新形势下结构力学课程混合教学初探

李 洁

宿迁学院建筑工程学院（223800）

0 前言

结构力学是土木、道桥等专业的一门重要基础课[1]，与后续课程联系十分紧密，是混凝土结构、钢结构等课程的基础，为各专业课的课程设计、毕业设计及工程结构设计提供了必要的力学分析和计算方法[2]。 结构力学的特点是理论性强、较抽象，教师需要通过多样化的教学手段，激发学生的学习兴趣；合理使用教学方法，提高教学质量[3]。 线上教学与传统课堂混合教学可改变学生的思维方式，培养学生的学习能力、实践能力、创新能力和完善自我的能力[4]。 疫情的爆发，学生的学习兴趣低，自制力差，为激发学生的学习兴趣，培养自主学习能力，结构力学课程混合教学改革势在必行。

1 整合原有教学内容，适应新形势

传统的课程教学是以课堂教学为中心，以理论教学为核心授课内容[5]。疫情的爆发，逼迫全国的教育事业必须作出改变，也促使课程组开展线上线下混合教学的探索。 经典的结构力学课程过于重理论，内容偏难，与后续课程脱节严重，与工程实际的结合不够紧密[6]。 部分学生自主学习的意识不够强烈，自我控制的能力不强，课程组对原有的课程内容进行了必要的删减和整合。

学习结构力学，首先要弄清楚什么样的体系能够承受外荷载可以作为结构应用到工程中，什么样的体系只能作为结构。几何组成分析就是为了检验并设法保证结构的几何不变性，对指导结构的受力分析很有必要。 将本部分增加2 个课时， 讲细、讲透，防止学生一开始就因为难而放弃后面的学习。

静定结构的内力计算贯穿整个课程知识体系，位移计算、超静定结构分析、结构动力计算等章节皆以其作为理论基础。如何利用截面法求出控制截面的内力值，并利用内力变化规律绘制出最后结构的内力图，是学习结构力学的基本功，也是后续课程（如混凝土结构、基础工程等）及工程结构设计的理论基础。针对学生工程力学基础较差、自制力不够的情况，课程组在新形势下，强化了静定结构尤其是梁和刚架的内力计算。 将本章增加到16 课时，加强训练学生内力图绘制的功底。

位移计算虽然是超静定结构分析的敲门砖，但有了静定结构的扎实基础，本章内容不作调整。

力法、位移法是超静定结构的基本分析方法，要求学生掌握两种方法的基本原理及计算过程， 能够灵活选用处理问题。 弱化了力矩分配法、 矩阵位移法、结构动力计算等章节的基本原理，化繁为简，以够用为度，以防学生觉得难而丧失自主学习的兴趣。

多节点的力矩分配、结构的极限荷载、结构的稳定性计算、 多自由度的结构动力计算设置为选修自学内容，以供学生根据自身所需来选择。

另外，适时引入一些与工程联系紧密的实例，比如911 世贸大厦的倒塌，增加趣味专题比如“顺藤摸瓜”在平面体系组成分析中的应用，激发学生的学习热情。

总体来说，在全国抗疫的新形势下，降低课程难度系数，弱化计算理论讲解，以应用为主，加强与实际问题的联系，增加课程的趣味性，培养学生的基本功。

2 不断调整教学手段，引领学生自主学习

开学之前，课程组建立班级QQ 群，参加江苏省高校线上课程培训，在社会、学校的共同支持下作好抗疫形势下的开学准备。

在大学MOOC 网站上建立了东南大学结构力学的同步SPOC 课程， 用这样具有深厚底蕴的课程引领学生打开结构力学的大门。 绪论及平面体系几何组成章节， 要求学生在集中的时间段观看MOOC上的教学视频，还要在慕课堂上签到、讨论及课堂练习等一系列课堂活动来完成和教师的互动， 课后还会在班级群集中解答学生的疑惑。虽然作足了准备，但网络卡顿、学生自主学习能力不够、教师难以把握学生的学习状态等，实际却与想象大相径庭。 另外，东南大学的学生起步高、基础牢，课程的后续章节讲解简短、精炼，我校的部分学生学习起来困难。 课程组开始在上课时间通过班级群进行线上直播教学，课后将每节课的详细讲解视频上传到校超星平台，供学生重看。 通过平台布置线上作业、章节测验、期中考试等，要求学生课下上传学习笔记到群相册，实施超星及慕课堂交叉签到，慕课堂及班级群随机点名互动，确保学生不溜号。

教学平台的不断调整，避开了网络的堵塞，也在一定程度上起到了监督学生的效果。 学生利用课下时间查阅资料，参加线上专题讨论，教师引领学生自主学习。 学生返校之后，采用传统的课堂授课方式，结合线上作业和练习，及时判断学生的理解程度，有针对性地穿插之前的章节内容，强化对所学知识的训练，查漏补缺，加强对学生的监督管理与师生互动。 在教学过程当中，教师对一些实际工程案例加以阐释和利用，开阔学生思路，提高思维能力，激发学生的学习兴趣。

3 完善现有教学资料，建设新的教学资源

课程组之前已经根据本校应用技术型人才的培养定位编写了通俗易懂、实用性强的结构力学教材，并被遴选为江苏省重点教材。 建设了校超星平台上的结构力学线上精品课程，包含题库、多媒体课件等教学资料，设置了基础教学、讨论、课外扩展、考研选修、趣味结构力学等模块，但是缺少每节课的课程讲解视频，学生利用率并不高。

课程组将教材扫描给学生，编写与教材配套的学习指导书，并上传到线上课程平台，使学生快速掌握每章的重点难点问题； 丰富线上课程题库资源，随机形成每次的课后作业；完善线上线下考核办法、教学大纲、教学周历等教学资料；根据新的教学内容，为每一节课录制详细的课程视频，方便学生重复观看；丰富“趣味专题”“考研拓展”“课外资源”“专题讲座”等兴趣板块；多次开展基于工程实际问题的线上讨论，提高学生的学习兴趣，极大地方便了学生不同层次的需求。

4 实践效果

课程开展以来，线上课程平台的章节学习次数达到46 269 次、任务点布置31 个（包括教学视频、课外拓展）、考试8 次（期中考试1 次）、作业26 次、讨论13 次。 学生可以积极完成各项学习任务，线下课堂教学学生积极主动，表现良好。

由于2018 级学生较前面几届学生的基础差，课程组在学期初担心学生会出现听不懂、 不想学、不会做、期末考试出现大批空白卷的现象。 经过一个学期的不断调整，学生适应了新形势下的混合教学方式， 期末考试的不及格率控制在了20%以下，较之前几届并没有升高。

5 结语

传统的结构力学以课堂为中心、理论教学为核心，在突如其来的全国抗疫的新形势下，课程组对线上线下混合教学进行了初探， 整合教学内容，不断调整教学平台、教学手段，丰富已有教学资料，建设新的教学资源，开展线上专题讨论，注重基础教学，不放弃课外拓展，积极引领学生自主学习，取得了不错的效果。 以后在线教学与传统课堂的混合式教学模式将会成为一种新常态。