基于mooc的鋼結(jié)構(gòu)基本原理混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

1、基于M 0 0 C 的鋼結(jié)構(gòu)基本原理混合式教學(xué)設(shè)計(jì)趙欣孔丹丹吳邁陳向上( 河北工業(yè)大學(xué)土木與交通學(xué)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(jié)構(gòu)基本原理》課程教學(xué)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(jī)，進(jìn)行了基于慕課的混合式教學(xué)改革的探索。分析探討基于M O O C 的混合式教學(xué)理念，通過教學(xué)實(shí)踐總結(jié)了課前、課中、課后的教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法，并取得了良好的教學(xué)效果。與此同時也發(fā)現(xiàn)混合式教學(xué)中

2、仍存在的一些問題并提出了今后的改進(jìn)措施，可供同行借鑒交流。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)基本原理；慕課；混合式教學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)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(nóng) 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

5、0 C w e r e e x p l o r e d a t t 1 1 e a g e o fb i g d a t a 鋤dt a k i n gd e V e l o p m e n to f c o n s 缸u(yù) c t i o ni n d u s t r i a l i z a t i o n 船鋤叩p o m m i 吼B(yǎng) l e n d e dl e 啪i n gi d e a S o nt h eb a s i s

6、o fM O O C w e r e鋤a l y z e d ．1 1 1 e i n s 缸1 l c t i o n a l d e s i 印c o n t e n t s 齜d m e Ⅱl o d s o fp r e - c l 船s i n ·c l 髂s 蛐d 抓e r _ c l a s s a r e r e s e a r c h e d 鋤ds u 姍a r i z e d ．T h eb e t t

7、盯t e a c h i n g r e s u l t s w e r ea c h i e v e d m m u g hr e f o mp r a c t i c e ．M e a n w h i l et l l e r e a r e s t i l l s o m ed i s a d v a n t a g e sm b l e n d e dl e 鋤i n g a n dm e i r n p m v e m e n

8、 t s a r ep r o p o s e d ．T h er e s e a r c hr e s u l t so f m i sp 叩e r c a nb eu s e d f o rr e f b r e n c eb y e x p e r t s ．1 ( E Y w o 肋S ：S t e c l S 仃u c t I l r eF u n d 鋤e n t a l s ；M O O C ；B l e n d e d

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(jié)構(gòu)基本原理》課程是高校土木工程專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》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(xué)生全面掌握鋼結(jié)構(gòu)材料特性、構(gòu)件和連接基本性能和設(shè)計(jì)基本原理。筆者從事鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)本科生教學(xué)工作近二十年，

10、調(diào)查得到學(xué)生的反饋，普遍認(rèn)為《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》一方面理論性抽象性強(qiáng)，同時又與工程實(shí)踐結(jié)合緊密，兼具現(xiàn)實(shí)性和綜合性，是專業(yè)課中最難學(xué)習(xí)和掌握的一門課程。這一共性問題在很多學(xué)校和教師的教研工作中都有所共鳴[ 2 ] 【3 】。為提高鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)質(zhì)量、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生解決鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜工程問題的綜合能力，教師們不斷地探索改革鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)方法、手段和模式，并取得了豐碩的教學(xué)成果【4 】- 【6 】。近年來，在我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級大背

11、景下，中央層面持續(xù)出臺相關(guān)政策推進(jìn)建筑業(yè)改革，大力推廣裝配式建筑。鋼結(jié)構(gòu)建筑具有裝配化的天然屬性，政策和市場的推動使鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展進(jìn)入了新的快車道，對鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才的需求也比以往更加迫切，這就給高校鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)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(jì)的發(fā)展，對于教育領(lǐng)域，學(xué)校課堂與教學(xué)模式正經(jīng)歷一場數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)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(jié)合

12、我校土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和方案，制定合理的《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》教學(xué)大綱，在課堂教學(xué)學(xué)時嚴(yán)重受限的條件下，充分利用優(yōu)質(zhì)的慕課資源，通過合理的教學(xué)設(shè)計(jì)及創(chuàng)新的教學(xué)模式，積極進(jìn)行混合式教學(xué)改革和探索，進(jìn)一步提升《鋼結(jié)基金項(xiàng)目：河北工業(yè)大學(xué)本科教育教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目“實(shí)際工程驅(qū)動的土木工程專業(yè)混合式教學(xué)模式研究與實(shí)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(zhì)量?！胺D(zhuǎn)課堂”的概念應(yīng)運(yùn)而生，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)流程是由學(xué)生通過在線資源在課外首次接觸即將學(xué)習(xí)的新內(nèi)容，然后在課堂上通過問題解決、討論或辯論等策略進(jìn)行較難的知識內(nèi)化。這種新型的教學(xué)模式需要針對線上慕課堂及線下課堂的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方式，制定更加明確精細(xì)的課程教學(xué)目標(biāo)，提出學(xué)習(xí)要求，劃分學(xué)習(xí)內(nèi)容。根據(jù)學(xué)校人才培養(yǎng)方案及土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，《鋼結(jié)構(gòu)基本原

14、理》課程教學(xué)目標(biāo)定位在，重點(diǎn)講授鋼結(jié)構(gòu)的材料、基本構(gòu)件及連接的設(shè)計(jì)原理，并緊密結(jié)合工程問題，使學(xué)生全方位、多途徑地進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，為今后從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工研究等工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)我校專業(yè)培養(yǎng)及課程教學(xué)的目標(biāo)，筆者所在鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過深入研討，選定在中國大學(xué)M O O C 平臺上在線開放的由同濟(jì)大學(xué)趙憲忠教授、陳以一教授等主講的《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》，作為線上學(xué)習(xí)的優(yōu)質(zhì)慕課資源，該慕課課程知識體系完備、理論深度恰當(dāng)、課時分布合理，實(shí)錄

15、方式更接近課堂授課的體驗(yàn)，學(xué)生能夠真實(shí)感受到慕課平臺提出的口號“好的大學(xué)沒有圍墻”。線上教學(xué)目標(biāo)為通過課前慕課的自主學(xué)習(xí)，學(xué)生完成知識的學(xué)習(xí)掌握以及低難度的原理的理解，激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和疑點(diǎn)；線下教學(xué)目標(biāo)則是通過合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，使學(xué)生所學(xué)的知識進(jìn)一步系統(tǒng)化、對理論的理解深入化，同時重點(diǎn)加強(qiáng)學(xué)生對知識原理的應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的高層次思維能力和綜合素質(zhì)的目標(biāo)。2 ．2 課前教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)課前教學(xué)設(shè)計(jì)是基于將慕課作為課前學(xué)習(xí)的

16、資源和場所。慕課中的主要學(xué)習(xí)活動包括，觀看視頻、客觀測驗(yàn)、同伴互評作業(yè)、論壇討論等四類活動。根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容合理選擇四類活動的組合。在混合式教學(xué)模式整體設(shè)計(jì)之初，根據(jù)慕課的教學(xué)視頻內(nèi)容及學(xué)時進(jìn)行了分析和測算，與教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行了對應(yīng)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(xué)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(nèi)容的學(xué)習(xí)。例如軸心受力構(gòu)件教學(xué)

17、中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和授課計(jì)劃，將課前慕課學(xué)習(xí)劃分為五部分，每部分對應(yīng)一次線下課堂教學(xué)：“軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度問題”包括3 段慕課視頻，共6 6 分鐘；“實(shí)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(shí)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(gòu)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(gòu)件設(shè)計(jì)原理部分涉及很

18、多受力性能分析及穩(wěn)定理論的力學(xué)推導(dǎo)，對學(xué)生的數(shù)學(xué)、力學(xué)基礎(chǔ)及抽象邏輯思維能力要求較高，課前慕課學(xué)習(xí)的進(jìn)度控制和效果監(jiān)測主要采用論壇討論、提交帶問題的學(xué)習(xí)筆記等方式考查學(xué)生的完成情況，并得到及時的學(xué)生學(xué)習(xí)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(yàn)來評估學(xué)生的課前學(xué)習(xí)情況。針對實(shí)踐性更強(qiáng)的連接構(gòu)造及設(shè)計(jì)模塊，則采用課前發(fā)布導(dǎo)學(xué)案及圖片資料等方式，引導(dǎo)學(xué)生完成慕課學(xué)習(xí)，并完成導(dǎo)學(xué)中的測試題。2 ．3 課中教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)課

19、中教學(xué)環(huán)節(jié)即線下課堂的教學(xué)活動，由于課前學(xué)生完成了相當(dāng)比重的新知識的自主學(xué)習(xí)，課堂教學(xué)活動設(shè)計(jì)將和傳統(tǒng)教學(xué)的課堂完全不同。學(xué)生自主學(xué)習(xí)后的課堂教學(xué)必定是一種教師構(gòu)建的各種情景的翻轉(zhuǎn)課堂，用來幫助學(xué)生進(jìn)行知識的應(yīng)用、分析和評價，通過解決問題、動手實(shí)踐、完成項(xiàng)目等發(fā)展學(xué)生的高層次思維和創(chuàng)造能力。學(xué)生的慕課學(xué)習(xí)是翻轉(zhuǎn)課堂的前提條件，翻轉(zhuǎn)課堂是慕課學(xué)習(xí)的自然延伸和有機(jī)組成部分。在《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中，包括有課前回顧、新知識

20、講授、課堂練習(xí)、互動活動、小組匯報、課堂總結(jié)等教學(xué)活動安排，需要根據(jù)授課內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生課前準(zhǔn)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(xué)習(xí)的流程，讓相應(yīng)的活動建立在課前充分準(zhǔn)備的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步提升教學(xué)效果。有的教學(xué)內(nèi)容適合以練習(xí)題為主，引導(dǎo)學(xué)生充分練習(xí)來設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂活動，如連接構(gòu)造和計(jì)算部分；有的教學(xué)內(nèi)容適合以小組匯報為主，以激發(fā)課堂中的學(xué)術(shù)對話來設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)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(nèi)容；有的教

21、學(xué)內(nèi)容以訓(xùn)練工程設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)，適合通過項(xiàng)目教學(xué)來設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂活動，如鋼梁截面選擇設(shè)計(jì)、柱頭柱腳設(shè)計(jì)計(jì)算等章節(jié)；還有的內(nèi)容需輔助力學(xué)原理擴(kuò)展，由教師補(bǔ)充講解難度更深的內(nèi)容，配合少量的課堂互動活動，如鋼梁彎扭屈曲臨界力計(jì)算等。2 ．4 課后教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)課后教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)主要考慮，首先保證學(xué)生所學(xué)概念、知識和原理在課后得到進(jìn)一步鞏固，以布置教材配套課后練習(xí)題為主，適當(dāng)補(bǔ)充一些針對性可供學(xué)生選擇的練習(xí)及課后思考題；其次，為進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興