基于混合式教學模式的混凝土結構基本原理課程教學改革與實踐

卓德兵，陳國平，庹 清

（1.吉首大學 土木工程與建筑學院，湖南 張家界 427200；2.吉首大學 教務處，湖南 吉首 416000）

一、引言

混凝土結構基本原理是土木工程專業一門專業核心課程，主要解決各類混凝土結構構件的設計計算問題。該課程一般開設在本科大三第五學期，在整個課程體系中具有承上啟下的橋梁作用。課程教學目標是讓學生掌握各類混凝土結構構件的受力性能、基本理論、工程設計方法和構造措施，培養學生分析問題和解決實際工程問題的能力，為后續專業課、課程設計、畢業設計的進行以及今后從事土木工程設計、施工和管理等工作奠定重要基礎。詳見圖1。

圖1 課程概況

該課程主要介紹鋼筋和混凝土的物理力學性能，受彎、受壓、受拉、受剪和受扭等基本受力構件的設計計算方法和構造要求，正常使用極限狀態驗算及耐久性設計以及預應力混凝土構件的設計等。課程內容多、綜合性強、覆蓋面廣，同時由于各類構件的計算方法主要建立在試驗研究基礎之上，經驗公式多、限制條件和構造規定也多、實踐性強、計算繁瑣，加之課程學時有限，教材更新慢，教師為完成授課任務，習慣于采用以教師講授為主的“滿堂灌”傳統教學模式授課，使得該課程在教學過程中往往會出現學生學習興趣低、學習主動性欠缺、學習效果差、掛科率比較高的現象。為了提高教學效果，針對該課程學者們雖然已經進行了一些有益的改革嘗試并取得了一些成果［1-6］，但是，改革側重點大多集中在教學方法層面，其總體改革效果有限。因此，該課程的教學模式改革迫在眉睫。

混合式教學的概念最早由國外的培訓機構提出，指的是網絡線上與線下的混合。通過引進面對面教學來改進E-Leaming的不足［7］。隨后，混合式教學模式被引入到高校教育領域，并得到高度關注。混合式教學模式把傳統教學方式的優勢和網絡化教學的優勢結合起來，既可以發揮教師在教學過程中的引導、啟發與監督的主導作用，又能充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性［8-9］，真正實現由以教師“教”為中心轉為以學生“學”為中心。這種線上線下相結合的創新學習模式既有利于發揮傳統模式在知識講授的系統性等方面的優勢，又有利于通過新技術、新科技調動學生的學習積極性，以學生為中心開展教學活動，從而充分保證教學效果與教學目標的實現［10］。

本文以混合式教學理論為指導，運用現代信息技術手段，搭建混合式網絡教學平臺，運用多種教學手段，在混凝土結構基本原理課程中開展混合式教學。教學實踐證明，該教學模式能夠取得較好的教學效果。

二、改革總體思路

1.以提升學生學習興趣和學習效率為宗旨，構建“五結合”混合式教學模式

構建線上學習與線下學習相結合、課內學習與課外學習相結合、理論學習與工程實踐相結合、教師演示與學生動手相結合、虛擬仿真與實際操作相結合的“五結合”混合式教學模式，以打破傳統課堂教與學的時空限制，提升教學實效性，實現學生隨時隨地學，來回反復學，有針對性的學，隨時隨地問，提升學生學習興趣和學習效率，真正實現以學生為中心的教學理念。

2.以激發學生學習動力和專業志趣為著力點，采用多元教學手段

采用虛擬仿真教學、工程案例教學、思維導圖教學等多種教學手段，將枯燥的理論趣味化，抽象的知識具體化，復雜的問題簡單化，以激發學生的學習動力和對專業的熱愛，提高學生學習興趣，最終實現學生由“厭學”向“愛學”、由“被動學”向“主動學”的轉變。

3.以調動學生學習的主動性和積極性為目的，構建一體化教學評價方式

構建過程性考核與終結性考核、線上考核與線下考核“一體化”教學評價方式。以實時掌握學生的學習情況，制定個性化教學方案，加強學生學習過程管理，進而提升學生的綜合水平及自主學習的能力。

三、混合式教學模式實施過程

該混合式教學模式的設計理念是以學生為中心，運用現代信息技術手段，基于超星泛亞、學習通等平臺，系統整合微課視頻、教學課件、虛擬仿真軟件、工程案例、習題庫、試題庫、動畫等資源，搭建混合式網絡教學平臺，運用項目驅動、虛擬仿真、工程案例教學等教學手段，構建線上學習與線下學習相結合、課內學習與課外學習相結合、理論學習與工程實踐相結合、教師演示與學生動手相結合、虛擬仿真與實際操作相結合的“五結合”混合式教學模式。將教學過程劃分為課前自學、課中內化和課后提升三個環節，以達到培養學生自學能力，分析問題和解決問題的能力，激發學習興趣，調動學習積極性，提高教學效果的目的。詳見圖2。

圖2 教學模式

課前，教師向學生發布本次課程的學習任務，通過網絡平臺向學生推送教學課件、微課視頻等資源，讓學生自學，以培養學生的自學能力，同時要求學生及時完成相應的自測，以檢驗學生的學習情況，教師根據學生的難點反饋以及自測情況，及時調整教學策略，進一步明確課堂教學的重難點。詳見圖3。

圖3 教學過程

課中，廣泛采用啟發式教學、案例式教學、探究式教學等教學手段對教學重難點進行講解。綜合運用動畫演示、虛擬仿真技術、模型展示、工程事故案例分析等手段，深入淺出，舉一反三，最終解決教學重難點問題。在講透原理的同時，還積極引導學生對核心知識點及時進行歸納總結，注重梳理各知識點之間的內在聯系，利用思維導圖建構課程知識體系以及課程與課程之間的聯系。講解過程中注重對學生思維的訓練，引導學生積極思考，培養學生分析問題和解決問題的能力。同時，為活躍課堂氣氛，精心設計課堂教學活動，經常開展知識競答、隨堂測驗、問卷調查、小組討論、課堂考勤等活動。詳見圖4。

課后，要求學生在規定的時間段內，按時完成教師在網絡平臺上推送的課后作業和章節測試，并將成果提交至平臺，以強化重難點學習，查漏補缺，鞏固課堂學習成果。利用網絡平臺討論區和學習通開展師生互動、生生互動，為學生隨時隨地答疑解惑，提高學習的實效性。同時，為有效克服教材建設滯后，更新速度慢和信息量不足的缺點，教師定期將身邊的典型工程案例、著名結構人物事跡、新聞熱點、網絡熱門話題、前沿知識、行業動態等分享給學生，以開闊學生的視野，拓展學生的知識面，提高學生對專業的認知，激發學生的學習動力和對專業的熱愛。此外，鼓勵學生積極參與學科競賽和教師的相關課題，申報相關大學生創新性實驗項目，以提高學生的綜合能力和創新意識。

圖4 知識脈絡

考核評價采用過程性評價與終結性評價相結合的線上線下 “一體化”評價方式。注重學生學習情況的全過程考核，考核項目設計多元化，科學分配各項目所占比例，綜合考查學生的學習態度、學習效果和綜合表現（見表1）。

表1 考核評價方式

四、實踐案例

以混凝土結構基本原理第4.3節受彎構件正截面受彎性能為例，說明教學實施的活動過程，詳見表2。

五、實踐效果

通過多年改革實踐，本課程取得了良好的教學效果，并得到了學生的高度認可，在多次學生評教活動中都名列前茅。目前該課程已經成功立項為湖南省普通高校省級線上線下混合式一流課程和校級精品在線課程。

通過最近的一項調查表明，超過90%以上的學生認為，運用該混合式教學模式，對加強課程學習，提高學習興趣幫助很大，希望在其他課程中繼續使用。同時，該教學模式在多個場合進行了宣傳，也得到同行的高度肯定，并成功在其它專業課程中進行了推廣。

為配合教學模式改革，教師通過各種途徑提升現代教育技術水平，積極參與各類教研教改活動，自主開發虛擬仿真教學軟件，自覺參加各類繼續教育培訓和工程實踐，教育教學水平大大提升，獲得湖南省教師課堂教學競賽一等獎一項，吉首大學優秀本科課堂教學質量獎一項。

學生學習效果明顯提高，通過對比分析16級土木專業兩個平行班期末考試成績發現，無論是及格率還是優秀率，采用混合式教學模式班級的學生成績，都要明顯好于采用傳統教學模式的班級。詳見圖5。

同時，學生綜合素質明顯提升，學生學科競賽、考研、就業成效凸顯。近兩年來，學生獲得全國第十二屆大學生結構設計大賽一等獎等各類省級和國家級學科競賽獎勵10余項，學生考研積極性大漲，研究生錄取率由之前的不到3%提高到16%，畢業生憑借良好的職業素養和綜合素質，在用人單位中獲得了較高的口碑和評價，每年畢業生就業率都達到100%。

表2 教學案例

圖5 教學效果對比（左：傳統模式，右：混合模式）

六、結語

綜上所述，在混凝土結構基本原理課程教學中采用混合式教學模式，將傳統課堂和在線開放課程平臺有機結合，取長補短，既能考慮不同學習者的個性化需求，又能促進其自主式學習和加強師生間交流，通過課前、課中、課后三位一體的教學活動設計，實現知識內化，培養學生自學能力、分析問題和解決問題的能力，提高學生的綜合素質。實踐證明，該教學模式能夠充分發揮學生的主觀能動性，調動學習積極性，激發學習興趣，能夠取得較好的教學效果。