲授结构力学（一）中的基本内容。
　　二、结构力学（一）线上课程建设
　　以立德树人为前提，以OBE教学理念为导向，以教学大纲为依据，以W生发展为中心，从教学平台选择、资源配置和教学设计方面进行课程的综合建设。
　　（一）教学平台合理选择保障线上教学顺利开展
　　为了实现异地同步或异地异步线上教学，在选择教学平台时，软件应操作简单、上手快、界面友好、交互体验性强，避免学生手机软件过载负担。软件功能应包含：签到、直播、黑板、视频回放、连麦提问、抢答、问卷、作业布置、测试、成绩导出、考试等模块，教学过程性数据记录详细，能够智能提供学习分析报告，为教学提供参考。为避免网络平台卡顿，经学校推荐与培训、教师团队操作体验，最终选择了用户使用较多的超星学习通和钉钉直播组合的线上教学平台，应急预案为建立教学班级微信群。在教务处教学系统拿到学生选课名单后，第一时间将学生名单导入学习通平台，随后通过邀请或扫码的方式将学生加入钉钉群和微信群，以方便通知和联系学生。
　　（二）教学资源优化配置助力线上教学内涵发展
　　开课前一学期，教学班级对应师资已安排完成。结构力学（一）课程共有4个教学班，配备四名教学经验丰富且长期从事本课程教学的教师担任主讲教师。结构力学（一）教学团队分工合作进行了线上建课：疫情期间，考虑到学生缺少参考教材，千方百计查找到了李廉锟教授编写的《结构力学》上册[6]电子版，并以龙驭球教授编写的《结构力学》基本教程[7]作为辅助教材，上传至学习通资料库供学生参考;为丰富和细化课程内容与知识点，分章节在学习通建课，明确学习目标、学习内容和学习重难点，增加章节作业、章节测试和互动讨论话题等内容，为教学组织做好充分准备;在资料库中上传了教学大纲、教学日历和课程电子教案PPT，建立了章节作业库和题库，并录制了作业与测试解答微视频，供学生完成作业和测试后进行学习参考;为拓展学生的知识面，丰富课外阅读，上传了结构力学相关文献和电子书籍，如：《结构力学发展的早期历史和启示》[8]《力学筑梦中国》[9]《结构力学方法论的哲思回望》[10]《漫画结构力学入门》[11]《趣味结构力学》[12]《概念结构力学》[13]《建筑结构的奥秘：力的传递与形式》[14]《结构力学解疑》[15]，结构力学静力学公式大全等资料与总结;教育部高等教育司司长吴岩指出：“特别不提倡、不建议各高校要求每个老师制作直播课。”鉴于结构力学课程内容多、知识点丰富，线上教与学具有一定的挑战性，故选择了学习强国慕课栏目中由西南交通大学录制的国家级精品课程结构力学，将其章节内容链接直接放入学习通对应知识点，学生可以直接点开播放，以此视频点播学习作为结构力学的辅助教学资源。课外推荐朱慈勉教授的结构力学视频课程作为参考视频。课外推送与课程有关的央视拍摄的桥梁与建筑等祖国建设成就记录片，如《港珠澳大桥》《中国路》《中国桥》等，让学生理论联系实际，将抽象力学与工程实体相对应，帮助学生建立言之有物的学习场景。

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