基于mooc的鋼結構基本原理混合式教學設計

1、基于M 0 0 C 的鋼結構基本原理混合式教學設計趙欣孔丹丹吳邁陳向上( 河北工業(yè)大學土木與交通學院，天津3 0 0 4 0 1 )摘要：針對目前高校土木工程專業(yè)《鋼結構基本原理》課程教學中普遍存在的問題，在大數(shù)據(jù)時代背景下，以建筑工業(yè)化發(fā)展為契機，進行了基于慕課的混合式教學改革的探索。分析探討基于M O O C 的混合式教學理念，通過教學實踐總結了課前、課中、課后的教學設計內容和方法，并取得了良好的教學效果。與此同時也發(fā)現(xiàn)混合式教學中

2、仍存在的一些問題并提出了今后的改進措施，可供同行借鑒交流。關鍵詞：鋼結構基本原理；慕課；混合式教學；教學設計B L E N D E D L E A R N 耵呵G D E S I G 烈o F S T E E L S T R U C T U R E F U N D A ⅧN T A L S C o U R S EB A S E D o N M o o CZ H A 0 X i n K O N G D 眥d 鋤W U M a i C H

3、E N X i a I l g s h a n g( S c h 0 0 lo f C i Ⅷ鋤d T m s p o r t 撕o n E n g i I I ∞r i n g ，H c b e iu l l i V e r s 時o f №l I l l o l o 鼢T i 粕j i I I3 0 0 4 0 1 ，C h i I l a )A B S T R A C T ：T oi n v e s t i g a t e t h

4、 e c O m m o np m b l e m s f o r t e a c h i n g O fS t e e l S n u c t L l r e F u n d 鋤e n t a l s c O u r s e i n c i v i l∞g i n e e r i r 喀，b l e n d e d l e a m i I l g r e f - o mp r a c t i c e b a s e d o nM 0

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9、L e 鋤i n g ；I n s 仇I c t i o n a lD e s 函0 引言《鋼結構基本原理》課程是高校土木工程專業(yè)的必修專業(yè)基礎課，屬于專業(yè)知識體系中推薦的核心課程[ 1 ] ，是后續(xù)建筑工程方向主干必修課《房屋鋼結構設計》及道路與橋梁工程方向選修課程《鋼橋》的重要先修課程。該課程以建立基本概念、闡釋基本原理為宗旨，使學生全面掌握鋼結構材料特性、構件和連接基本性能和設計基本原理。筆者從事鋼結構相關本科生教學工作近二十年，

10、調查得到學生的反饋，普遍認為《鋼結構基本原理》一方面理論性抽象性強，同時又與工程實踐結合緊密，兼具現(xiàn)實性和綜合性，是專業(yè)課中最難學習和掌握的一門課程。這一共性問題在很多學校和教師的教研工作中都有所共鳴[ 2 ] 【3 】。為提高鋼結構基本原理課程教學質量、激發(fā)學生學習興趣、培養(yǎng)學生解決鋼結構復雜工程問題的綜合能力，教師們不斷地探索改革鋼結構教學方法、手段和模式，并取得了豐碩的教學成果【4 】- 【6 】。近年來，在我國制造業(yè)轉型升級大背

11、景下，中央層面持續(xù)出臺相關政策推進建筑業(yè)改革，大力推廣裝配式建筑。鋼結構建筑具有裝配化的天然屬性，政策和市場的推動使鋼結構的發(fā)展進入了新的快車道，對鋼結構專業(yè)人才的需求也比以往更加迫切，這就給高校鋼結構課程教學提出了更高的要求。與此同時，“互聯(lián)網(wǎng)+ ”時代的到來，有力地推動了整個社會經(jīng)濟的發(fā)展，對于教育領域，學校課堂與教學模式正經(jīng)歷一場數(shù)字化、網(wǎng)絡化、全球化的歷史變革，特別是給工程教育帶來了以往不敢相信的全新的巨大改革空間【7 】。結合

12、我校土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標和方案，制定合理的《鋼結構基本原理》教學大綱，在課堂教學學時嚴重受限的條件下，充分利用優(yōu)質的慕課資源，通過合理的教學設計及創(chuàng)新的教學模式，積極進行混合式教學改革和探索，進一步提升《鋼結基金項目：河北工業(yè)大學本科教育教學改革研究重點項目“實際工程驅動的土木工程專業(yè)混合式教學模式研究與實踐”第一作者：趙欣，女，1 9 7 2 年生，博士，副教授。通信作者：吳邁，男，1 9 7 2 年生，博士，教授。E m a i

13、 l ：ⅥⅧa i 日@ 1 2 6 ．c o m·4 0 7萬方數(shù)據(jù)效益和質量?！胺D課堂”的概念應運而生，翻轉課堂的教學流程是由學生通過在線資源在課外首次接觸即將學習的新內容，然后在課堂上通過問題解決、討論或辯論等策略進行較難的知識內化。這種新型的教學模式需要針對線上慕課堂及線下課堂的學習特點和學習方式，制定更加明確精細的課程教學目標，提出學習要求，劃分學習內容。根據(jù)學校人才培養(yǎng)方案及土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，《鋼結構基本原

14、理》課程教學目標定位在，重點講授鋼結構的材料、基本構件及連接的設計原理，并緊密結合工程問題，使學生全方位、多途徑地進行課程學習，為今后從事鋼結構設計、施工研究等工作打下堅實的基礎。根據(jù)我校專業(yè)培養(yǎng)及課程教學的目標，筆者所在鋼結構教學團隊經(jīng)過深入研討，選定在中國大學M O O C 平臺上在線開放的由同濟大學趙憲忠教授、陳以一教授等主講的《鋼結構基本原理》，作為線上學習的優(yōu)質慕課資源，該慕課課程知識體系完備、理論深度恰當、課時分布合理，實錄

15、方式更接近課堂授課的體驗，學生能夠真實感受到慕課平臺提出的口號“好的大學沒有圍墻”。線上教學目標為通過課前慕課的自主學習，學生完成知識的學習掌握以及低難度的原理的理解，激發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題和疑點；線下教學目標則是通過合理的教學設計，使學生所學的知識進一步系統(tǒng)化、對理論的理解深入化，同時重點加強學生對知識原理的應用、分析、評價和創(chuàng)造，達到培養(yǎng)學生的高層次思維能力和綜合素質的目標。2 ．2 課前教學環(huán)節(jié)設計課前教學設計是基于將慕課作為課前學習的

16、資源和場所。慕課中的主要學習活動包括，觀看視頻、客觀測驗、同伴互評作業(yè)、論壇討論等四類活動。根據(jù)不同的教學內容合理選擇四類活動的組合。在混合式教學模式整體設計之初，根據(jù)慕課的教學視頻內容及學時進行了分析和測算，與教學大綱和教學計劃進行了對應和匹配，將每次授課中的課前慕課視頻觀看時間總和控制在4 5 分鐘至1 小時，并由3 _ 4 段慕課堂授課組成，使學生可以充分利用課下的碎片時間，完成相對完整的一部分知識內容的學習。例如軸心受力構件教學

17、中，根據(jù)教學內容和授課計劃，將課前慕課學習劃分為五部分，每部分對應一次線下課堂教學：“軸心受力構件的強度問題”包括3 段慕課視頻，共6 6 分鐘；“實腹式軸心壓桿的穩(wěn)定性能( 一) ”包括3 段慕課視頻，共6 0 分鐘；“實腹式軸心壓桿的穩(wěn)定性能( 二) ”包括3 段慕課視頻，共4 4 分鐘；“軸心壓桿中板件的局部穩(wěn)定”包括3 段視頻，共5 4 分鐘；“格構式軸心壓桿的整體及肢桿穩(wěn)定”包括3 段視頻，共4 6分鐘。構件設計原理部分涉及很

18、多受力性能分析及穩(wěn)定理論的力學推導，對學生的數(shù)學、力學基礎及抽象邏輯思維能力要求較高，課前慕課學習的進度控制和效果監(jiān)測主要采用論壇討論、提交帶問題的學習筆記等方式考查學生的完成情況，并得到及時的學生學習問題反饋。對于難度較低知識性為主的鋼材性能及選用模塊，通過課前測驗來評估學生的課前學習情況。針對實踐性更強的連接構造及設計模塊，則采用課前發(fā)布導學案及圖片資料等方式，引導學生完成慕課學習，并完成導學中的測試題。2 ．3 課中教學環(huán)節(jié)設計課

19、中教學環(huán)節(jié)即線下課堂的教學活動，由于課前學生完成了相當比重的新知識的自主學習，課堂教學活動設計將和傳統(tǒng)教學的課堂完全不同。學生自主學習后的課堂教學必定是一種教師構建的各種情景的翻轉課堂，用來幫助學生進行知識的應用、分析和評價，通過解決問題、動手實踐、完成項目等發(fā)展學生的高層次思維和創(chuàng)造能力。學生的慕課學習是翻轉課堂的前提條件，翻轉課堂是慕課學習的自然延伸和有機組成部分。在《鋼結構基本原理》課程的翻轉課堂教學設計中，包括有課前回顧、新知識

20、講授、課堂練習、互動活動、小組匯報、課堂總結等教學活動安排，需要根據(jù)授課內容、教學目標及學生課前準備的情況來決定課堂活動的類型和數(shù)量。重要的是通過重新規(guī)劃學習的流程，讓相應的活動建立在課前充分準備的基礎之上，進一步提升教學效果。有的教學內容適合以練習題為主，引導學生充分練習來設計翻轉課堂活動，如連接構造和計算部分；有的教學內容適合以小組匯報為主，以激發(fā)課堂中的學術對話來設計翻轉課堂活動，如穩(wěn)定問題分類及失穩(wěn)造成的工程事故分析內容；有的教

21、學內容以訓練工程設計能力為目標，適合通過項目教學來設計翻轉課堂活動，如鋼梁截面選擇設計、柱頭柱腳設計計算等章節(jié)；還有的內容需輔助力學原理擴展，由教師補充講解難度更深的內容，配合少量的課堂互動活動，如鋼梁彎扭屈曲臨界力計算等。2 ．4 課后教學環(huán)節(jié)設計課后教學環(huán)節(jié)的設計主要考慮，首先保證學生所學概念、知識和原理在課后得到進一步鞏固，以布置教材配套課后練習題為主，適當補充一些針對性可供學生選擇的練習及課后思考題；其次，為進一步激發(fā)學生學習興