《鋼結構基本原理》課程線上教學探討

盧楊?侯興民

摘要：隨著信息技術及互聯網技術的發展，各高校線上教學模式應用相對比較頻繁。本文基于對泰山科技學院建筑工程學院2020級土木工程專業學生的問卷調查，提出了《鋼結構基本原理》線上教學存在的問題，主要包括課程內容難、學生“虛位學習”、師生間互動性差、教學評價方式單一、學校缺乏統籌管理等；并根據《鋼結構基本原理》課程的特點和性質，從課前準備、課中講授、教學評價、思政教育、學校管理等方面提出教學改革建議，期望能以此提升線上教學效果，推動教學質量的提高。

關鍵詞：線上教學；問卷調查；鋼結構基本原理；教學改革

基金項目：2022年度山東省本科教學改革研究重點項目“新工科背景下力學類課程思政指南的制定與實施路徑研究”（Z2022256）。

盧楊（1992-），女，山東東平，工學碩士，講師，研究方向：鋼結構方面的教學、研究；

侯興民（1970-），男，山東壽光，工學博士，教授、碩士生導師，研究方向：工程振動檢測、巖土工程測試與數值計算等。

一、概述

近年來，隨著互聯網技術及信息技術的發展，為了更好地提高學生的學習效果，高校開始探索教學改革并推廣線上教學模式。線上教學與線下教學相互補充，其作用不可估量，為學生的學習、教師的教學帶來了極大的便利。線上教學不但能打破教師與學生之間的時空限制，還能提高學生的自主學習能力，各院校也在不斷地教學實踐中，積極探索線上教學的改革措施。為全面了解線上教學現狀，調整教師教學方法，保證學生線上學習效果，針對學生對線上教學滿意度、線上與線下教學效果、活躍度、學生遇到的難題、線上教學對學生的影響等問題，制定了“大學生《鋼結構基本原理》線上課程學習效果的調查”，并向2020級土木工程專業24名本科學生于本學期課程結束后線上發布，旨在根據問卷調查結果，分析目前線上教學存在的主要問題，并進行教學反思，同時提出線上教學改革措施，為線上教學模式提供寶貴的參考意見和經驗。

二、線上教學存在的問題

結合調查結果，如圖1、圖2所示，13.04%的同學認為與線下教學效果相比，線上教學更有效，52.17%的同學認為兩者效果差不多，但仍有約34.78%的學生認為線下教學更有效，17.39%的學生認為線上教學會降低自己的學習成績。由此可見，實施線上教學的給《鋼結構基本原理》課程帶來了較大的影響，目前也存在一些教學問題，具體表現為：

（一）課程內容難

《鋼結構基本原理》課程主要面向應用型本科層次土木工程專業人才，是一門實踐性很強、與現行的規范和標準等密切相關的專業課程。根據問卷調查結果顯示，大部分同學感覺該課程比較難，而線上教學主要存在教學內容繁雜，授課課時少，對學生空間想象能力要求較高，容易出現學生接受困難、理論與實踐分離、學生力學功底薄弱、基礎知識不扎實等難題[1-2]。

（二）師生間互動性差

線上教學過程中，由于教師無法直接看到學生的面部表情，而學生在線上一般不會主動向老師表露心聲，可能會使教師一直專注于自己的講授，忽略了學生的真實感受，導致大幅降低了與學生的溝通時間，教學互動性較差。調查結果也表明，超過一半的同學認為互動性一般或較差，如圖3所示，43.48%的學生認為與老師溝通受限。

（三）教學評價方式單一

《鋼結構基本原理》課程的線上教學平臺采用騰訊會議，能夠統計學生的出勤，便于教師將學生的出勤率計入平時成績，但由于課堂時間有限，教師無法有效把控每一個學生課堂上的真實表現，對于平時成績不能給出客觀公正地評價。期末考試采用學習通軟件線上考試，雖然平臺能實現前后攝像頭同時監控，但是仍然缺乏對學生的有效監督，而不規范的考試行為都會增加考試的不公平性。如果只采用出勤率、課堂提問和期末考試成績作為教學評價指標，過于單一，無法真實反映學生對課程的掌握情況。

（四）學校缺乏統籌管理

根據調查問卷分析結果，如圖3所示，65.22%的學生反應網絡卡頓，而網速過慢、卡頓會影響學生學習的流暢性，降低學生的學習興趣；有39.13%的同學認為課程很滿，一整天停留在屏幕的時間太長，容易造成眼睛疲勞或視力受損，并且長時間在屏幕前，還會分散注意力，不利于課程的學習；還有34.78%的學生認為學習環境不合適，這也是線上學習存在的一個比較重要的問題。

三、線上教學改革

隨著“互聯網+”時代的到來，為了推動教學改革，“線上+線下”混合式教學模式將逐漸成為教學研究的重點[3]。為了幫助學生更好地學習，完成預定教學目標，達到良好的學習效果，教師應在整個教學過程中，從課前準備、課中講授、教學評價、課程思政、學校統籌管理等多方面優化教學策略，解決目前線上教學存在的問題，從而推動線上教學的發展。

（一）課前準備

為了方便師生之間的聯系，幫助學生更好地學習這門課程，在進行授課前，教師可以組建課程微信群，并在百度網盤建立學習資源庫，包括課件、教材、教學計劃、教學大綱、教案、題庫、三維鋼結構模型、鋼結構工程圖紙、互聯網教學課程資源鏈接等，比如中國大學MOOC（愛課程）中的同濟大學和湖南大學《鋼結構基本原理》國家精品課程、南京航空航天大學《材料力學漫談》課程等鏈接。通過給學生分享學習資料，方便學生及時查找翻閱，節約大量時間。根據問卷調查結果顯示，約96%的同學認為老師提供的在線學習資源對學習有較大幫助。

在上課之前，教師可以提前給學生發放本次課的思維導圖，并將本次課的重難點、學習要求、方法等梳理后錄制成短視頻（10min～15min），引導學生進行自主預習。比如拉彎、壓彎構件強度計算中，要求學生重點掌握公式的含義，并靈活應用公式，教師在教學中可以與受彎構件、軸心受力構件強度計算公式進行對比，通過比較與聯系，幫助學生更好地理解整個知識結構體系的建立。調查結果表明，約83%的同學愿意花時間預習。

（二）課中講授

線上教學會造成教師與學生之間的疏離感，學生的“虛位學習”更會讓教師的一片苦心變為烏有，所以在教學過程中，教師應優化教學內容，增加教學的實踐性、互動性和針對性。

《鋼結構基本原理》課程涉及構件在不同受力狀態下的強度、穩定、剛度等驗算，并要求學生掌握構件及構件間連接的設計方法，這對學生的三維空間想象能力提出了較高的要求。教師可以結合實際工程項目，利用PKPM、MIDAS等設計軟件，建立三維結構模型并進行計算分析，結合鋼結構施工圖紙進行講解，并鼓勵學生自己課下動手操作軟件。對于工字鋼、H型鋼、槽鋼、綴條式格構式柱、綴板式格構式柱等，學生在理解平面內、平面外失穩時經常遇到困難，教師可以用木板或紙殼制作構件模型并帶到屏幕前，講解構件的失穩方向，從而幫助學生真正理解相關原理及概念。

線上教學還應增加教學的互動性，教師可以在講課過程中適當增加提問與測試環節，提高學生的參與度。隨堂測試結束后，讓學生自行講解，比如受彎構件梁的強度計算，如何求繞x軸彎矩、繞y軸彎矩，塑性發展系數如何取值，如何計算繞x軸、繞y軸的凈截面模量，實腹式軸心受壓構件穩定驗算，如何得到不同方向的穩定系數，在進行截面分類判斷、長細比計算時應注意的問題等。對于直接回答不會的學生，教師一定要引導學生明確不會的知識點在哪里，及時發現他們的知識盲區并查缺補漏，不斷完善知識結構體系，在面向全體學生進行課堂提問時，要注意啟發學生，引導他們主動思考，以此提高學生學習的積極性。

線上教學還應具備針對性。《鋼結構基本原理》課程內容繁雜較多，尤其是對公式的推導占用了較大篇幅。比如在進行梁板件局部穩定計算時，矩形薄板的屈曲公式推導，需要鋪墊彈性力學、高數等知識，難度較大，而本院校的應用型本科層次學生基礎較差，再加上教學平臺板書不方便，大量的公式推導會降低學生的興趣，所以在教學過程中可以弱化公式的推導[4]，重點學習公式的含義，靈活掌握公式的應用。針對每章節的構件設計，教師可以通過引入對應工程案例，讓學生進行分組討論并自行設計。比如實腹式軸心受壓構件的設計，可以引入鋼結構課程設計的內容，對鋼屋架的上、下弦桿、腹桿進行截面設計，讓學生從構件的截面選擇、強度、剛度、整體穩定、局部穩定驗算到構件的構造要求，感受并體會整個設計過程，充分調動學生的學習興趣。

（三）教學評價多元化

線上教學的教學評價和傳統的授課方式有所不同，教師可以通過出勤率、線上教學互動、隨堂測驗情況、學生完成作業的情況、小組討論情況、模型制作情況等進行平時成績評價。此外，學生還可以進行自我評價，針對本學期的表現，總結線上學習的經驗與不足；同時，小組同學之間開展互評，以此促進同學之間互相監督和學習[5-6]，也有利于提高教學評價的公平性。教師應遵循公平公正原則，嚴格評卷，結合期末考核成績，適當調整各項評價指標的比重，比如平時成績占30%，自評占10%，互評占10%，期末考試成績占50%，實現對學生的有效評價，幫助學生更好地認識自己并找到有效的學習方法。

（四）融入思政元素

從高中升入大學，學生的心理、學習、生活都發生了較大的改變，部分學生會產生焦慮、擔心、抱怨、不安等消極情緒。作為教師，不僅要給學生講授專業知識，還要幫助學生緩解心理壓力，樹立正確的人生觀、價值觀。例如，可以結合鋼結構穩定的概念，提醒學生保持心情的穩定，以平常心對待周圍的人和事；通過構件設計，告訴學生及時調整心態，學會調整自我，盡快適應這個變化萬千的社會。教師還可以結合中外歷史、當今國家政策方針、未來科技發展等，深入挖掘思政元素，向學生介紹行業發展的最新信息以及鋼結構發展的前沿知識，與時俱進，幫助學生樹立正確的世界觀；還可以結合實際工程案例、事故等，培養學生的質量意識、安全意識，幫助學生樹立正確的就業觀，為將來工作做好準備。

（五）學校統籌管理

針對網絡不暢問題，學校應重視并加強網絡建設，為學生提供流暢快速的網絡，以滿足學生線上學習的需求。學生長時間停留在電腦前，不僅有損視力，還會降低學習效率，這就要求學校統籌管理，合理安排教學時間，盡量按天平均分配，也可以適當增加課間休息時間。如圖3所示，17.39%的學生認為老師使用軟件過多，學校可以對教學平臺進行調研，要求教師統一使用功能齊全的教學平臺，以節約資源，減輕學生的負擔，同時學校也要加強對教師、學生的有效監督，采取相關措施，確保教學質量。

四、結束語

線上教學不但可以打破學生與教師之間的時空限制，且教學資源豐富，還能提高學生的自主學習能力，因此對線上教學需要進一步總結和反思。本文對2020級土木工程專業《鋼結構基本原理》線上授課存在的問題進行了問卷調查，根據調查分析結果得出，線上教學仍存在一些不足，比如課程內容難、學生可能出現“虛位學習”的現象、師生間互動性差、教學評價不合理、學校缺乏統籌管理等。對此，本文從課前準備、課中講授、教學評價、思政教育、學校管理等方面提出教學改革建議，期望以此激發學生的學習興趣，保證學生的學習效果。同時，根據調查結果可知，線上教學在推動我國教學改革之路上，將具有非常重要的意義。

作者單位：盧楊 泰山科技學院 建筑工程學院

侯興民 煙臺大學 土木工程學院

參? 考? 文? 獻

[1]葛清蘊，卞祝，戈海玉.應用型本科院校鋼結構基本原理課程教學改革實踐[J].安陽工學院學報， 2019，18（6）：113-114.

[2]王展光，蔡萍，邵建華，等.“鋼結構基本原理”課程教學改革對策研究[J].重慶建筑，2022（5）：24-26.

[3]楊金玲，曹先革，王霞迎.后疫情時代“線上+線下”混合教學模式創新——以測繪類課程視角[J].測繪工程，2021，30（1）：71-75.

[4]莊一舟，陳俊杰，鄭國平.基于留學生的鋼結構基本原理及設計課程教學探討[J].高等建筑教育， 2020，29（4）：95-100．

[5]鄧岳川，王延霞，李德亮，等.基于MOOC翻轉課堂的“GPS 原理與應用”課程教學改革實踐[J].測繪工程，2017，26（2）：76-80.

[6]程鋼，楊杰，吳志強，等．SAKAI平臺下程序設計與開發課程混合式學習的研究與應用——以測繪工程“C 語言程序設計”為例[J].測繪通報，2016（9）：133-136.