西部地方高校结构力学课程慕课建设探讨

侯立军++姚激++王惠民

摘要：基于目前西部地方高校结构力学课程教学过程中出现的新问题，通过对“慕课”理念的分析，本文构建了结构力学课程慕课的组织方式。提出了通过优选学生组成上课班级，对部分章节采用“慕课”的教学方式，通过优化预习课件并配合以高质量的预习视频，提高课堂讨论质量、改革课程考核方式等教改措施。课程实践结果表明，教学效果良好，为结构力学课程慕课建设积累了经验。

Abstract： Based on the new problems existing in the teaching process of Structural Mechanics in western local colleges and universities， this paper constructs the course organization of Structural Mechanics course by analyzing the concept of MOOCS. This paper puts forward the teaching method of "MOOCS" for some chapters by optimizing students' composition in class， and puts forward teaching reform measures through optimizing the preview courseware with high quality preview video， improving the quality of classroom discussion， reforming the curriculum assessment methods and others. The course practice results show that the teaching effect is good， and has accumulated experience for the course construction of Structural Mechanics.

關键词：结构力学；慕课；自主学习

Key words： structural mechanics；MOOCS；self- learning

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）05-0201-02

0 引言

《结构力学》[1-2]是土木工程、地下空间结构等土建类专业必修的主干课程，是土建类专业最重要的课程之一。结构力学在整个土建类专业课程体系中处于承上启下的核心地位。一方面，它前承高等数学、理论力学、材料力学等课程，另一方面，它又后继钢筋混凝土结构、钢结构、工程结构抗震等专业课程，为专业课程提供必需的基础知识和计算方法。

在大学课程学分、课堂学时压缩的背景下，如何结合西部地方高校结构力学课程教学的特点，借助现代教育技术与网络技术，为结构力学教学注入新的活力，值得广大西部地方高校结构力学课程教师思考[3]。

1 结构力学课程教学特点与问题

结构力学教学内容繁杂。目前，西部高校结构力学课程教学内容主要包括：几何组成分析、静定结构的内力分析及位移计算、力法、位移法、影响线、矩阵位移法、结构动力计算与极限荷载等。结构力学课程有如下两个方面的特点：①基本概念多；②计算方法多。虽然在结构力学课程学习之前，学生已经学习过理论力学与材料力学，但是结构力学课程新概念依然偏多。如：几何构造特性（几何不变、几何可变、瞬变）、定向支承、瞬铰、计算自由度、结构（多跨连续梁、刚架、桁架、组合结构、拱结构）、移动荷载、影响线、力法、位移法、矩阵位移法等，对学生来说都是新名词、新概念。结构力学计算方法多，可以分为：静定结构内力计算方法、影响线分析方法、结构位移计算方法、超静定结构计算方法等。其中：静定结构内力计算方法需要分别针对静定多跨梁、刚架、桁架、组合结构和拱结构进行分析，每种结构因具有不同的几何特性和受力特性而具有不同的计算方法和求解技巧；影响线分析包括静力法和机动法；结构位移计算方法包括直接积分法和图乘法；超静定结构计算方法包括力法、位移法和矩阵位移法等。课程要求学生理解包括结构的几何组成分析、静定结构和超静定结构的内力、位移计算以及动力计算等基础问题的概念与理论，掌握计算静定结构和超静定结构的内力和位移等的计算方法。在结构力学教学方式上通常采用板书、PPT的方式课堂讲授。课堂教学时，通常是让学生先理解基本理论，然后利用先期学过的知识建立方程，求解某类结构的内力与位移等，即基本技能的掌握。课堂教学模式相对固定，能让学生很容易的明白理解这些理论知识，并掌握求解某种结构内力的技能，但反过来也容易造成课堂教学呆板与枯燥。

限于区域劣势，西部地方高校大学生的总体高考录取成绩要低于东、中部学校的学生。结构力学作为土建类专业的必修课，课程内容难度较大，且需要前期数学、力学相关课程基础，部分学生感觉学习起来困难。从本校近几年结构力学期末考试情况来看，每年学生的优秀率约在10%，不及格率约在30%，这与学生的生源有一定的关联度。作为西部地方高校，在吸引优质生源方面确实不如东、中部院校，但是西部地方高校也不乏优秀学生，这些学生学习的主动性非常好，处于“学有余力”层次。另外一部分学生，由于基础较差，在学习过程中很努力，但是成效不好，处于“心有余力不足”层次。这两部分学生的比例约占总学生人数的30%左右。如何更好的满足这两部分学生对教学的要求值得思考。另外，结构力学理论教学与工程实际脱节以及教师无法及时获取学生反馈信息等问题也是亟待解决的难点。

因此，考虑利用“慕课”的优势[4-5]，为西部地方高校结构力学教学提供有益的补充，这将为西部地方高校结构力学教学改革开辟一条新途径。

2 慕课特点

“慕课”（MOOCS）是大规模的网络开放课程。慕课是将传统课程以在线的方式呈现在学习者的面前，赋予了传统课程显著的开放特征，实现了由传统课程向开放课程的转变。慕课有强烈的学习现场感而且重视学习过程，通过严谨的知识点拆分，以逼真的短视频完成教学内容。教学理念上更要注重学生创造性思维的培养，将传统“灌输式”的线性教学方式转变为“对话与协商式”的非线性教学方式。此外，“慕课”教学设有交流平台，以网络为媒介进行交流、讨论学习，并以协作式的学习方式来完成学习过程。慕课实现了信息时代的在线学习、自主学习和终身学习模式。慕课对教师就课程内容的组织提供了更高的要求，同时对学生学习的自主性也有更高的要求，这二者达不到要求，慕课的效果也未必很好。

3 结构力学课程慕课的构建

针对当前结构力学课程教学中存在的问题，考虑“慕课”的特点，对现有的教学内容进行优化，试图从教学形式和教学组织上进行突破，改善教学效果，调动学生的主观能动性，为部分学生提供课堂以外的学习资源。基于这种考虑，拟在现行教学形式的基础上对结构力学课程的教学模式进行改革，主要体现在以下几方面。

①考虑到“慕课”的组织形式需要学生有主动学习与自主学习的能力。因此，在采取“慕课”教学形式的班级学生组成上需要有所要求。通过学生申请，上课教师对申请学生进行面试后，组成“慕课”教学形式的班级。

②上课的教师，以团队的形式完成结构力学“慕课”的所有内容的制作。但是对于采用“慕课”教学形式的班级，仅限部分章节采用“慕课”教学形式进行，重要章节依然采用传统教学方式进行。

③为了配合“慕课”教学，课程教学日历和教学大纲需要在网络平臺提前发布，使得学生有充足的时间进行自主学习。

④针对每次课的内容，形成简化版与完整版两个教学版本的PPT。简化版采取录制方式，通过老师讲解与PPT播放两种方式相结合的方式对课程内容进行简单讲解，并将视频上传到网络，供学生预习。在学生自主学习完成以后，配少量单项选择题进行测试，方便学生学习之后进行自检，同时测试结果自动反馈给上课老师，即“课外在线学习”。完整版是对课程内容完全深入细致的讲解，主要用于老师上课之用，上课过程中，要根据学生自学过程中反馈的测试结果有针对性的进行讲解，并就预习过程中的问题，与学生进行交流，即：“课内现身说法、重视师生互动”。上课结束之后，传到网络，供学生复习。

⑤调整课堂教学组织形式。主要流程如下：介绍章节学习目的→基本概念的简单讲解或回顾→学生自学中存在问题的讲解，与同学交流、讨论→典型问题的讲解→课堂内容的总结与深化。

⑥布置课后作业，公布课后答疑与习题辅导课时间。习题辅导课之前，给学生做作业的过程中提供必要的答疑辅导，及时解决学生在做题过程中的问题。在学生完成作业后，要给学生开设习题辅导课，采用板书方式对习题进行讲解，为学生提供规范的解题步骤，使学生明白自己的不足与改进的地方。

⑦结合慕课的特点，改革考核方式，将学生网上预习的情况以及课堂互动也纳入学生成绩的组成部分，以调动学生平时自主学习的积极性与主动性。

4 结构力学课程慕课的实践

结合学校推行的“慕课”建设立项计划，以及学校针对 “慕课”建立的激励机制，在学校影像专业技术人员协助下，教研室以团队形式完成了结构力学“慕课”的部分章节的制作。目前《结构力学》课程的课程教学日历、教学大纲、部分章节的简化版教学视频以及自测习题已经上传学校局域网。结合学校的“卓越工程师培养计划”，对《结构力学》课程采取“慕课”教学形式的班级学生进行优选。目前已经在“桁架结构内力计算”、“静定拱结构”与“影响线”三个章节采用“慕课”的教学形式。学生对这种教学方式感觉新奇，教学效果较好。

5 结语

结构力学是土木工程、地下空间结构工程专业非常重要的专业基础课，针对目前西部地方高校结构力学课程教学中部分学生自主学习的需求，通过对“慕课”理念的分析研究，提出了西部地方高校结构力学课程慕课组织模式。依托学校的 “慕课”建设政策，初步完成了结构力学课程的“慕课”建设，并在部分章节进行实践，教学效果良好，为结构力学课程的“慕课”建设与实践提供了宝贵经验。

参考文献：

[1]冯秀梅.基于教学型学校《结构力学》教学方法的探讨[J].山东工业技术，2016（8）：270.

[2]杨丽红，樊涛，吴国辉，等.研究型教学在结构力学课程教学中的应用[J].中国现代教育装备，2016（3）：29-31.

[3]魏科丰，陈凯，孔来稳.独立学院结构力学课程分类教学的探索与实践[J].四川建材，2014（12）：246-247.

[4]陈玉琨.慕课、翻转课堂与教学变革[J].基础教育改革动态，2015（7）：26-27.

[5]李晓东.“慕课”对高校教师教学能力的挑战与对策[J].南京理工大学学报：社会科学版，2014（2）：89-92.