“鋼結構設計原理”課程教學新模式的探索與實踐

［摘 要］ 為響應《關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》，提高本科教學質量，教學課題組探索了“鋼結構設計原理”課程教學的新模式，即以線下教學為主，結合線上直播授課、網絡教學平臺以及QQ交流群內討論答疑的方式開展課程教學，在盡可能給予學生最好的課堂學習體驗的同時，也為他們提供優質的課后學習資料。線上與線下并行、理論與實踐結合是該新模式探索的關鍵。此外，引入鋼結構工程中蘊含的豐富的思政元素，綜合提升學生的專業知識與思想品德素養。

［關鍵詞］ 本科教學新模式；鋼結構設計原理；線上與線下并行教學；網絡教學平臺；QQ交流群

［基金項目］ 2020年度西南交通大學教改項目“新工科背景下交通土建特色專業未來卓越工程師工匠精神培養的探索與實踐”（20201001-07）；2021—2023年四川省高等教育人才培養質量和教學改革項目“賽訓融合、創新發展，探土木雙創人才培養新模式”（JG2021-264）

［作者簡介］ 余志祥（1976—），男，四川峨眉山人，博士，西南交通大學土木工程學院教授，主要從事結構工程研究；陳景鑫（2002—），男，四川成都人，西南交通大學土木工程學院2020級土木工程專業本科生，研究方向為結構工程；張 明（1983—），男，黑龍江佳木斯人，博士，西南交通大學土木工程學院副教授（通信作者），主要從事結構工程研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）15-0081-04 ［收稿日期］ 2023-05-15

引言

提高本科教學質量是教育部發布的《關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》的一個重要目標，旨在堅持立德樹人，圍繞學生忙起來、教師強起來、管理嚴起來、效果實起來，深化本科教育教學改革，培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人［1］。

“鋼結構設計原理”課程組在充分發揮常規線下教學優勢的同時，引入諸如騰訊課堂、線上教學資源庫、QQ學術交流討論群等現代信息和網絡技術資源平臺，融合創新構建“鋼結構設計原理”課程未來課堂新模式，引導學生從被動學習到主動學習，切實有效提高本科生學習興趣和效率。

在上述思想的指引下，“鋼結構設計原理”課程將主要內容拆分為“結構設計方法及理論”“各種連接原理及設計方法”和“梁、柱力學性能分析”三大部分。線下教學環節負責講解“各種連接原理及設計方法”和“梁、柱力學性能分析”兩大模塊。教師通過騰訊課堂與學生討論學習“結構設計方法及理論”模塊。課后，學生可以利用線上教學資源庫對課堂內容進行查漏補缺，并對關聯知識點進行拓展學習。此外，利用QQ學術交流討論群，生生之間、師生之間可建立無時間和無空間限制的自由交流討論平臺。

一、新教學模式的構建

作為信息化教學的主流模式，相較于傳統教學方式，線上教學有著眾多優勢：其優質資源成本相對更低，學習效率更加高效，對不同的學習者更有針對性。考慮到順應時代發展，不斷提高教學質量的初衷，本教學課題組也以線上教學為切入點開展了對“鋼結構設計原理”課程教學新模式的探索。

在經過充分調研后，課題組發現線上教學實際上存在諸多弊端，如缺乏面對面課堂的語言溝通和情感傳達、教師難以全面監督學生學習等。在發現了線上教學的上述不足之后，課程組決定將線下課堂教學融入其中，結合雙方優點，對線上線下混合教學模式進行探索。通過統籌整合線下授課和線上課程資源，在充分發揮面對面課堂的互動優勢、激發學生學習主動性的同時，靈活引入網絡課程資源作為學生自學和擴展學習的內容。

在討論后，“鋼結構設計原理”課程組決定探索以線上教學資源庫、QQ學術交流討論群為輔助工具，線下課堂教學、線上騰訊課堂學習相結合的新模式，以全面創新本門課程內容。這種新模式旨在為學生提供更加豐富、高效的學習體驗，提高學習效率和學習興趣。

課堂教學是教育過程中的重要組成部分，通常指教師在課堂上對學生進行面對面教學。在課堂教學中，教師通過口頭講授、板書示范、提問、討論等方式，向學生傳授知識、技能和價值觀［2］。課堂教學可以采用如傳統的講授式教學、翻轉課堂、小組討論等多種形式。為提高課堂教學的效果，還可采取一些措施，如改造傳統教學環境，實現物理課堂與虛擬課堂的融合；革新傳統教學流程，實現技術、內容、方法的融合；培養新型教師，實現知識、技術和能力三方面的融合；應用全新評價手段，實現教育規模化與個性化的融合。

線上騰訊課堂學習是一種新型的教學方式，其利用騰訊課堂這一在線教育平臺，為學生提供了遠程學習的機會。在線上騰訊課堂學習中，學生可以通過觀看直播課程、參與在線討論、完成在線作業等方式進行學習。這種學習方式能夠跨越空間的限制，彌補課堂講授模式單一的不足，為學生提供更加豐富的學習體驗［3］。

線上教學資源庫是一種網絡教學資源庫，它提供了如中國大學MOOC等豐富的在線教學資源平臺，內容涵蓋了各個學科領域，包括課程視頻、課件、習題、試卷等。這些資源經過精心篩選和整理，具有較高的質量和可靠性。學生可以利用線上教學資源庫自主學習，對課堂內容查漏補缺，并對關聯知識點進行拓展學習。線上教學資源庫可以讓學生能夠在任何時間、任何地點進行學習，方便學生更加充分地利用碎片化時間［4］。

QQ學術交流討論群提供了一個自由、開放、高效的在線交流平臺，它利用QQ這一即時通信工具，為學生和教師提供了一個交流討論的場所。在QQ學術交流討論群中，學生和教師可以自由地交流討論學術問題，分享學習經驗和心得。這種不受時間和地點限制的交流方式為學生和教師提供了高效的交流體驗。

基于上述分析，筆者團隊相信，所構建的“線下課堂教學+線上騰訊課堂學習+線上教學資源庫+QQ學術交流討論群”新教學模式將取得令人滿意的教學成果。

二、新教學模式的實踐

（一）課前預習

教師在課前通過QQ交流群向學生發送課程資料和教學課件，并給出學習要求，引導學生自主預習。學生根據要求進行課前自學，掌握本節課的主要知識點，為課堂聽講做好準備，提升學習效率，并將預習心得與課堂內容相結合，深化對課程內容的理解。以“鋼結構的連接”為例，學生可以從以下幾個方面進行預習：通過網絡或圖書館等渠道查閱鋼結構的連接的相關資料，了解鋼結構的連接的基本原理、特點、優缺點、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）及其相應的承載力計算方法等；通過觀看視頻或動畫等形式，直觀感受鋼結構的連接的過程和效果，比較不同類型連接方式的異同和優劣；通過做一些簡單的計算題或設計題，鍛煉自己對鋼結構的連接的承載力計算方法的掌握和運用，提高自己的動手能力和分析能力；通過與同學或教師進行交流和討論，分享自己的預習心得和疑惑，聽取他人的意見和建議，拓寬自己的視野和思路。在此基礎上，總結該部分的重點、難點等，以便課堂上有針對性地聽講。

（二）線下課堂+騰訊課堂

“鋼結構設計原理”課程介紹鋼結構材料的基本性能、鋼結構基本構件及其連接的設計理論及計算方法、鋼結構基本構件的構造設計等，主要包含鋼結構基本原理和鋼結構設計兩部分內容。開設本課程的目的是使學生了解鋼結構的性能、特點、組成及發展，掌握鋼結構中的基本概念、基本理論、基本計算方法并學會應用。為提高學生的知識吸收效率，在教學中課題組采用了以下幾種方式。

首先，線下課堂主要講解“各種連接原理及設計方法”和“梁、柱力學性能分析”兩大較難的模塊。這兩個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的校驗核算方法。學生需要從這些不同的情況中找到其共同的內在聯系，并建立起完善的知識網絡，以便更好地掌握這一部分知識。在講解完一個小模塊的內容后，以例題為載體，借由生動的案例將之前講授的內容運用于問題解決，以此加深學生對相應知識的理解，提高掌握的程度。

其次，線上騰訊課堂主要進行“結構設計方法及理論”模塊的教學。基于對課程創新的考慮以及對課時安排的優化，采用形式更加靈活的騰訊課堂進行線上直播教學。不同于線下課堂以講解為核心，線上教學活動圍繞著交流與討論進行。與線下課堂相仿，學生在課前自主預習，在課堂上由教師引出話題，學生憑借自己的認知以及預習所得進行討論。期間教師可以適當引導學生，讓學生在交流中逐漸加深對知識的理解與記憶。

最后，在教學中還利用了鋼結構工程蘊含的豐富思政元素作為教材內容。例如，通過“鋼結構中茅以升精神”的傳承案例，向學生介紹早期鋼結構連接方法主要為鉚釘連接，而現代鋼結構主要采用高強度螺栓連接，并講解兩種連接方法在發展歷史、材料、施工工藝、受力原理、優缺點及工程應用等方面不同的專業知識點；同時，向學生展示茅以升先生在建設國家和服務社會方面所展現出來的愛國精神和工程教育理念。

通過以上教學方式，課題組希望能夠有效地提高學生對“鋼結構設計原理”課程的感興趣度，并提升他們在專業知識、技能水平、思想品德等方面的綜合素質。

（三）線上自主復習

在課后，學生利用網絡教學平臺上的資源回顧課堂內容。在MOOC平臺上，與課程相關的一系列學習資料都對學生開放，學生可以選擇性觀看諸多由課題組教師精心制作、整理的教學視頻。這些視頻內容覆蓋面較廣，其中有許多課堂上沒有介紹的細節、相應規范條款等，能夠讓學生在課后進一步鞏固與拓展所學知識。

學生在需要時可以通過“建標庫”App免費查詢各類標準、規范，本課程最常需要查閱的《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）也被收錄于該App。此外，學校的線上圖書館資源也免費對學生開放，可以查閱國際國內的絕大部分文獻資料。

教師鼓勵學生在自主學習中遇到自己難以解決的疑問時，在QQ學術交流討論群內提出自己的疑惑。其他學生若是了解該問題便可發表自己的觀點，在回應他人疑問時也能提高自己對于該知識的掌握程度，同時，群內更多的學生也能在觀摩中得到一定程度的提升。若該問題學生實在無法單獨解決，則由教師或助教予以解答。

三、教學效果考查

在學期即將結束之時，為了解學生對教學新模式，即混合教學模式的體驗感受與看法，課程組采用問卷的方式對學生進行了多方面的調研，并結合最后期末結課考試的成績，對學生進行了較為全面的考查。如表1所示，調查主要包含學習興趣、學習積極性、學習耗費時間、知識掌握程度、知識覆蓋面、知識外延性等方面。本次調查樣本雖然不算多，但是對該新教學模式的反饋有著積極的意義，也是引導該模式進一步改進完善的重要資料。

通過表1可以看出，與傳統線下教學模式相比，新教學培養模式更能調動學生學習的積極性和興趣，在對所學知識點有著較高掌握程度的同時，所學知識體系覆蓋面很寬，有較強的向外拓展空間。且在該教學模式下，學生也更加愿意在課后花費更多時間利用線上教學平臺進行自學、查漏補缺，學習總時長顯著高于只需要理解記憶課堂知識點的傳統教學。正因為學生的努力，才能有如此喜人的教學效果，相信在當下花費的時間，將來必然會給他們帶來豐碩的回饋。

四、教學模式創新的思考

本文所構建的新教學模式可以有效提高學生的自主學習能力、滿足學生的個性化需求、豐富教學資源和形式、促進師生和生生之間的互動和協作等。未來，線下傳統課堂教學與線上網絡教學進行深度融合的教學模式也將是大勢所趨［5］。在本學期“鋼結構設計原理”課程的教學中，課題組已經對該新教學模式進行了嘗試，取得了較好的效果。但新教學模式仍然存在著諸多挑戰，如平衡線上和線下的教學時間和內容、提升教師和學生的信息素養和技能等問題。之后，課題組還將繼續推行并完善新教學模式，如加強對新教學模式的理論研究和實踐探索、完善新教學模式的硬件設施和軟件平臺、加強對教師和學生的培訓和指導等。

參考文獻

［1］教育部.關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見：教高〔2019〕6號［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.淺析網絡教學與傳統教學的優勢互補關系［J］.電化教育研究，2008（2）：89-91.

［3］周宇峰，丁煥中，廖曉萍，等.新冠肺炎疫情下獸醫藥物代謝動力學線上教學實踐與思考［J］.黑龍江畜牧獸醫，2020（19）：154-157.

［4］韓素芬，王惠.線上線下混合教學模式實施的關鍵環節與有效方法研究［J］.無線互聯科技，2020，17（7）：99-101+106.

［5］高華，張俊榮，劉若丹，等.人體寄生蟲學線上教學的實踐與思考［J］.中國病原生物學雜志，2020，15（10）：1240-1242.