西部地方高校結構力學課程慕課建設探討

侯立軍++姚激++王惠民

摘要：基于目前西部地方高校結構力學課程教學過程中出現的新問題，通過對“慕課”理念的分析，本文構建了結構力學課程慕課的組織方式。提出了通過優選學生組成上課班級，對部分章節采用“慕課”的教學方式，通過優化預習課件并配合以高質量的預習視頻，提高課堂討論質量、改革課程考核方式等教改措施。課程實踐結果表明，教學效果良好，為結構力學課程慕課建設積累了經驗。

Abstract： Based on the new problems existing in the teaching process of Structural Mechanics in western local colleges and universities， this paper constructs the course organization of Structural Mechanics course by analyzing the concept of MOOCS. This paper puts forward the teaching method of "MOOCS" for some chapters by optimizing students' composition in class， and puts forward teaching reform measures through optimizing the preview courseware with high quality preview video， improving the quality of classroom discussion， reforming the curriculum assessment methods and others. The course practice results show that the teaching effect is good， and has accumulated experience for the course construction of Structural Mechanics.

關鍵詞：結構力學；慕課；自主學習

Key words： structural mechanics；MOOCS；self- learning

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）05-0201-02

0 引言

《結構力學》[1-2]是土木工程、地下空間結構等土建類專業必修的主干課程，是土建類專業最重要的課程之一。結構力學在整個土建類專業課程體系中處于承上啟下的核心地位。一方面，它前承高等數學、理論力學、材料力學等課程，另一方面，它又后繼鋼筋混凝土結構、鋼結構、工程結構抗震等專業課程，為專業課程提供必需的基礎知識和計算方法。

在大學課程學分、課堂學時壓縮的背景下，如何結合西部地方高校結構力學課程教學的特點，借助現代教育技術與網絡技術，為結構力學教學注入新的活力，值得廣大西部地方高校結構力學課程教師思考[3]。

1 結構力學課程教學特點與問題

結構力學教學內容繁雜。目前，西部高校結構力學課程教學內容主要包括：幾何組成分析、靜定結構的內力分析及位移計算、力法、位移法、影響線、矩陣位移法、結構動力計算與極限荷載等。結構力學課程有如下兩個方面的特點：①基本概念多；②計算方法多。雖然在結構力學課程學習之前，學生已經學習過理論力學與材料力學，但是結構力學課程新概念依然偏多。如：幾何構造特性（幾何不變、幾何可變、瞬變）、定向支承、瞬鉸、計算自由度、結構（多跨連續梁、剛架、桁架、組合結構、拱結構）、移動荷載、影響線、力法、位移法、矩陣位移法等，對學生來說都是新名詞、新概念。結構力學計算方法多，可以分為：靜定結構內力計算方法、影響線分析方法、結構位移計算方法、超靜定結構計算方法等。其中：靜定結構內力計算方法需要分別針對靜定多跨梁、剛架、桁架、組合結構和拱結構進行分析，每種結構因具有不同的幾何特性和受力特性而具有不同的計算方法和求解技巧；影響線分析包括靜力法和機動法；結構位移計算方法包括直接積分法和圖乘法；超靜定結構計算方法包括力法、位移法和矩陣位移法等。課程要求學生理解包括結構的幾何組成分析、靜定結構和超靜定結構的內力、位移計算以及動力計算等基礎問題的概念與理論，掌握計算靜定結構和超靜定結構的內力和位移等的計算方法。在結構力學教學方式上通常采用板書、PPT的方式課堂講授。課堂教學時，通常是讓學生先理解基本理論，然后利用先期學過的知識建立方程，求解某類結構的內力與位移等，即基本技能的掌握。課堂教學模式相對固定，能讓學生很容易的明白理解這些理論知識，并掌握求解某種結構內力的技能，但反過來也容易造成課堂教學呆板與枯燥。

限于區域劣勢，西部地方高校大學生的總體高考錄取成績要低于東、中部學校的學生。結構力學作為土建類專業的必修課，課程內容難度較大，且需要前期數學、力學相關課程基礎，部分學生感覺學習起來困難。從本校近幾年結構力學期末考試情況來看，每年學生的優秀率約在10%，不及格率約在30%，這與學生的生源有一定的關聯度。作為西部地方高校，在吸引優質生源方面確實不如東、中部院校，但是西部地方高校也不乏優秀學生，這些學生學習的主動性非常好，處于“學有余力”層次。另外一部分學生，由于基礎較差，在學習過程中很努力，但是成效不好，處于“心有余力不足”層次。這兩部分學生的比例約占總學生人數的30%左右。如何更好的滿足這兩部分學生對教學的要求值得思考。另外，結構力學理論教學與工程實際脫節以及教師無法及時獲取學生反饋信息等問題也是亟待解決的難點。

因此，考慮利用“慕課”的優勢[4-5]，為西部地方高校結構力學教學提供有益的補充，這將為西部地方高校結構力學教學改革開辟一條新途徑。

2 慕課特點

“慕課”（MOOCS）是大規模的網絡開放課程。慕課是將傳統課程以在線的方式呈現在學習者的面前，賦予了傳統課程顯著的開放特征，實現了由傳統課程向開放課程的轉變。慕課有強烈的學習現場感而且重視學習過程，通過嚴謹的知識點拆分，以逼真的短視頻完成教學內容。教學理念上更要注重學生創造性思維的培養，將傳統“灌輸式”的線性教學方式轉變為“對話與協商式”的非線性教學方式。此外，“慕課”教學設有交流平臺，以網絡為媒介進行交流、討論學習，并以協作式的學習方式來完成學習過程。慕課實現了信息時代的在線學習、自主學習和終身學習模式。慕課對教師就課程內容的組織提供了更高的要求，同時對學生學習的自主性也有更高的要求，這二者達不到要求，慕課的效果也未必很好。

3 結構力學課程慕課的構建

針對當前結構力學課程教學中存在的問題，考慮“慕課”的特點，對現有的教學內容進行優化，試圖從教學形式和教學組織上進行突破，改善教學效果，調動學生的主觀能動性，為部分學生提供課堂以外的學習資源。基于這種考慮，擬在現行教學形式的基礎上對結構力學課程的教學模式進行改革，主要體現在以下幾方面。

①考慮到“慕課”的組織形式需要學生有主動學習與自主學習的能力。因此，在采取“慕課”教學形式的班級學生組成上需要有所要求。通過學生申請，上課教師對申請學生進行面試后，組成“慕課”教學形式的班級。

②上課的教師，以團隊的形式完成結構力學“慕課”的所有內容的制作。但是對于采用“慕課”教學形式的班級，僅限部分章節采用“慕課”教學形式進行，重要章節依然采用傳統教學方式進行。

③為了配合“慕課”教學，課程教學日歷和教學大綱需要在網絡平臺提前發布，使得學生有充足的時間進行自主學習。

④針對每次課的內容，形成簡化版與完整版兩個教學版本的PPT。簡化版采取錄制方式，通過老師講解與PPT播放兩種方式相結合的方式對課程內容進行簡單講解，并將視頻上傳到網絡，供學生預習。在學生自主學習完成以后，配少量單項選擇題進行測試，方便學生學習之后進行自檢，同時測試結果自動反饋給上課老師，即“課外在線學習”。完整版是對課程內容完全深入細致的講解，主要用于老師上課之用，上課過程中，要根據學生自學過程中反饋的測試結果有針對性的進行講解，并就預習過程中的問題，與學生進行交流，即：“課內現身說法、重視師生互動”。上課結束之后，傳到網絡，供學生復習。

⑤調整課堂教學組織形式。主要流程如下：介紹章節學習目的→基本概念的簡單講解或回顧→學生自學中存在問題的講解，與同學交流、討論→典型問題的講解→課堂內容的總結與深化。

⑥布置課后作業，公布課后答疑與習題輔導課時間。習題輔導課之前，給學生做作業的過程中提供必要的答疑輔導，及時解決學生在做題過程中的問題。在學生完成作業后，要給學生開設習題輔導課，采用板書方式對習題進行講解，為學生提供規范的解題步驟，使學生明白自己的不足與改進的地方。

⑦結合慕課的特點，改革考核方式，將學生網上預習的情況以及課堂互動也納入學生成績的組成部分，以調動學生平時自主學習的積極性與主動性。

4 結構力學課程慕課的實踐

結合學校推行的“慕課”建設立項計劃，以及學校針對 “慕課”建立的激勵機制，在學校影像專業技術人員協助下，教研室以團隊形式完成了結構力學“慕課”的部分章節的制作。目前《結構力學》課程的課程教學日歷、教學大綱、部分章節的簡化版教學視頻以及自測習題已經上傳學校局域網。結合學校的“卓越工程師培養計劃”，對《結構力學》課程采取“慕課”教學形式的班級學生進行優選。目前已經在“桁架結構內力計算”、“靜定拱結構”與“影響線”三個章節采用“慕課”的教學形式。學生對這種教學方式感覺新奇，教學效果較好。

5 結語

結構力學是土木工程、地下空間結構工程專業非常重要的專業基礎課，針對目前西部地方高校結構力學課程教學中部分學生自主學習的需求，通過對“慕課”理念的分析研究，提出了西部地方高校結構力學課程慕課組織模式。依托學校的 “慕課”建設政策，初步完成了結構力學課程的“慕課”建設，并在部分章節進行實踐，教學效果良好，為結構力學課程的“慕課”建設與實踐提供了寶貴經驗。

參考文獻：

[1]馮秀梅.基于教學型學校《結構力學》教學方法的探討[J].山東工業技術，2016（8）：270.

[2]楊麗紅，樊濤，吳國輝，等.研究型教學在結構力學課程教學中的應用[J].中國現代教育裝備，2016（3）：29-31.

[3]魏科豐，陳凱，孔來穩.獨立學院結構力學課程分類教學的探索與實踐[J].四川建材，2014（12）：246-247.

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[5]李曉東.“慕課”對高校教師教學能力的挑戰與對策[J].南京理工大學學報：社會科學版，2014（2）：89-92.