《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》課程線上線下混合式教學探究

井思媛，潘延鑫

（南昌工程學院 鄱陽湖流域水工程安全與資源高效利用國家地方聯(lián)合實驗室，江西 南昌）

一 引言

信息化時代大學生學習模式發(fā)生了深刻的變化。尤其是受突如其來的全球新冠肺炎疫情影響，“停課不停教不停學”成為大學生學習的新常態(tài)，使得原本以教師為主導的灌輸式教學方法，迎來了一次新的教學改革浪潮[1]。為順應信息化時代發(fā)展趨勢，積極開展線上平臺授課實現(xiàn)對傳統(tǒng)線下多媒體+ 板書單一教學模式的突破已悄然成為又一教學改革的主戰(zhàn)場。南昌工程學院農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》課程自開設(shè)以來一直采用線下課堂講授模式，由于該課程應用的理論計算公式多，涉及到的部分理論對于學生來講具有一定的抽象性，造成學生在學習過程中對具體知識的理解以及應用相關(guān)知識解決實際問題有比較大的挑戰(zhàn)，加之傳統(tǒng)的課堂教學過程僅注重學生的聽課情況，不能對學生學習全過程進行掌控，導致大部分學生的最終學習效果并不理想，課程學習的目標達成和持續(xù)改進面臨著諸多困難。難得的是全球新冠肺炎疫情期間本人獲得了一次借助大學慕課課程資源進行線上授課的寶貴機會，也使我深刻地體會到了線上授課的教學優(yōu)勢。值得一提的是從該課程線上授課的實踐中也發(fā)現(xiàn)單一線上模式也存在一定的盲點，就是線上學情數(shù)據(jù)并不能完全展示學生對知識的掌握和理解程度，僅用線上授課模式難以實現(xiàn)對學生學習的全過程管理。鑒于此，有必要探究在《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》課程中引入線上和線下混合的教學模式，借助線上教學的優(yōu)勢補齊線下教學的短板從而鍛造該課程教學的長板，促進學生對該課程學習目標的達成，從而打破學生在傳統(tǒng)教學中的“要我學”被動模式，實現(xiàn)以學生為主體的“我要學”自主學習模式[2-3]，解決該課程教師教學方法與學生學習實效間的壁壘問題。

二 水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程介紹

《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》是南昌工程學院農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)培養(yǎng)方案中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的先修課程為《工程制圖》《材料力學》《結(jié)構(gòu)力學》《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》等課程，課程具有很強的實踐性，包含大量的理論分析和計算，涉及知識面廣，和先修課程知識的積累與聯(lián)系密切[4]。通過該課程的學習使學生掌握混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論、方法及構(gòu)造知識，熟悉設(shè)計規(guī)范，為后續(xù)水工建筑物、水泵站等課程學習以及從事水利工程設(shè)計、施工奠定良好的理論基礎(chǔ)。

圖1 水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學教材

本課程選用由河海大學、武漢大學、大連理工大學、鄭州大學合編，中國水利水電出版社出版的《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》教材，該教材屬于高等學校水利類專業(yè)規(guī)范核心課程教材，水利水電工程普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。

三 水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)教學現(xiàn)狀分析

本人近年在《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》的課程教學實踐中發(fā)現(xiàn)，學生對課程所涉及知識點難以融會貫通、課堂學習效率不高，同時也深刻體會到教師教學方法不夠豐富。這些問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（一） 學生對基礎(chǔ)知識掌握不牢靠

《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》是一門既有系統(tǒng)理論，又有較強實踐性的專業(yè)基礎(chǔ)課，可為后續(xù)水工建筑物、水泵站等專業(yè)課的學習提供理論支撐，課程的基本特征是涉及先修課程知識面廣、計算繁多、理論抽象等[5]。如在本課程2.5 節(jié)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的實用設(shè)計表達式的教學過程中，發(fā)現(xiàn)學生對該節(jié)內(nèi)容涉及到某懸臂式擋土墻承載能力極限狀態(tài)的計算時，存在對基礎(chǔ)知識的掌握不牢靠，對所學基礎(chǔ)知識進行綜合應用能力欠缺等現(xiàn)象。部分學生不能很好的分析懸臂梁的受力特點，懸臂梁的受力分析應用到前期《材料力學》《結(jié)構(gòu)力學》等力學課程的相關(guān)知識。再如懸臂梁內(nèi)力計算時，學生不清楚懸臂梁最大彎矩截面在固定端而非自由端，在進行懸臂梁彎矩計算的過程中，部分學生把懸臂梁彎矩和簡支梁彎矩計算公式相混淆。還有部分學生對靜土壓力計算和靜水壓力計算掌握的不透徹，靜土壓力涉及到先修課程《土力學》的知識，靜水壓力的計算需要《水力學》的知識。這些都反映出部分學生對基礎(chǔ)知識掌握不牢靠。

（二） 學生學習積極性難以提高

水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是水利工程中最基本的結(jié)構(gòu)形式，該課程既有理論計算，又有經(jīng)驗取值及構(gòu)造規(guī)定，與現(xiàn)行規(guī)范緊密相關(guān)。內(nèi)容廣泛，學習難度大。在傳統(tǒng)的講授方法下，學生普遍反映的問題是概念抽象、公式推導復雜，學生學習積極性不高。

（三） 教師教學手段單一

傳統(tǒng)教學手段主要是多媒體課件展示為主，輔以教師板書。這種以教師為主導的課堂教學模式，在課程知識傳授方面發(fā)揮了應有的作用。但這種教學模式下學生是以被動學習為主，課堂參與度不高，在有限的課時容量內(nèi)難以實現(xiàn)全員參與互動，課堂出現(xiàn)許多的“低頭”和“搖頭”族。課堂教學是教學的主體單元，由于學時有限、課程學習內(nèi)容多，師生課堂互動機會不多，不少學生對課程知識并沒有完全掌握，也不會在課余時間去自學知識薄弱環(huán)節(jié)，問題越積越多，導致課程學習困難，個別同學最終放棄學習。

（四） 缺乏教與學的全過程精細化管理

傳統(tǒng)的線下課堂授課模式難以滿足該課程教與學的全過程精細化管理。以本課程的鋼筋混凝土材料力學性能為例，課前教師根據(jù)教學大綱下發(fā)學習任務(wù)，要求學生以小組制提前預習鋼筋品種劃分、對比軟鋼和硬鋼應力應變曲線從加載到破壞的過程，分析二者的區(qū)別，把最終的學生分組討論結(jié)果上傳到QQ學習討論群內(nèi)，并且在線下課堂進行分組答辯，增加學生學習的趣味性和積極性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，參與該項分組討論的學生占60%，有些組內(nèi)同學參與并不積極，只依靠小組其他成員完成任務(wù)，部分小組敷衍式提交任務(wù)。加之部分小組成員沒有按時完成課前預習任務(wù)，在課堂討論時全程處于“低頭”和“搖頭”狀態(tài)。經(jīng)統(tǒng)計，參與課堂討論的學生約占35%。由上述教學實踐過程可以看出傳統(tǒng)的教學模式教師僅能掌握學生在線下課堂的學習過程，對于學生在課前的預習參與度，知識點的理解掌握程度，課后的學習鞏固程度等都不能全過程管理。在該課程的初期線上教學實踐過程中也發(fā)現(xiàn)，單一的線上慕課教學也有其短板[6]。

綜上所述，為了彌補單一線上和傳統(tǒng)線下課程教學存在的不足，需對教學模式進行創(chuàng)新設(shè)計，探索基于線上線下融合的教學新模式，試圖解決該課程教師教學方法與學生學習實效間的壁壘問題。

四 線上線下混合式教學模式設(shè)計

通過對《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》教學現(xiàn)狀的分析，探索使用線上線下混合式教學模式，從提高學生自主學習能力入手對教學進行創(chuàng)新設(shè)計，具體設(shè)計如下。

（一） 教學內(nèi)容設(shè)計

《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》混合教學模式把課程的學時做了適當?shù)恼{(diào)整，將線下課堂的48 學時調(diào)整為線上課堂32 學時+ 線下課堂48 學時，先將該課程九個章節(jié)的內(nèi)容整合為五大板塊，然后把整合后的板塊內(nèi)容劃分成具體的學習任務(wù)，每個版塊均對應有線上測試和線下作業(yè)，同時把過程性測試列入課程考核指標[7]，學習任務(wù)模塊劃分設(shè)計如表1 所示。

表1 學習任務(wù)模塊劃分設(shè)計

（二） 教學創(chuàng)新設(shè)計

1.線上線下融合教學模式

本課程突破傳統(tǒng)的教學方式，運用線上線下課堂融合教學模式，對該門課程課前、課中、課后進行全過程設(shè)計，教師利用線上平臺豐富的教學資源，通過MOOC 平臺發(fā)布線上學習任務(wù)，學生可不限時空異地同步自主學習。學生通過MOOC 平臺觀看教學視頻及課件資料，完成逐節(jié)課程的隨堂測驗，加強和鞏固對課程知識的學習[8]，若遇到難以理解的問題時可在QQ 學習群進行提問探討，教師可隨時隨地在QQ 學習群內(nèi)提供解答，實現(xiàn)教與學的充分互動。

線下課堂教師通過線上平臺反饋的學情數(shù)據(jù)分析和QQ 群內(nèi)的答疑討論，合理地進行線下課堂的教學設(shè)計，針對性地提出重難點問題，學生以分組制進行討論，并采用輪流答辯模式進行答辯，教師也可因人施教，使課堂更具個性化、提高每一位同學學習的主動性和積極性[9]。課后學生采取小組“新三自”（自主設(shè)計、自我命題、自我測試）探究模式，這樣既能發(fā)揮教師的引導、啟發(fā)和監(jiān)督功能，又使學生成為課堂的主導者，最終實現(xiàn)以學生為中心的教學。同時，關(guān)注教學過程的轉(zhuǎn)變，更加注重培養(yǎng)學生解決實際工程問題的高階思維能力[10]，引導學生達成課程教學目標。從而對學生整個學習過程進行有效監(jiān)督和管理，具體的實施路線如圖2 所示。

圖2 線上線下融合實施路線圖

2.線下課堂課程思政設(shè)計

課程思政《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》是農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，應用典型農(nóng)業(yè)水利工程案例為思政依托，全面深入挖掘該課程自身蘊藏的德育元素，并將思政元素通過恰當?shù)慕虒W方式融入課堂教學，實現(xiàn)思政元素對學生知識學習的浸潤[11]，發(fā)揮思政元素的最大效能，使學生通過學習活動，達到潤物無聲地培養(yǎng)學生綜合運用相關(guān)知識、技術(shù)與方法的能力的育人功效。課程思政融合設(shè)計如表2 所示。

表2 思政融入設(shè)計

五 線上線下混合式教學反思

線上線下混合式教學將傳統(tǒng)的教學模式與信息化教學有機融合。《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》課程通過線上“三習”與線下“三自”融合教學模式，將課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)有機銜接，線下課堂分組討論、輪流答辯制模式等環(huán)節(jié)完成全部的教學內(nèi)容[12]。教師通過對線上平臺管理數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，學生線上采用手機端和電腦端觀看學習視頻占比顯著提高，表明學生對網(wǎng)絡(luò)信息化應用于學習的認同度較高，有效彌補了線下課堂的不足；同時線下課堂有目的分組討論，輪流答辯制，融入課程思政充分調(diào)動了全體學生參與課程學習的積極性和主動性，激發(fā)了學生學習該課程的內(nèi)生動力，學生由原來的“低頭”和“搖頭”，變?yōu)楝F(xiàn)在的“抬頭”和“點頭”。

但在教學實踐中發(fā)現(xiàn)，線上平臺“三習”模式中有個別學生沒有按時完成教師布置的任務(wù)，這些學生在線下課堂表現(xiàn)出基本概念掌握不清，相關(guān)理論理解不深刻，進而影響到課程后續(xù)章節(jié)更加深入的學習。鑒于此，教師可提前獲取MOOC 后臺的實時學習數(shù)據(jù)，就反饋數(shù)據(jù)與相應的學生進行信息溝通，加強提醒和敦促其完成相關(guān)學習任務(wù)。

六 結(jié)語

通過線上線下融合教學模式的創(chuàng)新設(shè)計，引導學生將被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習，進一步激發(fā)了學生的學習潛能，改變了傳統(tǒng)的教師被動“灌輸”的教學模式。通過MOOC 學習平臺這一中間媒介把《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》課程學習的課前、課中和課后各環(huán)節(jié)充分聯(lián)動起來，使得學生有充裕的時間進行獨立思考，教師也可實時掌握學情靈活把控教學過程，逐步實現(xiàn)學生課程學習的全過程精細化管理[13]。同時，將課程內(nèi)容整合為五個板塊，深度挖掘課程板塊所蘊含的思政映射點，將工匠精神、責任意識等思政元素與教學目標進行有機融合，重塑課程思政教學的新形態(tài)。