鋼結構的力學魅力與藝術價值視頻公開課建設與探索

萬虹宇++孫毅++潘穎??

摘要：視頻公開課有助于實現優質教育資源的共享，是促進教育公平的重要途徑?？萍硷w速發展、政策大力支持和精品視頻公開課范例為大范圍推進視頻公開課建設提供可能。文章結合重慶市精品視頻公開課鋼結構的力學魅力與藝術價值建設的經驗和體會，對課程建設中涉及的課程選題、教學內容、教學思路、教學方法設計以及課程視頻制作等方面進行了詳盡的闡述，以供參考。

關鍵詞：視頻公開課；課程建設；教育信息化；教學改革

中圖分類號：G6423；TU391文獻標志碼：A文章編號：

10052909（2016）04006905

一、視頻公開課的發展與優勢

開放資源運動促進了優質教育資源在世界范圍內的免費共享，正在成為實現教育公平的重要途徑[1]?！秶抑虚L期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》指出，要加強優質教育資源開發與應用，加強網絡教學資源體系建設，引進國際優質數字化教學資源，開發網絡學習課程，建立數字圖書館和虛擬實驗室，建立開放靈活的教育資源公共服務平臺，促進優質教育資源普及共享，創新網絡教學模式，開展高質量高水平遠程學歷教育[2]。

視頻公開課是21世紀誕生的網絡教育資源新形式，是以大學生為服務主體，同時面向社會大眾免費開放的科學、文化素質教育網絡視頻課程與學術講座[3]。與其他基于網絡的知識傳播產品相比，視頻公開課的優勢在于使課堂授課這種古老而又不可取代的教育方式乘上了時代之舟，通過互聯網把師生互動的單一課堂空間變成全社會共享的知識空間[4]。視頻公開課最初作為開放課程的子類在麻省理工大學開設，隨后迅速風靡世界，名校相繼加入，掀起自主學習熱潮。中國視頻公開課差不多與國外同時起步。2003年，教育部啟動精品課程建設工程，到2010年底共建3 700多門國家級精品課程，上萬門省級和校級精品課程[5]。開放共享課程惠及更多學子，很好地詮釋了教育公平。在當代，日新月異的科技發展促進了互聯網、多媒體技術、視頻錄制及數據存儲設備等的長足發展，為大規模制作和推廣視頻公開課奠定了基礎。教育部在《2015年教育信息化工作要點》中提出2015年教育信息化工作的核心目標，明確指出應深入推進優質教育資源開發與應用，進一步加強在線開放課程建設應用與

管理，推動各地開發本地特色資源，鼓勵學校建設本校資源庫，實現課堂教學的常態化、普遍性應用[6]。在國家政策的大力支持下，我國的視頻公開課建設迎來其黃金時代。

鋼結構原理是土木工程專業的一門專業平臺課，其在土木工程專業的課程體系中起著承上啟下的作用，但因公式繁雜，理論推導及抽象原理較多，學生學習積極性不高，學習效果較差。如何提高該課程的生動性與趣味性，使學生能積極主動地學習并取得良好的學習效果一直是授課團隊著力研究的問題。

鋼結構的力學魅力與藝術價值是基于該課程重新組織設計而成的一門以介紹中國現代著名鋼結構建筑的藝術、設計科學和力學魅力為主的視頻公開課，旨在弘揚中華文明，傳承建筑經典，激發土木工程專業學生及社會大眾對鋼結構建筑與設計理論的興趣。課程團隊在選題上進行了認真的思考和探索，在教學內容與方法、課程制作等方面進行了精心的組織和設計。課程為大眾學習者揭開鋼結構建筑的神秘面紗，既體現科學性，又兼顧藝術性和趣味性，化被動學習為主動探索。該課程于2014年5月被重慶市教育委員會列為重慶市2014年度高等學校市級精品視頻公開課。

二、課程設計

（一）課程選題

課程選題是課程建設的第一步，也是至關重要的一步，是課程成功的必要條件。精品視頻公開課依托于公共網絡進行傳播，其受眾人數多，組成復雜，分布廣泛，具有明顯的受眾大眾化特點。精品視頻公開課雖然并不針對具體年齡階層或學歷階層，但其課題針對某一學科或專題進行組織，因此，精品視頻公開課也同時具有現代傳媒受眾分眾化的特點[7]。

根據“推動高校教育資源公開化，宣傳科學理論，廣泛傳播人類文明優秀成果和現代科學技術前沿知識”這一宗旨，結合學科特色和新興潮流，課程選題時，采用“經典鋼結構建筑演繹鋼結構設計理論”的思路。

1.弘揚中華文化，傳承建筑經典

鋼結構建筑既能展現結構承載力優勢，又能以結構本身彰顯建筑的無窮藝術魅力，實現結構設計與建筑藝術的完美融合。近年來，我國涌現出一批聞名中外的經典鋼結構建筑，這些建筑展現了中國人民的巧思與創造力，傳承了優秀的中華文明。為弘揚中華文化，激發民族自豪感，傳播建筑領域的前沿知識，將傳統的基礎課程講出新意，課程以中國著名的五類鋼結構建筑為例，以經典建筑設計結合設計理論進行解析。

2.著眼大眾傳播，惠及廣大學子

為使更多人易于理解和接受，受眾從土木工程專業的學生拓展到對鋼結構建筑感興趣的社會大眾，體現大眾傳播的課程屬性，將“鋼結構理論”中的結合設計公式的講解模式改為經典鋼結構建筑的故事性演繹，根植于“鋼結構原理”又有別于“鋼結構原理”，摒棄了繁雜的理論推導和公式演算，引入社會大眾感興趣的經典實例和圖片，幫助其擺脫空洞枯燥的學習困境，激發學習興趣，滿足大眾對知識的多元需求。

（二）教學內容與思路設計

課程共五講，每講介紹一例經典鋼結構建筑，時長約為30～40 分鐘，主要圍繞建筑的設計理念、設計思路、設計方案、力學原理、技術特點與難點等方面展開，鋼結構設計基本原理貫穿始終。

1.專題獨立，課程體系連貫完整

鋼結構建筑有單層建筑、多層建筑、高層與超高層建筑、高聳建筑、大跨度空間建筑等，后三類建筑因其高度或跨度較大，往往結構復雜，建設周期長，難度大，更能體現建筑智慧和力學魅力，也更能激發社會大眾的探索欲望，所以課程內容設計時選用了這幾類建筑中知名的五個經典鋼結構建筑——上海中心（超高層建筑）、國家體育場“鳥巢”（大跨度空間建筑）、廣州塔“小蠻腰”（塔桅建筑）、青島火車北站（預應力建筑）、重慶菜園壩大橋（鋼橋）。每個專題具體介紹一類鋼結構建筑，獨立于其他專題，受眾可依據自己的學習時間和興趣愛好靈活自由地選擇專題進行學習，學習負擔小。五個專題涵蓋了五類典型的鋼結構建筑，課程體系連貫完整，學完本課程將對不同類別鋼結構建筑的設計與施工產生全面形象的認識，激發進一步深入學習基礎理論，繼續探索結構奧秘的興趣，由此達成本課程開設的初衷。

2.循序漸進，課程信息精心組織

課程內容設計均以學習者為中心，著眼社會大眾的認知水平，遵循學習者的心理認知規律。在此基礎上，課程團隊將課程信息進行了精心編排和組織。

量體裁衣，以社會大眾為服務對象，五個專題都以介紹具體的設計思路、設計流程、設計重難點、施工流程、施工重難點為課程內容，避免介紹構件設計與驗算、節點設計等晦澀難懂的專業知識，教學內容深入淺出，知識點難易度均控制在學習者的認知負荷范圍內。

由淺入深，由介紹建筑設計背景和設計理念等通俗易懂的話題入手，逐步引入方案介紹，介紹方案時融入設計原理和力學常識，使受眾更易于理解和接受。五個專題分別以《上海中心——超高層鋼結構》《宏偉的“鳥巢”——大跨度空間結構》《美麗的“小蠻腰”——塔桅結構》《飛翔的“海鷗”——預應力結構》，以及《剛柔并濟的“彩虹”》命名，盡量將建筑形象化、生動化。課程通過介紹建筑設計理念，將建筑與自然界中的形象物進行類比，例如《飛翔的“海鷗”——預應力結構》專題，將青島北站的建筑圖與海鷗圖片進行類比，使青島北站的建筑形象變得生動親切，講建筑設計理念時，引入設計背景，講述青島人與保護海鷗的故事，受眾更能切身感受到青島北站的藝術價值，以及建筑與人文精神的融合，然后再引入力學原理，更易于受眾直觀生動地理解，從情感上去主動接受課程內容。

結合實踐，課程內容按照鋼結構建筑的設計建造順序展開。例如《宏偉的“鳥巢”——大跨度空間結構》專題，按照大跨度空間結構簡介、初識“鳥巢”、走進“鳥巢”、了解“鳥巢”四部分內容展開。初識“鳥巢”介紹國家體育場的設計思路和設計流程，重點介紹建筑的力學魅力和藝術價值，走進“鳥巢”介紹國家體育場的結構布置和結構設計概況，了解“鳥巢”介紹國家體育場的抗震概念設計、鋼材特性、構件制造、焊接連接等涉及設計和施工特色的重難點知識。學習該專題后，受眾對國家體育場會有更加專業及深刻地認識。

3.圖文并茂，課程內容直觀生動

課程內容的主線為案例式教學，將傳統的“理論講解+例題訓練”變為“實例實講”。例如，《剛柔并濟的“彩虹”》專題講述大家熟悉卻又陌生的橋梁——重慶朝天門大橋，講解時引入各類橋梁圖片、重慶朝天門大橋的細節圖，配合圖片剖析設計原理，從感性和理性角度共同思考問題。通過講述重慶朝天門大橋的選型過程，介紹各類拱橋的特點和應用范圍，使學生既了解了特定案例的設計過程，又掌握了橋梁選型的完整過程。

4.一問一答，課程編排以人為本

課程內容設計的指導思想是“以人為本”，為了實時掌控學生的學習效果，在教學內容設計時，引入討論模式。例如《美麗的“小蠻腰”——塔桅結構》專題，講解伴隨問題討論而展開。簡單問題采用“先問后講”方式，先通過圖例引導學生認識塔桅結構，再讓學生判斷哪些經典建筑是塔桅結構，學生通過自主思考能舉一反三，產生學習成就感，有繼續學習的動力。較復雜問題采用“先講后問”方式，講解廣州塔的結構布置時，先介紹結構的支撐體系和設計原理，再針對其設計原理向學生提問，問題的側重點在于掌握學生對設計原理的理解程度，了解授課效果，學生也能檢測自己

的學習效果。通過討論，教師可與學生充分交流互動，依據學生的學習進度調整課程進度。

三、課程制作

（一）課件及資料準備

課件及資料在課程建設立項前就應認真準備，授課團隊對課程框架及資源進行了科學規劃，對課程的全局模塊進行了設計，課件及資料包含課程簡介、教學計劃、教學大綱、知識結構圖、思維導圖、授課PPT、電子教案、輔助學習資料等。筆者重點介紹授課PPT的制作。

授課PPT是傳遞教師思想、促進師生交流的橋梁，教法設計是否準確達成，內容是否生動形象，表達是否正確清晰，都依賴于授課PPT的設計與制作是否妥當。

1.文字與內容

課程PPT中字體依據內容編排選用統一字體，不同字號呈現不同內容，既要重點突出，又要保證版面統一協調。PPT內容要依據教學內容的邏輯關系進行編排，圖文并茂，同時避免同一頁面上文字過多或行間距過密，造成頁面擁擠不堪，重點不突出而對學生學習造成困擾。檢查課件內容時，確保數據準確、術語規范、話題嚴謹、圖片資料緊扣主題。

2.配色

PPT顏色搭配要保證顯示效果清新自然，科學嚴謹。由于PPT圖片及動畫較多，錄制現場光線較好，為保證顯示效果，PPT背景色統一為白色，字體用黑色或紅色，需要強調的直線、圖框也采用紅色，每張PPT的主色不超過三種顏色。

3.動畫

動畫設計應為課程講授服務，而不是單純地追求動畫效果。課程PPT動畫設計時將課件內容、實例圖片等按問題的引入、問題的討論、問題的解決這一流程逐一呈現，演示動畫去繁就簡，動畫演示時取消部分提示音，以免分散學習者的注意力，引導學生與教師同步思考，融入課堂。

（二）視頻制作

1.拍攝前的準備

（1）錄制場地。本課程的錄制場地為學校專設的視頻拍攝教室。場地開闊、環境安靜，燈光依據教學要求布置，照明充足，燈光色溫統一。教室進行了隔聲和吸音降噪處理，以排除外界噪音對視頻錄制的干擾。教室配備大屏高清液晶顯示器和多媒體設備、黑板、桌椅等教學必備器具。

（2）設備。拍攝設備采用專業級高清數字攝像機。錄音設備選用清晰度好、靈敏度高、聲音還原度高的專業級電容式話筒，該話筒是配有無線發射器的領夾式話筒，佩戴時隱藏于衣服領口內，拍攝前反復調試，以免動作摩擦引起噪音。提問環節教學設計時并未專門針對具體學生，而是整體發問，所以只配置一個話筒記錄學生的反應。

（3）機位布置。視頻拍攝采用三機位，錄制前調整好各機位白平衡，避免后期視頻出現色差。一號機在教室后面中軸線處拍攝教師授課中景（講臺上半部分、教師上半身及屏幕全景）；二號機拍攝授課PPT內容；三號機拍攝授課全景，展現師生間交流互動。

（4）教師著裝設計。教師著裝選用正式又避免刻板的職業裝，體現教師的專業性、嚴謹性又不會產生距離感。教師的服裝避免格紋或條紋類，選擇純色系服裝，以免對視覺造成干擾，衣服顏色與PPT背景顏色形成對比。

2.拍攝

視頻公開課的拍攝是藝術創作過程，拍攝手法、機位，燈光調整，教師的授課語言、手勢和身體姿勢等都需要進行精心的設計，以向廣大學習者呈現一堂信息豐富、生動精彩、行云流水的精品課程。

拍攝過程中錄音設備與攝像機同步工作，實現同期聲。導播依據拍攝前腳本要求，結合教學進度，切換攝像機位，使視頻呈現效果符合教學進度和內容設計。當出現明顯噪音或突發情況（教師咳嗽、打噴嚏等），導播要及時中斷拍攝，待重新調整后，從中斷處繼續拍攝，繼續拍攝前要醞釀情緒，接續前節，以保證后期視頻制作連貫而無明顯間斷感。若不能接續或者接續效果不佳時，應重新拍攝。

3.后期制作

（1）視頻剪輯。在視頻剪輯過程中，主要針對每集視頻的時長控制進行精細修改。將影響視頻效果的“口頭禪”“習慣性動作”“口誤”“中斷”等去掉或用其他鏡頭替代，同時還要保持視頻的連貫性。導播在進行機位切換時可能未完全符合教師的課程設計要求，后期制作時將課件演示畫面再次完善，使教師講授、課件演示、學生參與等畫面的設置符合最初的課程設計。

（2）片頭制作。片頭是受眾第一時間接觸到的影像，應起到吸引受眾、突出主題的作用。本課程的片頭由專業制作團隊完成，音樂慷慨激昂，展示了學校風貌、專業特色、課程主旨及主講人信息等。

（3）字幕制作。視頻字幕采用“千千靜聽”和“字幕轉換助手”兩種簡單易學的字幕制作軟件，由課程團隊與學生共同制作完成。字幕制作時注意保持字幕與課程內容的同步性。依據教學內容和最終剪輯視頻，將教師講授的重要內容配合視頻以字幕形式呈現，有助于學習者正確掌握專業術語。

四、結語

視頻公開課的成功建設及推廣對深化教育改革、提高優質教育資源利用率、促進教育公平等具有深遠意義。教學團隊、教研室甚至學校在視頻公開課建設過程中都受益匪淺。視頻公開課的建設需要資金、政策、軟硬件條件等的大力支持以及優質教學團隊的傾力協作，視頻公開課建設前應對課題的可行性、課程設計的合理性、制作條件的充分性等進行仔細研究和準確評估，以保證視頻公開課的完成效果。參考文獻：

[1] 楊滿福.中外視頻公開課的創作模式及其方法論啟示[J].高教論壇，2015（5）：43-46.

[2]國家中長期教育改革和發展規劃綱要 （2010—2020）[EB/OL]. http：//www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

[3] 教育部. 關于開展2012 年度精品視頻公開課推薦工作的通知 [EB＼＼OL]. http：//www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/A08_sjhj/201202/130430.html.

[4]馮原.推倒大學的“知識圍墻”[N].羊城晚報，2011-11-20（B010）.

[5] 陳耀華，陳琳.中外視頻公開課對比分析與優化發展研究[J].中國電化教育，2013（7）：80-85.

[6]教育部辦公廳關于印發《2015年教育信息化工作要點》的通知[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201502/t20150215_189356.html.

[7] 強彥，趙涓涓，程永強，等.精品視頻公開課建設經驗與體會[J].中國大學教學，2013（12）：13-15.