新形勢下結構力學課程混合教學初探

李 潔

宿遷學院建筑工程學院（223800）

0 前言

結構力學是土木、道橋等專業的一門重要基礎課[1]，與后續課程聯系十分緊密，是混凝土結構、鋼結構等課程的基礎，為各專業課的課程設計、畢業設計及工程結構設計提供了必要的力學分析和計算方法[2]。 結構力學的特點是理論性強、較抽象，教師需要通過多樣化的教學手段，激發學生的學習興趣；合理使用教學方法，提高教學質量[3]。 線上教學與傳統課堂混合教學可改變學生的思維方式，培養學生的學習能力、實踐能力、創新能力和完善自我的能力[4]。 疫情的爆發，學生的學習興趣低，自制力差，為激發學生的學習興趣，培養自主學習能力，結構力學課程混合教學改革勢在必行。

1 整合原有教學內容，適應新形勢

傳統的課程教學是以課堂教學為中心，以理論教學為核心授課內容[5]。疫情的爆發，逼迫全國的教育事業必須作出改變，也促使課程組開展線上線下混合教學的探索。 經典的結構力學課程過于重理論，內容偏難，與后續課程脫節嚴重，與工程實際的結合不夠緊密[6]。 部分學生自主學習的意識不夠強烈，自我控制的能力不強，課程組對原有的課程內容進行了必要的刪減和整合。

學習結構力學，首先要弄清楚什么樣的體系能夠承受外荷載可以作為結構應用到工程中，什么樣的體系只能作為結構。幾何組成分析就是為了檢驗并設法保證結構的幾何不變性，對指導結構的受力分析很有必要。 將本部分增加2 個課時， 講細、講透，防止學生一開始就因為難而放棄后面的學習。

靜定結構的內力計算貫穿整個課程知識體系，位移計算、超靜定結構分析、結構動力計算等章節皆以其作為理論基礎。如何利用截面法求出控制截面的內力值，并利用內力變化規律繪制出最后結構的內力圖，是學習結構力學的基本功，也是后續課程（如混凝土結構、基礎工程等）及工程結構設計的理論基礎。針對學生工程力學基礎較差、自制力不夠的情況，課程組在新形勢下，強化了靜定結構尤其是梁和剛架的內力計算。 將本章增加到16 課時，加強訓練學生內力圖繪制的功底。

位移計算雖然是超靜定結構分析的敲門磚，但有了靜定結構的扎實基礎，本章內容不作調整。

力法、位移法是超靜定結構的基本分析方法，要求學生掌握兩種方法的基本原理及計算過程， 能夠靈活選用處理問題。 弱化了力矩分配法、 矩陣位移法、結構動力計算等章節的基本原理，化繁為簡，以夠用為度，以防學生覺得難而喪失自主學習的興趣。

多節點的力矩分配、結構的極限荷載、結構的穩定性計算、 多自由度的結構動力計算設置為選修自學內容，以供學生根據自身所需來選擇。

另外，適時引入一些與工程聯系緊密的實例，比如911 世貿大廈的倒塌，增加趣味專題比如“順藤摸瓜”在平面體系組成分析中的應用，激發學生的學習熱情。

總體來說，在全國抗疫的新形勢下，降低課程難度系數，弱化計算理論講解，以應用為主，加強與實際問題的聯系，增加課程的趣味性，培養學生的基本功。

2 不斷調整教學手段，引領學生自主學習

開學之前，課程組建立班級QQ 群，參加江蘇省高校線上課程培訓，在社會、學校的共同支持下作好抗疫形勢下的開學準備。

在大學MOOC 網站上建立了東南大學結構力學的同步SPOC 課程， 用這樣具有深厚底蘊的課程引領學生打開結構力學的大門。 緒論及平面體系幾何組成章節， 要求學生在集中的時間段觀看MOOC上的教學視頻，還要在慕課堂上簽到、討論及課堂練習等一系列課堂活動來完成和教師的互動， 課后還會在班級群集中解答學生的疑惑。雖然作足了準備，但網絡卡頓、學生自主學習能力不夠、教師難以把握學生的學習狀態等，實際卻與想象大相徑庭。 另外，東南大學的學生起步高、基礎牢，課程的后續章節講解簡短、精煉，我校的部分學生學習起來困難。 課程組開始在上課時間通過班級群進行線上直播教學，課后將每節課的詳細講解視頻上傳到校超星平臺，供學生重看。 通過平臺布置線上作業、章節測驗、期中考試等，要求學生課下上傳學習筆記到群相冊，實施超星及慕課堂交叉簽到，慕課堂及班級群隨機點名互動，確保學生不溜號。

教學平臺的不斷調整，避開了網絡的堵塞，也在一定程度上起到了監督學生的效果。 學生利用課下時間查閱資料，參加線上專題討論，教師引領學生自主學習。 學生返校之后，采用傳統的課堂授課方式，結合線上作業和練習，及時判斷學生的理解程度，有針對性地穿插之前的章節內容，強化對所學知識的訓練，查漏補缺，加強對學生的監督管理與師生互動。 在教學過程當中，教師對一些實際工程案例加以闡釋和利用，開闊學生思路，提高思維能力，激發學生的學習興趣。

3 完善現有教學資料，建設新的教學資源

課程組之前已經根據本校應用技術型人才的培養定位編寫了通俗易懂、實用性強的結構力學教材，并被遴選為江蘇省重點教材。 建設了校超星平臺上的結構力學線上精品課程，包含題庫、多媒體課件等教學資料，設置了基礎教學、討論、課外擴展、考研選修、趣味結構力學等模塊，但是缺少每節課的課程講解視頻，學生利用率并不高。

課程組將教材掃描給學生，編寫與教材配套的學習指導書，并上傳到線上課程平臺，使學生快速掌握每章的重點難點問題； 豐富線上課程題庫資源，隨機形成每次的課后作業；完善線上線下考核辦法、教學大綱、教學周歷等教學資料；根據新的教學內容，為每一節課錄制詳細的課程視頻，方便學生重復觀看；豐富“趣味專題”“考研拓展”“課外資源”“專題講座”等興趣板塊；多次開展基于工程實際問題的線上討論，提高學生的學習興趣，極大地方便了學生不同層次的需求。

4 實踐效果

課程開展以來，線上課程平臺的章節學習次數達到46 269 次、任務點布置31 個（包括教學視頻、課外拓展）、考試8 次（期中考試1 次）、作業26 次、討論13 次。 學生可以積極完成各項學習任務，線下課堂教學學生積極主動，表現良好。

由于2018 級學生較前面幾屆學生的基礎差，課程組在學期初擔心學生會出現聽不懂、 不想學、不會做、期末考試出現大批空白卷的現象。 經過一個學期的不斷調整，學生適應了新形勢下的混合教學方式， 期末考試的不及格率控制在了20%以下，較之前幾屆并沒有升高。

5 結語

傳統的結構力學以課堂為中心、理論教學為核心，在突如其來的全國抗疫的新形勢下，課程組對線上線下混合教學進行了初探， 整合教學內容，不斷調整教學平臺、教學手段，豐富已有教學資料，建設新的教學資源，開展線上專題討論，注重基礎教學，不放棄課外拓展，積極引領學生自主學習，取得了不錯的效果。 以后在線教學與傳統課堂的混合式教學模式將會成為一種新常態。