卓越工程師教育培養機制下鋼結構課程慕課建設探討

伍凱+徐方媛+吳珠峰+翟江棚

摘要：針對教育部實行的“卓越工程師教育培養計劃”，以慕課課程建設作為鋼結構課程教學改革與實踐的第一步，對慕課建設過程中課程體系建立進行了探索。結合實際教學需求，介紹了慕課建設其網絡在線教學平臺的建設過程，以及網絡在線教學的設計思路與目標，并對鋼結構課程教學內容的建設作了具體的講解。

關鍵詞：鋼結構；卓越計劃；慕課建設；課堂在線

中圖分類號：TU391；G434 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2017）06-0119-04

當今，全球高等教育界越來越重視開放式教學，慕課作為開放式教學的重要途徑之一，在近幾年得到了快速發展。慕課建設旨在將全球名校名師優質的課程資源傳遞到世界各個角落。隨著現代教學理念的不斷創新、信息化時代網絡科技的日益發展，慕課早已引起了教育界的廣泛關注。而鋼結構作為高校土木工程專業重要的基礎課程之一，引入慕課這種新穎的教學和學習模式勢在必行，基于卓越工程師培養機制下的慕課建設更是必不可少。

21世紀是鋼結構在中國高速發展的時代，高層、超高層建筑，跨江、跨海大橋，大型公共建筑等標志性工程大多采用鋼結構體系。據統計，中國2015年鋼產量已超過8億噸，鋼結構建設突破5 000萬噸，并且在2016年的《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》中也提到，計劃于2020年底城市裝配式建筑面積比例達到30%。由此可見，行業迫切需要一批具備創新思想與職業技能的卓越工程師。

因此，要解決鋼結構發展建設中的人才問題，需要對鋼結構課程進行教學改革，從而真正培養一批具備扎實鋼結構理論基礎，了解國內外鋼結構新進展及新技術，能將所學理論知識靈活應用到鋼結構設計、施工等相關工作，具有創新意識和創新能力的卓越工程師。

以慕課建設作為鋼結構課程教學改革與實踐的第一步，同時針對教育部實行的“卓越工程師教育培養計劃”（以下簡稱為“卓越計劃”）[1]，結合實際教學需求，以服務課程教學為重點，以系統性、完整性為基本要求，以資源豐富、開放共享為基本目標，以課程資源的適用性為基本需求，對慕課建設在鋼結構課程教學中的發展和應用進行了探索。

一、“卓越計劃”培養機制下的慕課建設需求

慕課（Massive Open Online Course）中文全稱為大規模開放網絡課程，簡稱“MOOC”[2-4]。“大規模”和“開放”不僅是慕課建設的最基本特征，也是慕課最顯著的特征和優勢。斯坦福大學兩位教授于2012年創立了Coursera公司，與斯坦福大學、普林斯頓大學、密歇根大學等多家世界名校合作，提供免費在線網絡教學課程。清華大學于2013年推出“學堂在線”首個中文慕課平臺。上海多所高校也聯合建立了“高校課程共享中心”。

面對國內外高校對慕課建設的快速響應，河海大學作為一所擁有近百年辦學歷史的教育部直屬全國重點大學，積極投入到了高水平在線課程教學平臺的建設之中。為了解在“卓越計劃”培養機制下學生對于慕課建設的真正需求，在連續兩屆卓越工程師班中進行了一系列問卷調查，其中關于“學生希望獲得的資源”統計結果如表1所示。68.97%的學生看重“提供更多的專業實習機會”，這其中本科畢業即將走向工作崗位的學生占了主要，實習經歷可能直接影響著他們在畢業后能否迅速進入工作狀態。“實行校內校外‘雙導師制培養機制和“增加國際交流機會”選項選擇比例相對較高，均為39.66%，這類學生本科畢業后可能會選擇繼續讀研或出國深造，他們需要這樣的平臺將本科和研究生階段的學習有效銜接，并希望能參與項目提前步入研究生階段的學習。這與慕課其“大規模”和“開放”的特點相吻合，慕課建設可以為這些有需求的學生提供一個良好的學習、交流和互動平臺。

近年來，河海大學通過信息化建設推進課程教學改革[5]，構建了學生樂學、好學、會學的學習型校園，搭建“課堂在線”網絡教學平臺，完成了平臺與校園網門戶無縫對接；打造了開放課程體系，實現精品課程資源向全體師生和社會學習者開放共享；探索“翻轉課堂”教學，實現了教育教學過程線上與線下的友好互補，為卓越工程師人才培養提供了一個較為完善的學習交流平臺。

二、“卓越計劃”培養機制下的鋼結構慕課建設基礎

鋼結構是土木工程的專業基礎必修課，是研究土木工程中建筑、橋梁、水工等鋼結構工作性能、設計原理與方法的一門工程技術型課程。此次慕課建設以河海大學曹平周教授與朱召泉教授主編的十一五國家級規劃教材《鋼結構》[6]作為藍本，主要包括緒論、鋼結構的材料、鋼結構的連接、軸心受力構件和梁五個章節。通過課程教學能夠使學生系統地學習鋼結構的特點、基本設計原理和知識、構造方法以及設計的基本技能，使其具有選用結構鋼材、設計基本構件和連接的能力，為今后進行鋼結構設計和研究打下堅實基礎。

為了更加直觀準確地了解“卓越計劃”培養機制下學生現行和理想中的鋼結構課程教學方式，在卓越工程師班的問卷調查中設置了“個人最喜愛的鋼結構教學模式”，其統計結果如表2所示。3.45%的學生傾向于開展翻轉課堂，15.52%的學生希望能開展視頻動畫教學，而比例最高的為希望引入具體的工程實例進行教學，比例高達41.38%。采用翻轉課堂、視頻動畫、工程實例等創新教學手段，能夠更好地培養學生的動手實踐能力和與人交際能力，這些教學手段又恰好符合慕課建設的特點，為“卓越計劃”培養機制下的鋼結構慕課建設提供了支持。為此，在總結傳統教學經驗基礎上，將翻轉課堂、視頻動畫、工程實例融入慕課建設之中，突出以服務課程教學理念，促進學生自主在線學習，努力打造具有鮮明特色的中國大學精品慕課課程。

三、“卓越計劃”下鋼結構慕課建設思路及目標

為探索信息化時代下教學模式變革，推進優質教學資源的開發與共享，鋼結構課程在河海大學第一期慕課立項建設中，被選為慕課轉型課程之一。在對學校土木工程卓越工程師班的問卷調查中，表3顯示了學生在鋼結構學習中遇到的一些困難。據調查，高達67.24%的學生認為在學習中缺乏對工程實際的認識，例如試件的制作、現場安裝施工等。此外，37.93%的學生認為公式較多、力學模型抽象，而24.14%的學生認為學時少、內容多。由此可以看出，鋼結構課程慕課應以書面知識與實際工程相結合為建設思路，以知識多元化、立體化、形象化為建設目標，加強與其他學科的關聯。

同時，鋼結構課程的慕課建設應當充分利用慕課開放、大規模的特點及優勢，為廣大高校學生和社會學習者提供更高效、更優質的教學資源和學習平臺，充分展現“以學生為本”的教學理念和“換一種方式去學習”的設計思路。借助慕課理念，創新鋼結構課程教學模式，推動教學方式改革，提升課堂教學實效，提高人才培養質量；建設鋼結構慕課課程，提升課程建設內涵，引導課程向探究、思辯、互動與實踐的新高度邁進；依托慕課平臺，實現優質資源共享，擴大學校社會影響力，提高優秀教師知名度，努力提升河海大學鋼結構課程的教學質量。

四、鋼結構慕課建設的網絡在線教學平臺建設

“河海大學課堂在線”是河海大學官方打造的在線互動教學平臺，通過平臺資源整合，可以實現教學互動、資源共享、教學門戶建設，達到教師能夠進行課程建設、教學監控、資源共享和學生自主學習的目的。河海大學課堂在線平臺包含網絡教學門戶、教學資源庫、學習空間、慕課課程建設、教學互動平臺、教學管理評估等六個板塊。“課堂在線”能實現所有數據的整合、不同板塊區域之間的協作，為廣大師生提供一個真正互動交流的平臺，為網絡教學提供全方位的支持，不僅能“換一種方式去教學”，而且也做到了“換一種方式去學習”。此次鋼結構慕課課程依托河海大學課堂在線網絡教學平臺（http：//ktzx.hhu.edu.cn/）開發建設與實踐，嚴格按照“中國大學MOOC建設指南”和“中國大學MOOC使用手冊”的設計標準，同時也參考學習了國內外優秀的慕課平臺課程，比如國內清華大學的“學堂在線”平臺課程（http：//www.xuetangx.com）、北京大學的“華文慕課”平臺課程（http：//www.chinesemooc.org），以及國外的Coursera平臺中文課程（https：//www.coursera.org）、Edx平臺中文課程（https：//www.edx.org）等。鋼結構慕課課程的網絡在線教學平臺建設之初，教師應該先對鋼結構課程進行知識解構、拆解，再按對應的知識點搜集各類課程教學資源并進行微視頻拍攝，在前期工作準備充足后，然后再在“河海課堂在線”平臺上制作網絡課程，最后完成課程上線，開放并進行慕課教學實踐。

五、鋼結構慕課建設的網絡在線教學設計

鋼結構課程網絡在線教學設計應首先完成慕課紙的建設。慕課紙是對整個課程的一個總體介紹，是開課前學習者對課程的初步宏觀了解，包括課程名稱、所屬大學及院系、課程介紹、教師團隊、課程目標、課程要求、課程大綱、使用教材、考核方式、課程評價、課程章節等內容。慕課建設內容主要包含了章節內容提要、課程視頻、課程教學幻燈片、知識要點歸納、課堂練習檢測、鋼結構建筑賞析和趣味問答等基本內容。

鋼結構課程共2個學分、32個學時，傳統鋼結構教學時間為8周，每周4個學時。網絡在線教學設計與傳統教學保持一致，課程持續8周，每周在線教學4個學時。不同的是，教師應當充分考慮到學習者在線學習的特點，合理劃分鋼結構課程在線教授的單元內容同時合理安排教學進度，提前1～2周準備好在線教學內容，上傳至網絡教學平臺，并設置好在線發布時間。

六、鋼結構慕課建設的網絡在線教學內容建設

河海大學課堂在線網站鋼結構課程教學內容設置主要分為兩級結構。第一級結構包括教學內容總標題、例題講解和課外知識拓展。教學內容共設七個單元，其中前五個單元為教學大綱所要求的基本教學內容，分別為緒論、鋼結構的材料、鋼結構的連接、軸心受力構件和受彎構件，后兩個單元為例題計算和鋼結構工程施工現場照片賞析。第二級結構包括單元教學內容小標題、隨堂章節測驗，每一個教學內容小標題下含本節前言、課程視頻、知識要點總結、本節練習、鋼結構建筑賞析和趣味問答。每一小標題下內容的設置首先是本節前言，運用引導性語言和思考性提問，既方便學習者對上一小節知識點進行回顧，又可以更好地將學習者思維帶入到本節學習之中，起到承前啟后的作用；其次是教學視頻，為本節知識內容的教授，當上下滑動瀏覽器或跳躍至另一網頁時，視頻播放狀態均會自動變為暫停，這一功能設置使得學習者必須更加專一地投入到學習之中；接下來是知識要點的羅列，置于教學視頻之后，幫助學習者及時掌握本節學習重點和難點；最后是本節練習，通常設置3～4個選擇題或填空題，是學習者對本節所學內容的鞏固與檢測。在學習所有教學大綱要求的內容之后，又增設了鋼結構建筑賞析和趣味問答兩個拓展內容，在學習基本專業知識的同時激發學習者對鋼結構課程學習的興趣，開拓視野并加深對鋼結構行業的了解。

七、結語

比爾·蓋茨曾經在2012年預測：五年以后，人們將可以在網上免費獲取世界上最好的課程，而且這些課程比任何一所單獨的大學提供的課程都要好。現如今，慕課是全世界教育者為了更好地發展教育和推動教育改革而探索出的新成果，而在卓越工程師培養機制下的鋼結構教學，正積極地利用慕課這一新的學習方式以推動學科的課堂教學改革。

參考文獻：

[1] 教育部.教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見教高函[2011]1號[Z].

[2] 李青，等.MOOC：一種基于連通主義的巨型開放課程模式[J].中國遠程教育，2012（3）：30-37.

[3] 李曉東.“慕課”對高校教師教學能力的挑戰與對策[J].南京理工大學學報：社會科學版，2014（12）：89-92.

[4] 趙彥.慕課（MOOC）對高校教學的挑戰及應對策略[J].高教學刊，2015（7）：34-35.

[5] 劉漢龍，等.以精品課程建設為抓手提升河海土木整體教學水平[J].第十屆全國高校土木工程學院院長工作研討會論文集，2010.

[6]曹平周，朱召泉.鋼結構[M].4版.北京：中國電力出版社，2015.