基于移動學習的《鋼結構設計原理》教材建設探討

常鴻飛 夏軍武 田國華 賈福萍 李賢 張營營

摘要：隨著移動設備的普及，移動學習已成為社會發展的必然趨勢。為了適應移動學習環境下的新要求，作為傳統學習重要載體的教材必須有所創新。《鋼結構設計原理》是土木工程專業的一門專業基礎核心課程，對幫助學生形成鋼結構的基本概念，培養其鋼結構基本構件的設計計算能力有著非常重要的作用。本文探討了精品課程資源利用的現狀，對基于移動學習的《鋼結構設計原理》教材建設提出一些思考。

關鍵詞：移動學習;土木工程;鋼結構設計原理;精品教材

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）42-0051-02

一、引言

近年來，隨著無線移動技術的成熟和移動設備的普及，移動學習（Mobile-learning）在教育領域的應用日趨擴大，成為構建學習型社會的重要推動力[1，2]。移動學習是數字化學習的延伸，它是知識經濟社會人們教育需求和職業發展需求的反映，是移動通信技術在教育中的具體應用。同時，移動學習也有力地推動了優質教育資源的共享，促進了教育公平。

《結構設計原理》課程作為土木工程專業的核心專業基礎課，對幫助學生構建基本的結構概念非常重要。近10年來，教學團隊針對該課程進行了一系列的實踐探索，先后承擔并完成多項課程建設與改革項目，該課程已榮獲“江蘇省精品課程”，團隊編著的《結構設計原理》教材獲江蘇省精品教材和重點修訂教材等立項。

本文基于教學團隊在課堂教學及教材修訂過程中的實踐，對《鋼結構設計原理》精品教材的建設進行探討，旨在為移動學習環境下的教材建設提供參考。

二、現狀分析

為了推動高等教育“質量工程”戰略的順利實施，我國先后啟動了“國家精品課程建設”項目和“國家精品開放課程”項目[3]。經過多年的建設，精品課程取得了明顯的建設成效，但也存在著“重申報輕建設”、“重共享輕應用”、“網絡資源教學有效性缺失”等問題[4]。同時調查顯示[5]，精品課程的使用頻率偏低，如圖1所示，有23.9%的學生沒用過精品課程資源，每天使用1次或多次的學生僅占5.8%。由此可見，精品課程資源的利用效率還有很大的挖掘空間。

通過分析不難發現，導致精品課程資源利用效率不高的主要原因之一是實體知識載體與虛擬知識載體間的對接不充分。教材作為主要的實體知識載體，在課程學習和教學過程中發揮著重要的作用。然而以往的做法往往將紙質教材的建設與電子資源的建設獨立進行，特別是教材的編寫難以跳出傳統的思維方式，這樣的教材雖然符合課程中知識的邏輯性，能夠較清晰地反映出學科的知識體系，但卻不利于培養學生的創造性和方便自主學習。另一方面，很多精品課程都開發了大量的電子資源，但對資源的梳理程度不夠，如何從紛繁復雜的信息中篩選得到對自己有用的信息成為困擾學習者的一大問題。因此，移動學習對精品教材的建設提出的新的要求，通過教材作為載體對大量的虛擬資源進行梳理是非常必要的。

三、精品教材建設探討

基于上述之現狀及存在問題，筆者認為《鋼結構設計原理》的教材建設應加強兩個對接，即“對接規范條文，對接工程實際”，將更有利于發揮移動學習的優勢，進而促進移動學習在結構設計類課程中的應用。

1.教材與規范條文的對接。標準規范是廣大工程建設者必須遵守的準則和規定，其數量龐大、體系復雜。對工程類專業而言，專業課程的教學內容必須與本行業的現行設計標準或規范密切相關。《鋼結構設計原理》的內容包括鋼結構梁柱基本構件，以及焊縫、螺栓等連接的承載機理和設計理論，主要依據國家標準《鋼結構設計規范》（GB50017）編寫。然而，教材的編寫與規范有顯著的差異：規范應言簡意賅，強調對應用的指導和約束;教材則需思路清晰，厘清設計公式的來龍去脈。由于教材篇幅有限，將規范條文直接加入教材是不現實的，而且會降低教材的可讀性和邏輯性。

為此，可以借助移動設備實現教材知識點與規范的對接。以鋼梁的整體穩定原理和設計為例（圖2），首先將教材知識點進行梳理，將鋼梁的整體穩定問題分為“整體失穩概念”、“臨界彎矩”、“穩定系數”、“設計公式”和“構造措施”等五個部分;然后將《鋼結構設計規范》（GB50017）的對應條文進行整理，并制作成電子文檔;最后將該電子文檔轉存為移動設備可識別的素材（如二維碼），并將移動設備識別碼嵌入紙質教材，學習者通過掃描識別碼即可進行知識點的對接。

2.教材與工程實際的對接。《鋼結構設計原理》課程與工程實際聯系較為緊密，因此在教學過程中的案例講解、工程照片展示必不可少。另外，為了將抽象的概念理解清楚，動態展示也非常必要。然而傳統紙質教材通常只能展示數量有限的二維圖，這就要求學習者有一定的空間想象能力。如果能通過移動設備將部分概念圖以工程照片、動畫演示或視頻材料展示，將很好地改善學習效果。

同樣以鋼梁的整體穩定為例，其教材知識點與工程實際的對接如圖2所示。概念和構造方面以圖片或動態演示為主，設計公式則以工程實際案例進行對接，既有利于概念的理解，又將與基本原理與實際應用加以聯系。

四、結論

在移動學習的背景下，傳統紙質教材的作用不僅不應被忽視，反而應發揮更大的作用。本文以《鋼結構設計原理》為例，探討了基于移動學習的精品教材建設思路，提出教材“對接規范條文，對接工程實際”的構想，為促進移動學習在結構設計類課程中的應用提供參考。

參考文獻：

[1]朱學偉，楊偉，顧健輝.國內外高校移動學習案例分析研究[J].中國教育信息化，2014，（21）：9-11.

[2]孫洪艷.高校校園環境下移動學習模式探究[J].中國教育技術裝備，2014，（20）：56-57.

[3]陳彭，黃偉進，袁曉斌.國家精品開放課程的移動學習模式研究[J].山東廣播電視大學學報，2014，（3）：4-8.

[4]王佑鎂.高校精品課程網絡資源教學有效性的缺失與對策[J].中國電化教育，2010，（8）：80-81.

[5]王娟，劉名卓，祝智庭.高校精品課程應用調查及其對精品資源共享課建設的啟示[J].中國電化教育，2013，（12）：40-46.

Discussion of “Fundamentals of Steel Structure Design” Edition Based on Mobile Learning

CHANG Hong-fei1，2，XIA Jun-wu1，2，TIAN Guo-hua2，JIA Fu-ping1，LI Xian1，ZHANG Ying-ying1

（1.School of Mechanics and Civil Engineering，China University of Mining & Technology，Xuzhou，Jiangsu 221116，China;2.JiangSu Collaborative Innovation Center for Building Energy Saving and Construction Technology，Xuzhou，Jiangsu 221116，China）

Abstract：With the popularity of mobile devices，mobile learning has become an inevitable trend of social development.In order to adapt to the new requirements of mobile learning environment，traditional learning textbook must be innovative."Fundamentals of Steel Structure Design" is a professional core curriculum of civil engineering，it is important for students to develop basic concepts of steel structures and the ability to design basic steel components.This paper discusses the status of high quality curriculum resource utilization，and makes some thinking for the textbook construction of "Fundamentals of Steel Structure Design" based on mobile learning.

Key words：mobile learning;civil engineering;fundamentals of steel structure design;high quality textbook