网络环境下土木工程课程教学改革探讨

沙莎

（三江学院 土木工程学院，江苏 南京）

土木工程专业具备较强的实践性和综合性，专业的教学质量对学生的就业和后期发展具有十分重要的影响。为了提高教学质量、适应现代社会发展需求，针对土木工程专业进行教学改革是十分必要的[1]。在科技的多年发展过程中，网络已经成为人们生活过程中必不可少的内容，针对这种情况，充分利用网络的便利性进行教学改革是符合时代发展要求的。土木工程专业是一个注重实践能力培养的专业，自从教育部实施卓越工程师培养计划以来，我国的高校已经逐渐重视土木工程实践教学的改革，涵盖实验、认识实习、生产实习、课程设计以及毕业设计等多个环节，并取得了一定的成绩，在一定程度上提高了毕业生的综合素质，但与用人单位的人才需求之间仍然存在一定的差距。在网络飞速发展的环境下，土木工程专业课程进行教学改革是十分必要的。

一 网络课程构建

学校网络课程构建既可以已有的网络教育平台，也可以根据自身需求，独立开发网络教育平台。网络课程的主要内容可以包括课程概况、发展历程、课程特色、师资力量、教学目标及要求。学生网络课程的学习可首先通过了解课程的初步内容，形成自己的学习思路。此外，网络课程构建也需要实现在线学习、测评、沟通以及资源共享等功能。

（一） 在线学习

在线学习的基本内容为土木工程专业的课本知识，网络课程需提供与课本内容相配套的讲授视频和相关资料（讲义、教案、网络教材等），针对一些实验课程，如材料抗压、抗剪强度试验等，可上传实际操作视频。网络平台搭建，课程内容与教师课堂讲述内容基本一致，试验教学也如同现场教学一般，但是通过网络课程，学生可反复学习，理解内容，提供了学生学习的积极性。

（二） 在线测评

网络课程在线测评模块的主要内容是每一个章节的课后练习题。对于学生来讲，学习完一部分内容后，通过习题的练习可加强其对所学知识的理解，同时，测评也是学生对自身知识掌握程度的一个检测；对于教师来说，可通过学生的测评成果，了解学生的学习进度、学习效果，可及时了解每一个学生的学习效果。

（三） 在线沟通

不论是现场教学还是网络教学，老师与学生、学生与学生之间的沟通是十分重要的。因此，网络教学课程的搭建需要具备在线沟通功能。通过构建学习交流论坛、问题答疑和在线交流功能，可实现学生与学生之间学习心得的沟通和老师对学生的答疑解惑。在线沟通功能的实现可避免学生因为某个疑问而产生畏难情绪，便捷、快速的答疑解惑可提高学生学习的自信心，避免学生因为学习难而放弃学习。根据学生论坛的疑难问题反映，也有利于老师对学生学习上存在的问题进行总结，改善教学内容，因材施教[2]。

（四） 相关资源

土木工程专业是一个十分重视经验总结的专业。学生在学习过程中需要收集大量的资料，因此，通过搭建资源共享平台，可为学生专业学习的同时，能有更多的知识学习。共享的资料可以包括：规范、已有的课程设计、毕业论文（设计）、工程案例、注册考试相关资料、工程现场的各种图片、视频资料等。作为一名工程师，对专业规范的熟悉是十分重要的，在校期间对各种规范的学习有利于缩短学生在毕业后实际操作的时间，对学生在工作单位的发展是十分重要的；工程案例的总结，诸如施工事故，通过图片、视频资料可加深学生对该工程的理解，加深印象；注册证书对土木工程专业人员的发展有重要的促进作用，在学期间提前了解注册考试内容，后对其执业证书的考取有较大的益处。通过收集各种资源，有利于加深学生对土木工程专业的认知。

二 土木工程专业网络课程教学改革

（一） 网络教学平台教学改革

1.目标驱策法。网络教学与传统的课堂教学之间既有相同点又有不同点。两者的教学目标是一致的，不论是老师讲课还是学生课后自学，均是以学生学习知识、掌握知识为基本目的，以实现学生对所学知识的应用、创新为最终目的[3]。因此，在网络课程学习之前，老师可对学生提出最终的学习目的，根据目标驱动学生学习中的积极性、目的性。学生学习以既有目标为最终目的，围绕这一目的进行自主学习，可避免学生在网络课程丰富的资源里摸不清学习的方向，浪费了大量的时间，但是没有取得良好的学习效果。学生学习效果的检测有多种方法，诸如：课程随时提问、课堂（课后）练习、课程考试等。

2.案例教学法。土木工程专业十分重视经验总结，因此，在传统课堂教学中经常使用案例教学法，因此，在网络课程教学过程中也不能忽视对案例的教学。土木工程专业的课程设计、毕业论文（设计）以及各项工程建设均为良好的案例，通过案例教学，可加深学生对书本知识的理解，也可向学生展示所学知识在实际工程中的应用，避免了学生直面各种公式所产生的枯燥乏味的感觉，有利于提高学生学习的主观能动性。

3.实践教学法。土木工程专业已有的资源已经包括了工程现场的施工图像、影像资料，学生可通过相关资料了解到梁、柱、板等的钢筋形式、数量、布置、搭接方法，根据视频可以了解到建筑的施工过程。同时，各类材料的检验、检测方法，梁、柱的抗弯、抗压、抗剪强度试验均可以通过视频加以教学，通过视频教学降低了学生的学习成本，利用网络教育平台，学生通过视频即可了解实际操作过程，学习效率可以有效提升[4]。

4.互动教学法。利用网络课程教学主要是想提倡学生充分发挥自己的自主学习能力，可以主动学习，但并不意味着完全依靠学生的自律性，老师仍然需要发挥其引导作用，指引学生在网络资源中的学习方向[5]。学生学习过程中，极易被工程安全的精彩内容所吸引，而忽视对问题本身的思考。因此，教师对学生学习进度、学习目标的推动是必不可少的。学生在学习过程中难免会遇到自己无法解决的问题，此时，便需要老师利用网络平台的在线沟通能力和学生进行沟通，答疑解惑。

（二） 网络课程推广注意事项

1.学生计算机应用能力培养。在已经进行的网络教学中发现，部分学生在完成老师布置的学习目标的过程中感觉难度较大，根据调查，其主要原因是学生的计算机知识和应用能力不足，在网络课程平台的使用上具有一定的困难。因此，完全推广网络课程之前，应当培养学生的计算机应用能力。首先是对常用的Microsoft Office套件中的Word、Excel、PPT等常用功能的熟悉。学生的文字输入速度、准确率对在线交流、在线考试等结果均有一定程度的影响，从而影响到网络课程教学的最终效果；土木工程专业在实际工作过程中是离不开一些绘图、计算软件的使用，土木工程专业的学生需要掌握CAD、天正建筑、PKPM甚至是数值模拟软件；学生需要掌握资源搜索、辨别的技术，网络上的数据较为繁杂，利用好网络资源可促进学生的学习效果，利用不好则会在资源搜索过程中浪费大量的时间，不利于教学进度的把控[6]。

2.教师运用网络教学能力提高。授课水平、工程经验丰富老师往往可以在课堂教学中取得良好的效果，但并不意味着其能在网络教学中取得同样的效果。老师如若要胜任网络教学必须熟悉网络环境、网络教学课程平台和网络教学的特点。老师需要熟练掌握在网络平台中发布公告、布置任务、批改作业、更新资源等基础功能。只有不断提高老师网络教学能力，才能推广网络课程应用。

3.学生的研究性学习能力培养。网络教学平台为学生提供了良好的网上图书馆，对于学生查阅专业资料是极其便利的。老师也可根据专业需要为学生布置教学计划外的任务，让学生利用网络资源，通过不断收集资料，完成课题任务，从而提高了学生分析问题、收集资料、解决问题的能力，也可提高学生的知识广度。学生在课题中的参与感强，可激发学生的钻研精神，提高创新意识。充分利用网络资源，挖掘学生研究能力，培养科研素养。

4.学习目标与能力结合。使用学习目标驱使学生自主学习是网络教学的方法之一。老师在布置学习目标是，应当注意学习目标与学生能力的有机结合，目标下达不能脱离学生的学习能力，目标驱测力度需考虑学生的实际情况，指引学生的学习方面，避免学生在繁杂的网络资源里丢失方向感，产生厌学情绪。学生在学习中体验快乐，找到自信，才能有事半功倍的效果。

5.传统教学和网络教学结合。网络技术的快速发展为网络课程搭建提供了可能，但网络课程教学并不意味着与传统课堂教学割裂，两者是应当有机结合的。老师在授课的过程中，可以增加对多媒体的使用，采用网络教学方式。但是，一些公式推导、逻辑思考等方面的知识，如：结构力学、材料力学等课程则更适合课堂讲授。但是一些了解性质的课程、展示内容较多的课程则更适宜网络教学，诸如施工过程、结构构造处理等内容，可通过网络平台的图片、视频内容加以教学，对学生的吸引力也较大。传统课堂教学与网络教学各有优势，两者都是为了学生的学习成绩，因此，两种方式应该是有机结合的，共同促进学生成长[7]。

三 基于云模型在线课程质量评价

在线课程是网络教学的重要组成部分，其质量对整个网络教学效果具有较大的影响。因此，合理评价在线课程质量是十分必要的。

（一） 评价指标体系建立

1.评价指标选取。针对网络课程质量的评价已经取得了较为丰硕的成果。国外Wales Bangor University《A Framework for Pedagogical Eval-uation of Virtual Learning》、Royal University of Canada大学《Quality framework of online course》、American Association for training and development （ASTD）《Certification standards for online learning》针对网络课程质量分析评价已经取得了较为成熟的成果。国内也形成了一些规范《网络课程评价规范》（CELTS-22.1）和标准《国家网络教育精品课程评价标准》。综合现有研究成果，从6个方面选取16个评价指标。见表1。

表1 评价指标选取

2.权重确定。

（1）Roughset理论优化层次分析法。上世纪70年代Satty[1]首先提出层次分析法，经过几十年的发展，AHP在各行业不同层次指标权重的确定中得到了全面的发展。该方法简便，但受主观因素影响较大，存在一定误差。因此，使用Roughset理论[2]进行改进，获取更加客观的权重评价结果。

具体的计算方法如下：

式中：yji为各指标区值，p为指标总数。使用式（3）（4）求出各指标权重。

（3）评价方法。设Roughset理论改进AHP法的权重为wi"，熵值法的权重为wi",设两种方法获取的权重满足距离函数为d(wi"，wi")，其表达式为：

表2 评价指标权重

（二） 云模型

李德毅[5]在1995年提出了云模型的概念。在云参数（Ex，En，He）求解公式如下：

式中：Bmax，Bmin分别为某等级标准的最大和最小边界；k为常数。如表3所示。

表3 云模型的数字特征

（三） 评价云模型指标的生成

使用云模型确定参数Ex，En，He，使用云发生器对选取的指标生成云模型。

计算某一评价数据x0隶属于某等级的确定度，结合该指标的组合权重，获取综合确定度U。

式中：iδ为确定度，zω为评价指标组合权重，根据综合确定度值，课程质量等级L的判别模型为：

四 结语

土木工程专业对实践能力要求较高，计算机网络技术的发展，对土木工程专业教学模式有较大的影响，网络教学成为可能。针对土木工程专业特点，利用网络平台可提供大量的工程实例供学生学习，提高学生对所学知识的理解程度；但同时，教师应当充分发挥其引导作用，为学生在知识的海洋内寻找方向，做学生的领路人，让学生学会查找资料、分析问题、解决问题，培养学生的综合能力。网络教学与传统课堂教学应当有机结合，提高学生的综合素质。网络课程质量是网络教学的重要组成部分，提出采用组合赋权-云模型方法对网络课程质量进行评价，从而促进网络教学的发展。