線上教學在“土木工程材料”課程中的應用與實踐
——以湖北文理學院為例

曾 剛，李 崢，徐福衛

(湖北文理學院 土木工程與建筑學院，湖北 襄陽 441053)

1 課程特點

土木工程材料是各建筑物或構筑物的物質基礎，是土木工程建設中所使用的各種材料及其制品的總稱.“土木工程材料”課程主要是研究各種建筑材料的組成、構造、生產與加工方法、技術性能、質量檢驗及如何選用，為學生在材料選擇、優化設計、施工和管理等工程實踐中打下基礎[1]，是高等院校土建類專業的核心課程，在人才培養方案中占有重要的地位[2].目前，相關教研論文報道的共性問題有：1)概念術語多，內容龐雜，邏輯性差[3]；2)各類新材料、新技術隨著材料科學的迅速發展而層出不窮，但由于教材的編寫和出版周期較長，教材內容相對滯后于學科前沿[4]；3)由于課程學時緊張，教師為了追趕教學進度的滿堂灌，而忽視了學生自主學習能力的培養[5-6].針對該課程教學中的共性問題以及線上教學模式還少見文獻報到的現狀，本文以湖北文理學院為例，對該課程線上教學模式進行探索和實踐，旨在豐富該課程線上教學模式，并為疫情防控期間實現教學進度不落后，教學質量不降低的目標提供方法和借鑒.

2 線上教學準備工作

2.1 熟悉各類線上教學平臺，選擇合適的線上教學手段

熟悉各平臺的功能進行授課準備是更好完成線上教學工作的前提.目前線上教學手段或平臺主要有大型開放式網絡課程(MOOC)、小規模限制性在線課程(SPOC)、超星學習通、釘釘、騰訊課堂、PPT錄屏、雨課堂、各類直播平臺、QQ群及微信群等網絡工具.通過多次學習學校發布的網絡教學指南等資料，參加平臺在線輔導培訓以及與經驗豐富的老師交流討論，熟悉線上教學環境，完成對網絡授課方法的學習，掌握網絡教學的基本技能.“土木工程材料”是湖北文理學院精品在線開放課，并基于超星泛雅平臺建立了湖北文理學院網絡教學平臺，教學團隊也已經建立了在線課程，上傳了教學視頻、課件、習題庫等學習資源.綜合考慮各線上教學的優缺點、學校精品在線開放課的實際和不增加學生負擔等因素后，選擇了“超星學習通+QQ群”的組合式線上教學手段.超星學習通是泛雅網絡教學平臺的移動端，泛雅是學習通的電腦端，二者數據互通，通過學習通進行線上教學，操作簡單方便而且視頻可反復觀看，采用QQ群加強與學生的在線交流和答疑.

2.2 豐富課程教學資源，建立線上教學班級

豐富的線上資源是在線教學取得良好效果的重要基礎.在“教學資源、學習任務、答疑互動”教學思想的指引下，進一步搜集整理本課程的電子教材、教學視頻、PPT課件、講義、文獻和相關規范、講座、練習題及其他高校在線教學視頻，豐富在線教學資源，認真做好線上教學備課準備.加入班級課程QQ群，并將整理好的課程教學資源打包提前分享給學生.為了幫助學生們保質保量完成在線學習任務，結合學校要求，先后編寫了“土木工程材料在線學習手冊”“土木工程材料線上線下混合式教學實施方案”等文件，在開課前上傳到班級QQ群.深入了解超星“一平三端”智慧教學系統.在學習通里建立線上教學班級，學生通過掃描課程邀請碼直接加入班級開始線上學習.對于線上學習條件上存在實際困難的學生，建立結對幫助機制，適當調整學習內容和方式，給予個性化學習指導.

3 線上教學實踐

由于線上教學不同于線下課堂教學，需要結合課程特點對教學內容與計劃、教學重難點、線上線下學時分配進行動態調整.科學制定課程目標，把低階的教學目標移到課前、課后，把課堂時間解放出來進行高階目標的深層學習.完善課程考核評價方法，合理確定觀看視頻、參與討論、作業、考勤各評價指標的權重比例.

3.1 科學設計教學路徑，細化線上教學組織形式

為了切實增強學生自主學習能力，在“教學資源、學習任務、答疑互動”教學思想的指導下，形成了以“學生學習為中心，線上輔導為主，教師講授為輔”的教學理念，并設計了“課前自學、課中答疑、課后實踐”的教學路徑.課程由初始按課表時間上課調整成以周為單位發布學習任務及考核標準，給學生充足的自主學習時間.根據課程教學進度精心備好每周課的教學安排，提前編寫好“每周課程計劃安排”“教學內容及重難點”和“作業要求”等，告知學生本周需觀看的教學視頻、討論的主題、閱讀的文獻資料以及需完成的作業，讓學生明確周教學內容、學習要求和進度.通過超星學習通平臺線上授課，QQ群線上答疑，線上提交批改作業等形式，引導學生自主學習.學習效率高的學生可進一步學習老師提供的其它在線資源.學生學習過程中遇到問題，可通過電話或網絡語音隨時與老師進行溝通.老師也可以及時跟蹤學生學習狀況，根據學生提問和作業批改情況發現共性問題，加強互動交流，敲定時間進行語音在線集中輔導答疑，幫助同學們提高學習效率.

3.2 動態調整線上線下教學內容，合理分配線上線下學時

結合土木工程專業人才培養方案，采用“4+X”教學模式進行授課.“4”即是工程實踐中常用的四種結構性材料(水泥、混凝土、建筑砂漿、金屬材料)4章內容計劃開學后線下教學，“X”是其余內容均采用線上教學，此教學模式在可對教學內容順序進行合理動態調整.期末考試中這4章內容占據約70%的考點而安排到線下重點講授.“4+X”教學模式可根據材料在建筑物中的部位或使用性能，將課程按照結構材料、墻體材料和功能材料三大類，在歸納總結材料特性時有對比，可妥善解決章節內容龐雜且邏輯性差的問題.

“土木工程材料”總學時為64，其中課堂教學44學時，實驗20學時.按照學校關于線上教學時間為課程總學時20%～50%的要求，結合柯國軍編著北京大學出版社出版的“土木工程材料”教材，課程線上和線下教學各20學時，期中隨堂測試和總復習各2學時.線上教學學時安排為：緒論、裝飾材料、絕熱材料和吸聲材料各1學時，材料的基本性質、天然石材、氣硬性膠凝材料、墻體材料、防水材料、木材和高分子建筑材料各2學時，瀝青及瀝青混合料3學時.線下教學學時安排為：水泥和金屬材料各4學時，混凝土10學時，建筑砂漿2學時.

3.3 完善課程考核評價方法

為了更全面、客觀、準確評價學生線上線下學習過程和學習效果，合理選取多元化評價指標并確定其權重，建立了科學實用的考核評價方法.課程考核評價中學生總評成績由平時成績、實驗成績、期中考試成績和期末考試組成，權重依次為30%、10%、10%、50%.平時成績包括線上線下兩部分，根據學時安排各占50%.線下平時成績包括出勤率、課堂表現和作業完成情況，線上平時成績包括觀看視頻和課件、線上答題討論和作業完成情況，權重依次為30%、20%和50%.實驗成績包括實驗操作和實驗報告兩部分，權重分別為40%和60%.實驗教學部分根據情況等待開學后在實驗室完成，延期開學期間學生可通過虛擬仿真實驗線上觀摩試驗操作視頻.期中和期末考試根據情況安排在線或在校考試.

4 線上教學優缺點和教學效果

4.1 線上教學優點和缺點

傳統的線下教學需要學生進入教室與老師進行面對面教學，時間和地點相對固定.線上教學不受時間和空間限制，只要有網絡即可達到教學要求，主要有直播和錄播兩種表現形式.線上和線下教學最大區別在于教學方式的轉變，讓學生由“被動學”轉變為“主動學”[7-8].線下教學是以老師為中心，而線上教學則是將中心轉向了學生.

線上教學借助其獨特的優勢而逐漸在教育領域開始大量應用.如1)線上教學發布的通知、布置的任務等內容有痕跡，學生不會忘記，且教學視頻可以反復觀看能幫助學生自學和復習鞏固；2)學生在線上教學寬松的學習氛圍下能主動大膽提問和發表自己的看法，且學生可獲得更多優質的課程資源提升學習興趣；3)線上教學可幫助老師提高教學水平，通過不斷觀看錄制的教學視頻及對比，有針對性地改進自己在教學過程中的問題和不足.雖然線上教學存在上述優點，但其缺點也不容忽視.如1)因缺乏現場感而看不到學生的實際狀態，對學生的自律性是極大的考驗；2)由于平臺訪問量暴增，網絡卡頓堵塞而無法訪問；3)課程任務重的學生網上學習時間過長，對視力影響較大.如何揚長避短，運用現代化信息技術充分發揮“互聯網+教育”的作用，取得良好的教學效果值得深入思考.

4.2 線上線下教學效果對比

在以前線下教學時講完緒論章節后都會給學生布置一道開放性作業，要求學生結合教材、文獻和自己興趣任意選擇一種材料，談談優缺點及在土木工程中的應用、并介紹發展歷史和趨勢，本次線上教學時在緒論部分學習結束后依然布置了此作業.通過本次線上教學和以前傳統的線下教學學生提交的作業對比，發現線上教學方式學生提交的作業質量更高、選擇的材料類型更多，學生在沒有教材的限制下思維更活躍，線上教學可讓學生從時空上解放出來，且寬松的氛圍可使學生發揮學習主觀能動性.學生通過閱讀老師下載的或自主下載的國內外文獻資料，可及時了解本學科新技術、新材料及研究趨勢，開闊學術視野并且可有效解決教材內容滯后于工程實際的問題，顯著提高學習的主動性.

為了更好地提高學生的學習效果，可通過習題突出課程的教學重點，使學生更好地理解和鞏固學習內容.學生在獨立自主完成作業過程中，可充分培養自己的分析問題和解決問題的能力.對于不會的習題課返回再看課件、教材或視頻，經過獨立思考還是不能解決的則可向老師尋求幫助和指導.對于習題和作業中發現的共性問題，可集中語音輔導答疑，幫助學生排難解惑.課前自學，課中答疑，課后以練促學的線上教學方式，可顯著改變傳統線下教學“一看就懂、一考卻不會”的狀況，讓學生心里更踏實、學習興趣更濃、學習信心和動力更足，這些改變對于提升教學質量的提升不言而喻.

選擇“4+X”教學模式中部分線上教學內容，采用任務驅動法，根據教學任務和學生人數分成若干小組，將知識點介紹、章節小結、習題講解等以小組為單位通過語音依次進行闡述，教師進行總結性點評.通過對線上學習內容進行檢測、鞏固和反饋，學生在完成規定任務的過程，提高了課堂參與度，較好地解決了學生學習主動性不強的問題，增強師生間的互動交流，培養學生獨立探索及合作精神，達到共同進步的目的.

根據上述幾方面對比表明線上教學可使學生學習主動性更高、興趣更濃、信心更足，線上教學在培養學生自主學習能力方面取得了良好的教學效果.

5 結語

疫情防控期間大規模線上教學是高等教育的一次巨大變革，促進了師生對教學方式新的思考.隨著人工智能和教育現代化的逐步深入，線上教學將在教育領域占據更重要的地位.培養學生“學習靠自己”的學習觀念，提升自主學習能力，樹立“終身學習”的理念是高教改革的趨勢.線上教學和線下教學各有利弊，結合課程特點以及教學規律的認識，并融合線上線下教學優勢的混合式教學還值得進一步深入思考.