“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理”混合式教學(xué)模式改革與實(shí)踐

孫惠香，葛 濤，康 婷，白二雷

（空軍工程大學(xué) 航空工程學(xué)院，陜西 西安 710038）

引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，以互聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái)的信息技術(shù)得到了飛速發(fā)展，引發(fā)了教育系統(tǒng)的全面變革，教育資源更加豐富，獲取渠道更加便捷，人才培養(yǎng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提升。軍校本科人才的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)滿足部隊(duì)備戰(zhàn)打仗要求和部隊(duì)實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練要求的高素質(zhì)復(fù)合型科技人才。傳統(tǒng)的以書本知識(shí)為主、以課堂教學(xué)為主、以教師為主體的教學(xué)模式，已無(wú)法適應(yīng)信息時(shí)代對(duì)復(fù)合型軍事土木工程科技人才的要求。

隨著教育信息化的發(fā)展，線上教學(xué)資源越來(lái)越豐富，線上教學(xué)平臺(tái)也得到了迅速發(fā)展，然而，從教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)看，與各校教學(xué)大綱完全匹配、適應(yīng)空軍工程大學(xué)專業(yè)特點(diǎn)的教學(xué)資源基本沒(méi)有。受突發(fā)公共衛(wèi)生事件的影響，線上教學(xué)得到大力推廣。對(duì)于軍校來(lái)說(shuō)，全面的線上教學(xué)難以實(shí)現(xiàn)。在監(jiān)督互動(dòng)、教學(xué)效果和能力培養(yǎng)方面，線上教學(xué)的效果也受到廣泛質(zhì)疑。基于豐富的線上教學(xué)資源，開展線上線下混合式教學(xué)成為“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代采取的最合適的教學(xué)模式。混合式教學(xué)可以充分利用在線資源，解放課堂，通過(guò)課前線上學(xué)習(xí)+討論、課上面對(duì)面深入討論、課后線上實(shí)踐+討論，實(shí)現(xiàn)跨時(shí)空的教學(xué)聯(lián)系。在各學(xué)校教學(xué)培養(yǎng)學(xué)時(shí)有限，尤其是軍校學(xué)生要用大量學(xué)時(shí)進(jìn)行體能訓(xùn)練，專業(yè)課學(xué)時(shí)普遍壓縮的情況下，混合式教學(xué)可以合理利用碎片化時(shí)間，加強(qiáng)師生的聯(lián)系與互動(dòng)，課上以學(xué)生為主導(dǎo)，教師為主體，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、思考能力和工程實(shí)踐能力。

“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理”是土木工程學(xué)科的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，在全期土木工程人才培養(yǎng)體系中有著重要的承上啟下作用。多年來(lái)，“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理”課程組根據(jù)時(shí)代背景和學(xué)生崗位任職背景，合理確定課程教學(xué)目標(biāo)。以“建以致用”為原則，致力于立體化課程教學(xué)資源和教學(xué)條件建設(shè)，開發(fā)通用性和適應(yīng)本校特色的線上MOOC資源。利用線上資源，教師持續(xù)開展基于線上自主學(xué)習(xí)、線下課堂深化研討的混合式教學(xué)模式改革和實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了基于任職崗位的教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，取得了良好的教學(xué)效果和創(chuàng)新實(shí)踐成效。

一、“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理”課程教學(xué)目標(biāo)建設(shè)

教學(xué)目標(biāo)建設(shè)是教學(xué)改革的目的和靶標(biāo)。合理確定教學(xué)目標(biāo)是引領(lǐng)教學(xué)改革的方向。混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代基本建筑中一種最常用的結(jié)構(gòu)形式，“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理”是土木工程專業(yè)重要的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，可為學(xué)生學(xué)習(xí)多門后續(xù)專業(yè)課打好基礎(chǔ)。“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理”雖然是一門通識(shí)課程，但是不同專業(yè)之間的內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)并不相同，學(xué)生畢業(yè)后從事的工作崗位也不同，因此，必須根據(jù)就業(yè)方向制定適應(yīng)本校學(xué)生崗位任職特點(diǎn)的課程教學(xué)目標(biāo)。

（一）教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)。了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)組成材料的力學(xué)性質(zhì)，理解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理，掌握各種鋼筋混凝土構(gòu)件的受力性能、承載力計(jì)算原理和方法，能實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐的融會(huì)貫通。

2.能力目標(biāo)。能熟練運(yùn)用國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)，具有一定的構(gòu)造處理和繪制施工圖的能力。培養(yǎng)工程思維，提升學(xué)員發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力。

3.素質(zhì)目標(biāo)。養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)素養(yǎng)和科研作風(fēng)，培育學(xué)生負(fù)責(zé)的職業(yè)精神。尊重規(guī)范，尊重生命，樹立對(duì)國(guó)家財(cái)產(chǎn)負(fù)責(zé)、對(duì)人民生命安全負(fù)責(zé)、對(duì)國(guó)家防御安全負(fù)責(zé)的使命責(zé)任意識(shí)。

（二）教學(xué)改革要重點(diǎn)解決的問(wèn)題

“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理”是土木工程專業(yè)的核心基礎(chǔ)課，教學(xué)內(nèi)容經(jīng)典、理論性強(qiáng)。結(jié)合本校特點(diǎn)，教學(xué)改革要重點(diǎn)解決的問(wèn)題如下：（1）通用專業(yè)基礎(chǔ)課普適性的教學(xué)內(nèi)容與任職崗位和實(shí)戰(zhàn)契合不緊密；（2）傳統(tǒng)教學(xué)方法與信息化教學(xué)環(huán)境不適應(yīng)；（3）課程難度大，教學(xué)內(nèi)容多與學(xué)時(shí)少的矛盾突出。

（三）混合式教學(xué)設(shè)計(jì)思路

根據(jù)習(xí)近平主席的“全面貫徹新時(shí)代軍事教育方針”的要求和《中國(guó)人民解放軍院校教育條例》的要求，持續(xù)深化課程教學(xué)模式改革，把立德樹人放在課程教學(xué)的首要位置，在課程中有機(jī)融入思想政治教育內(nèi)容；貼近部隊(duì)，貼近實(shí)戰(zhàn)，結(jié)合部隊(duì)訓(xùn)練和備戰(zhàn)需求，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新；加大信息化教育資源的建設(shè)與運(yùn)用，進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)模式創(chuàng)新，改進(jìn)以學(xué)為主體的教學(xué)方法，充分利用學(xué)員的碎片化時(shí)間，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)主體角色轉(zhuǎn)變，通過(guò)案例引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、分組辯論、競(jìng)爭(zhēng)答題等教學(xué)方法構(gòu)建和諧課堂，活躍課堂氛圍，運(yùn)用情境激勵(lì)、競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)和多樣化考核等機(jī)制激發(fā)學(xué)員主動(dòng)學(xué)習(xí)的內(nèi)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)他們由被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。

二、“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理”課程內(nèi)容和教學(xué)資源建設(shè)

教學(xué)改革，課程建設(shè)先行。豐富的教學(xué)資源有助于學(xué)生理解和掌握教學(xué)內(nèi)容、拓寬學(xué)生視野，是開展混合式教學(xué)的重要支撐。

（一）緊貼任職崗位，構(gòu)建實(shí)戰(zhàn)化課程教學(xué)新體系

忠誠(chéng)于黨、獻(xiàn)身國(guó)防，在課程教學(xué)中有機(jī)融入思政元素。根據(jù)任職崗位和戰(zhàn)場(chǎng)建設(shè)特點(diǎn)，認(rèn)真梳理知識(shí)點(diǎn)，以經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，增加軍事防護(hù)工程在武器侵徹爆炸作用下材料的強(qiáng)動(dòng)載特性和防護(hù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，增加部隊(duì)訓(xùn)練、演習(xí)演練、戰(zhàn)場(chǎng)建設(shè)案例，增加真實(shí)戰(zhàn)爭(zhēng)中機(jī)場(chǎng)毀傷案例和最新科研成果，提高學(xué)員的崗位認(rèn)知能力和實(shí)戰(zhàn)體驗(yàn)度。同時(shí)，兼顧學(xué)科科研動(dòng)態(tài)發(fā)展和各類規(guī)范修訂的最新內(nèi)容，構(gòu)建實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)內(nèi)容新體系。

（二）建設(shè)立體化教學(xué)資源，提供先進(jìn)的試驗(yàn)教學(xué)條件

持續(xù)的課程資源建設(shè)以及提供先進(jìn)的試驗(yàn)條件輔助課堂教學(xué)，可為學(xué)員提供課外自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐的平臺(tái)。

1.建設(shè)了與本校教學(xué)大綱緊密契合的線上慕課學(xué)習(xí)資源。2018年上線陜西省MOOC平臺(tái)，2020年在學(xué)堂在線平臺(tái)上運(yùn)行，已面向軍地高校和社會(huì)學(xué)習(xí)者開設(shè)4期，選課人數(shù)超過(guò)15 000人，受益面廣。本校開設(shè)的“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理”課程，已連續(xù)3年采取基于自建慕課的線上線下混合式教學(xué)模式，教學(xué)效果持續(xù)提升。

2.建成了局域網(wǎng)自學(xué)系統(tǒng)，為學(xué)員提供了良好的學(xué)習(xí)平臺(tái)。

3.開發(fā)了多媒體教學(xué)軟件，精準(zhǔn)對(duì)應(yīng)每一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，方便學(xué)員強(qiáng)化實(shí)踐訓(xùn)練。

4.開發(fā)了配筋計(jì)算軟件，搭建了自主實(shí)踐平臺(tái)，解決了學(xué)生首次任職動(dòng)手能力不強(qiáng)、書本教學(xué)與信息化辦公實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)的問(wèn)題。

5.自編了課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、學(xué)生自學(xué)指導(dǎo)書等各種紙質(zhì)輔導(dǎo)資料。

6.編寫了1 000余道題，構(gòu)建題庫(kù)，覆蓋整門課程的知識(shí)點(diǎn)。

7.建立了資源豐富的多媒體素材庫(kù)，形成了完備的課程教學(xué)資源系統(tǒng)。

8.改建了結(jié)構(gòu)工程實(shí)驗(yàn)室；新建了防護(hù)工程試驗(yàn)室，擁有電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)、霍普金森壓桿測(cè)試系統(tǒng)和真三軸動(dòng)靜綜合加載試驗(yàn)系統(tǒng)，改善了試驗(yàn)條件。

9.建設(shè)了功能完備的智慧教室，方便開展混合式教學(xué)活動(dòng)。

三、“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理”課程線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐

“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理”課程的特點(diǎn)是基于試驗(yàn)和理論研究指導(dǎo)工程應(yīng)用。其特點(diǎn)可歸納為“四多兩強(qiáng)”，即概念多、原理多、試驗(yàn)現(xiàn)象多、計(jì)算公式多；理論性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)。該門課程涉及的原理知識(shí)廣泛，經(jīng)驗(yàn)公式多，構(gòu)造要求煩瑣，傳統(tǒng)的教學(xué)方式容易讓學(xué)生感到枯燥乏味，難以掌握重點(diǎn)內(nèi)容，達(dá)不到應(yīng)有的教學(xué)效果。為聚焦強(qiáng)軍目標(biāo)，瞄準(zhǔn)未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)建設(shè)和保障需求，以提高學(xué)生建設(shè)管理能力和應(yīng)急保障能力為目標(biāo)，授課過(guò)程中依托多年來(lái)課程組的校級(jí)、省級(jí)及國(guó)家學(xué)堂在線課程組建設(shè)的《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理》MOOC資源，借助學(xué)堂在線和雨課堂，開展線上線下教學(xué)模式改革。在線學(xué)習(xí)以MOOC和雨課堂為主進(jìn)行課程預(yù)告、網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)并完成作業(yè)和師生互動(dòng)。課堂以多媒體教室為教學(xué)環(huán)境，開展討論、案例分析、競(jìng)答比賽、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)活動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。此外，積極探索線下自主學(xué)習(xí)—課上提出問(wèn)題—分組討論—強(qiáng)化實(shí)踐訓(xùn)練的教學(xué)流程，注重培養(yǎng)學(xué)生的崗位任職能力和工程實(shí)踐能力。

（一）教學(xué)方法改革

課程秉承戰(zhàn)場(chǎng)牽引、科研驅(qū)動(dòng)、授之以漁等教學(xué)新思想，多年來(lái)形成了“目標(biāo)牽引式”“比較研究式”“小組協(xié)同式”等多種教學(xué)方法，以經(jīng)典案例和戰(zhàn)場(chǎng)建設(shè)需求為目標(biāo)牽引，在鋼筋和混凝土兩種材料之間、各種構(gòu)件之間、承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)之間、普通混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土之間展開廣泛的“比較研究式”教學(xué)。同時(shí)，以小組協(xié)作為提升模式，通過(guò)小組競(jìng)答、分組辯論、協(xié)作研究、小組匯報(bào)等方式，線上線下多維度展開協(xié)同學(xué)習(xí)，注重幫帶與鼓勵(lì)，由獨(dú)立學(xué)習(xí)向協(xié)同學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的集體主義精神。

（二）教學(xué)組織實(shí)施

教學(xué)內(nèi)容分層遞進(jìn)，本著簡(jiǎn)單知識(shí)線上學(xué)、原理知識(shí)報(bào)告學(xué)、難點(diǎn)知識(shí)討論學(xué)、應(yīng)用知識(shí)實(shí)踐學(xué)的原則對(duì)知識(shí)進(jìn)行分解，從而解放課堂時(shí)間，拓展知識(shí)的深度和廣度。教學(xué)組織有效銜接，教師在雨課堂布置任務(wù)，通過(guò)在線測(cè)試暴露學(xué)員的薄弱環(huán)節(jié)，然后在線下課堂討論疑難知識(shí)，強(qiáng)化實(shí)踐演練，匯報(bào)熱點(diǎn)研究情況。課后完成雨課堂測(cè)試和課后作業(yè)，在線上討論區(qū)拓展專業(yè)知識(shí)，課上采用不同的教學(xué)策略，鍛煉學(xué)員的深度思維。

1.“競(jìng)答式”分組討論。要求學(xué)生熟練掌握的教學(xué)內(nèi)容宜精講多練，讓學(xué)生充分討論。按教師下發(fā)的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生在線觀看慕課，教師在課上安排“競(jìng)答式”分組討論課幫助學(xué)生鞏固。將全班分組，每組5名學(xué)生，通過(guò)智慧教室發(fā)題，學(xué)生通過(guò)Pad搶答，最后得分多者獲勝，獲勝方獲得獎(jiǎng)?wù)拢詈蟀椽?jiǎng)?wù)聰?shù)量折算平時(shí)成績(jī)。此種模式已使用多年，熱情高漲，討論熱烈，課堂氣氛輕松愉快，積極性很高，教學(xué)效果良好。討論題目要精心選擇，要具有代表性，可選擇一些容易產(chǎn)生歧義、要求精準(zhǔn)理解概念的題目。有的題目有多種解法，要“精練”。討論完后再引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、規(guī)律，進(jìn)行升華。

2.強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。為了提高學(xué)生分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生盡快融入工作崗位，在教學(xué)中要增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)［1］。課程設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)本科培養(yǎng)計(jì)劃中的一個(gè)主要教學(xué)環(huán)節(jié)，也是最重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用技能，提高學(xué)生對(duì)具體工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的綜合分析能力和創(chuàng)新能力。由于課時(shí)壓縮，可將課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)內(nèi)容做成慕課，學(xué)生可以利用課余時(shí)間自學(xué)課程設(shè)計(jì)步驟與方法，通過(guò)自學(xué)獨(dú)立系統(tǒng)地完成一類構(gòu)件設(shè)計(jì)。教師指導(dǎo)時(shí)可留有更多時(shí)間集中解決學(xué)生的疑難問(wèn)題，讓學(xué)生熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實(shí)踐中的常用方法，提高實(shí)踐能力。

3.對(duì)比研究，建立體系。在教學(xué)中廣泛采用比較研究的方法進(jìn)行重點(diǎn)內(nèi)容的研討教學(xué)，有利于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)整體知識(shí)體系的構(gòu)建和理解。比如：對(duì)鋼筋和混凝土材料強(qiáng)度與變形進(jìn)行比較分析，可使學(xué)生理解為什么兩種材料可以“珠聯(lián)璧合”、揚(yáng)長(zhǎng)避短、共同工作。在各類構(gòu)件承載力的計(jì)算中，通過(guò)比較分析，學(xué)生理解了受彎構(gòu)件是壓彎構(gòu)件的特殊情況，因此基本假定是一樣的，所有構(gòu)件均應(yīng)關(guān)注鋼筋與混凝土的強(qiáng)度與數(shù)量的匹配問(wèn)題；通過(guò)對(duì)比，學(xué)生明白建筑中各構(gòu)件的重要性是不同的，理解了縱向鋼筋和橫向鋼筋的不同作用，從而理解了強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁的意義；通過(guò)構(gòu)件破壞形態(tài)對(duì)比，學(xué)生理解了鋼筋不是布置得越多越好，鋼筋強(qiáng)度不是越高越好，地震來(lái)臨時(shí)超筋破壞的后果不堪設(shè)想，進(jìn)而理解了混凝土結(jié)構(gòu)兩種材料的面積和強(qiáng)度的匹配關(guān)系的重要性。通過(guò)對(duì)比，學(xué)生理解了承載力計(jì)算和配筋構(gòu)造同等重要，理解了受扭配筋與受彎配筋的不同之處等。在不同的專題之間進(jìn)行對(duì)比教學(xué)，能夠讓學(xué)生更好地知道兩種承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的不同之處，理解在混凝土結(jié)構(gòu)中施加預(yù)應(yīng)力的目的。

（三）多維考核方式改革

教學(xué)評(píng)價(jià)注重過(guò)程，課程考核包括形成性考核和終結(jié)性考核，其中，形成性考核包括在線學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)，終結(jié)性考核為閉卷筆試。計(jì)分標(biāo)準(zhǔn)：在線學(xué)習(xí)（25%）+課程設(shè)計(jì)（15%）+閉卷考試（60%）。在線學(xué)習(xí)包括跟隨課堂教學(xué)進(jìn)度完成在線視頻觀看、在線習(xí)題解答、在線作業(yè)、在線討論和測(cè)試。課程設(shè)計(jì)注重對(duì)學(xué)生自主思維的考核，成績(jī)?cè)u(píng)定考慮學(xué)員在課上提出問(wèn)題的數(shù)量［2］。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)多年持續(xù)的課程建設(shè)和混合式教學(xué)實(shí)踐，我校“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理”課程形成了以下特色：（1）構(gòu)建了“三位一體”教學(xué)內(nèi)容新體系。重塑“通用知識(shí)+任職知識(shí)+實(shí)戰(zhàn)知識(shí)”“三位一體”教學(xué)新體系，確定了“緊貼戰(zhàn)場(chǎng)，教學(xué)與部隊(duì)訓(xùn)練同步，瞄準(zhǔn)前沿，兼顧創(chuàng)新與素質(zhì)教育”的教學(xué)新理念，凝練了“加強(qiáng)基礎(chǔ)，重視應(yīng)用，開拓思維，授之以漁”的教學(xué)新思想。（2）建設(shè)了立體豐富的教學(xué)資源新系統(tǒng)。慕課資源加強(qiáng)了知識(shí)的廣度和深度，開發(fā)的軟件便于學(xué)生交互式學(xué)習(xí)和進(jìn)階實(shí)踐。（3）創(chuàng)建了信息化競(jìng)賽能力提升新途徑。將PKPM、BIM 等信息化手段作為知識(shí)綜合運(yùn)用和實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分。指導(dǎo)學(xué)員參加全國(guó)各類大賽，獲獎(jiǎng)10余項(xiàng)，學(xué)員的創(chuàng)新能力顯著提高。（4）培育了教研融合、高水平的優(yōu)秀教師隊(duì)伍，共完成國(guó)家基金項(xiàng)目6項(xiàng)，獲軍隊(duì)科技獎(jiǎng)20余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇，出版教材專著10余部，近兩年，高職比例提升50%以上。經(jīng)過(guò)多年持續(xù)建設(shè)和教學(xué)改革探索與實(shí)踐，課程也取得了可喜的建設(shè)成果，成為陜西省精品資源共享課程，2021年被評(píng)為陜西省線上線下混合式一流本科課程。