新形勢下結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)力學是土木、道橋等專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課[1]，與后續(xù)課程聯(lián)系十分緊密，是混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等課程的基礎(chǔ)，為各專業(yè)課的課程設計、畢業(yè)設計及工程結(jié)構(gòu)設計提供了必要的力學分析和計算方法[2]。 結(jié)構(gòu)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(fā)學生的學習興趣；合理使用教學方法，提高教學質(zhì)量[3]。 線上教學與傳統(tǒng)課堂混合教學可改變學生的思維方式，培養(yǎng)學生的學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力和完善自我的能力[4]。 疫情的爆發(fā)，學生的學習興趣低，自制力差，為激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)自主學習能力，結(jié)構(gòu)力學課程混合教學改革勢在必行。

1 整合原有教學內(nèi)容，適應新形勢

傳統(tǒng)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(nèi)容[5]。疫情的爆發(fā)，逼迫全國的教育事業(yè)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(jīng)典的結(jié)構(gòu)力學課程過于重理論，內(nèi)容偏難，與后續(xù)課程脫節(jié)嚴重，與工程實際的結(jié)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(nèi)容進行了必要的刪減和整合。

學習結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)應用到工程中，什么樣的體系只能作為結(jié)構(gòu)。幾何組成分析就是為了檢驗并設法保證結(jié)構(gòu)的幾何不變性，對指導結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算貫穿整個課程知識體系，位移計算、超靜定結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)動力計算等章節(jié)皆以其作為理論基礎(chǔ)。如何利用截面法求出控制截面的內(nèi)力值，并利用內(nèi)力變化規(guī)律繪制出最后結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖，是學習結(jié)構(gòu)力學的基本功，也是后續(xù)課程（如混凝土結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)工程等）及工程結(jié)構(gòu)設計的理論基礎(chǔ)。針對學生工程力學基礎(chǔ)較差、自制力不夠的情況，課程組在新形勢下，強化了靜定結(jié)構(gòu)尤其是梁和剛架的內(nèi)力計算。 將本章增加到16 課時，加強訓練學生內(nèi)力圖繪制的功底。

位移計算雖然是超靜定結(jié)構(gòu)分析的敲門磚，但有了靜定結(jié)構(gòu)的扎實基礎(chǔ)，本章內(nèi)容不作調(diào)整。

力法、位移法是超靜定結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)動力計算等章節(jié)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(jié)點的力矩分配、結(jié)構(gòu)的極限荷載、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算、 多自由度的結(jié)構(gòu)動力計算設置為選修自學內(nèi)容，以供學生根據(jù)自身所需來選擇。

另外，適時引入一些與工程聯(lián)系緊密的實例，比如911 世貿(mào)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(fā)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(shù)，弱化計算理論講解，以應用為主，加強與實際問題的聯(lián)系，增加課程的趣味性，培養(yǎng)學生的基本功。

2 不斷調(diào)整教學手段，引領(lǐng)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(wǎng)站上建立了東南大學結(jié)構(gòu)力學的同步SPOC 課程， 用這樣具有深厚底蘊的課程引領(lǐng)學生打開結(jié)構(gòu)力學的大門。 緒論及平面體系幾何組成章節(jié)， 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(wǎng)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(tài)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(chǔ)牢，課程的后續(xù)章節(jié)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(jié)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(yè)、章節(jié)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(diào)整，避開了網(wǎng)絡的堵塞，也在一定程度上起到了監(jiān)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(lǐng)學生自主學習。 學生返校之后，采用傳統(tǒng)的課堂授課方式，結(jié)合線上作業(yè)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(jié)內(nèi)容，強化對所學知識的訓練，查漏補缺，加強對學生的監(jiān)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(fā)學生的學習興趣。

3 完善現(xiàn)有教學資料，建設新的教學資源

課程組之前已經(jīng)根據(jù)本校應用技術(shù)型人才的培養(yǎng)定位編寫了通俗易懂、實用性強的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(chǔ)教學、討論、課外擴展、考研選修、趣味結(jié)構(gòu)力學等模塊，但是缺少每節(jié)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(yè)；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(jù)新的教學內(nèi)容，為每一節(jié)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(jié)學習次數(shù)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(yè)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(xiàn)良好。

由于2018 級學生較前面幾屆學生的基礎(chǔ)差，課程組在學期初擔心學生會出現(xiàn)聽不懂、 不想學、不會做、期末考試出現(xiàn)大批空白卷的現(xiàn)象。 經(jīng)過一個學期的不斷調(diào)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(jié)語

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(nèi)容，不斷調(diào)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(chǔ)教學，不放棄課外拓展，積極引領(lǐng)學生自主學習，取得了不錯的效果。 以后在線教學與傳統(tǒng)課堂的混合式教學模式將會成為一種新常態(tài)。