面向远程教育的混凝土结构课程多媒体学习资源设计

王 卓，郭 鸿

（中央广播电视大学 工学院土木工程系，北京 100039）

一、引 言

“混凝土结构”是土木工程专业教育中的一门理论与工程实际紧密联系的课程，其知识体系、理论和方法既具有很强的工程性，又具有其自身的科学性，同时还具有很强的实践性，需要学生从不同的角度、用不同的方式来理解、学习和掌握[1]。课程内容主要包括混凝土结构设计的基本原则和混凝土基本构件的设计方法及其配筋构造措施，旨在培养学生掌握混凝土结构构件设计的基本原理和计算方法。课程内容与混凝土结构设计规范密切配合，与建筑结构试验等专业课程有机衔接，并且该课程与实际的工程结构设计联系紧密，学习内容能够为混凝土房屋建筑工程和桥梁工程的课程设计提供理论铺垫和技术支持。

“混凝土结构”课程的多媒体学习资源设计，要求在把握学生认知规律的基础上，针对课程教学内容的解读需要，选择最适合的媒体表现形式，综合运用，使学生获得最佳的学习效果。根据媒体的呈现载体不同，多媒体学习资源主要包括印刷文字教材、音频教材、视频教材、动画课件、以及集图、文、声、像、影、动画于一体的网络学习资源[2，3]。本文首先对混凝土结构课程的内容体系和远程学习者的学习需求进行分析，然后据此提出相应的多媒体学习资源一体化设计方案。

二、课程教学分析

（一）学习内容及体系分析

“混凝土结构”课程的学习内容主要包括混凝土结构材料的物理力学性能、混凝土结构设计的基本原则、混凝土基本构件的承载力计算以及变形和裂缝宽度验算、预应力混凝土构件计算、公路桥梁混凝土构件设计方法。概况起来，“混凝土结构设计原理”的研究对象是建筑工程与桥梁工程中所使用的混凝土结构，主要研究内容是混凝土基本构件（受弯、受压、受拉、受扭构件）的承载力计算，以及变形和裂缝宽度的验算，同时，课程介绍了预应力混凝土结构构件的计算和公路桥梁混凝土构件的设计方法。该课程的学习内容体系如图1所示，其中基本构件的设计计算是课程的核心学习内容。

（二）学习者需求分析

图1 混凝土结构课程的内容体系简图

中央广播电视大学是一所从事远程开放教育的新型大学，学习者主要是在职的成人和社会青年，他们的主要特征是：1.学习的目的性明确，他（她）们或为提高自身的业务水平而学习，或为就业做准备而学习。因此，要求所学内容要针对性强，能够学以致用。2.实践经验丰富，自学能力较强。因此，方便自学的学习媒体更受欢迎。3.工学矛盾突出，缺少必要的学习环境，负担较重。因此，学习媒体需要具备方便、经济和有效等特点。4.基础知识参差不齐。因此，要求学习媒体能够因材施教，并有学习服务系统的支持。

三、多种媒体课程学习资源设计

（一）设计思想

“混凝土结构”课程的学习资源设计要体现以“学生为中心”的教育思想，从学生的学习需要、学习方式、认知规律和学习环境出发，进行多种媒体的一体化设计，以适应远程教育的办学要求。具体包括：1.学习内容应准确把握“混凝土结构设计原理”课程在专业培养目标中的定位，严格按照课程教学大纲规定编制各种媒体的教学内容；2.媒体呈现要针对教学内容特点、学习者的认知过程及学习规律、媒体的功能特性，合理选择和分配教学媒体、确定学习内容的最佳媒体表现形式。3.加强各种媒体“导学、助学”功能的设计，减小学习梯度、降低学习难度、缩小学习跨度，适应个别化学习的需要。

（二）设计方案

根据中央广播电视大学远程教育的办学特点，本课程主要选择印刷文字教材、音频教材和视频教材三类学习资源，具体设计方案如下：

1.印刷文字教材

印刷文字教材是提供给学生的基本学习资源。按照学生远程学习的规律及本课程的特点，文字教材为主体教材《混凝土结构设计原理》与辅导教材合一型，在版式安排与工艺设计上充分考虑自学、导学、助学的功能。具体措施有：（1）强调本课程的实践性，基于案例进行问题的综合分析与解决；（2）强调对学生动手练习的培养和指导，细心编制作业，以利于自学；（3）用不同的印刷字体及符号，突出主要内容；（4）在各章前后，充分体现导学、助学功能，通过复习思考题与习题，使学生逐步掌握教学大纲规定的基本内容，达到教学目标规定的基本要求，强化学生动手、思考及复习等学习过程。

2.音频教材

音频教材作为印刷文字教材的支持性学习资源。考虑到对学习资源的合理利用，针对本课程的特点，音频教材以文字教材的知识点为线索，采用系统讲授、难点细讲与交互辅导相结合的方式制作，与文字教材密切呼应，以启迪学生的思考能力和理解能力、提高学生的自学能力为目的，为学生能够自学读懂文字教材扫清障碍。音频教材具有以下三个特点：（1）讲座强调系统性，与文字教材相对应；（2）对各章重难点内容精讲、细讲，重点讲授基本概念、基本理论；（3）引导帮助学生更好地理解教材内容，巩固学生的自学效果；（4）文件容量较小，方便下载并容易存储于手机、PAD等移动载体，方便学生利用业余时间学习。

3.视频教材

视频教材作为本课程学习的强化媒体，是印刷文字教材、音频教材的重要补充。视频教材采用专题讲授型制作，以主讲教师的讲解贯穿学习内容，目的在于引导学生掌握正确的学习方法，抓住重点，提高学习效率，同时起到扩展学习空间的作用。由于“混凝土结构”课程核心学习目标是学生学会构件的截面设计，因此，结合教学大纲、文字教材和考核说明的相关要求，视频教材设计以下8个学习单元：受弯构件的正截面承载力计算、受弯构件的斜截面承载力计算、轴心受压柱的正截面承载力计算、偏心受压柱的正截面承载力计算、受拉构件的正截面承载力计算、受扭构件的承载力计算、预应力构件的承载力计算和公路桥梁混凝土构件设计方法简介。

四、视频学习资源的教学设计案例

以“轴心受压柱的正截面承载力计算”的学习单元为例，进行视频学习资源设计，该学习单元的知识结构图见图2，教学设计脚本见表3。

图2 “轴心受压柱的正截面承载力计算”知识结构图

3.普通箍筋柱的正截面承载力计算使学生能够接受《规范》公式N≤Nu=0.9φ（fcA+f′yA′s，清楚公式中稳定系数 φ的来龙去脉，理解力学公式与《规范》公式有所区别的原因。——3.1破坏特征与受力分析 使学生身临其境地体会到长柱和短柱不同的破坏特征，了解长细比和稳定系数的定义。通过破坏过程的动画演示，引导学生分析破坏现象、提炼破坏特征、总结受力分析公式。3.2稳定系数 使学生明确稳定系数值的确定源于大量实验，了解《规范》中稳定系数的查表结合图、表讲解。3.3承载力计算公式 使学生理解力学公式与《规范》公式有所区别的原因 公式推演加讲解4.螺旋箍筋柱的正截面承载力计算使学生能够接受《规范》公式N≤Nu=0.9（fcAcor+f′yA′s+2αfyAss0，并清楚力学公式与《规范》公式有所区别的原因——4.1工作原理 使学生定性理解螺旋箍筋柱的工作原理 定性讲解4.2组成与受力分析 使学生理解力学上螺旋箍筋柱正截面承载力计算公式的推演过程结合示意图进行公式推演和讲解4.3承载力计算公式 使学生清楚力学公式与《规范》公式的区别及其原因 定性讲解4.4《规范》中有关设计计算和构造的规定使学生了解到除按《规范》公式计算外，保证螺旋箍筋柱正截面承载力的其他必要措施。定性讲解

五、结 语

本文分析了混凝土结构课程的内容体系和远程学习者的学习需求，在此基础上，提出了以印刷文字教材、音频教材和视频教材三者结合的多媒体学习资源一体化设计方案，即将印刷文字教材作为基本学习资源，将音频教材作为印刷文字教材的支持性学习资源，将视频教材作为印刷文字教材和音频教材的强化和补充性学习资源。其中，视频学习资源的教学设计要求在把握学生认知规律的基础上，针对课程教学内容的解读需要，选择最适合的媒体表现形式，综合运用，以便使学生获得最佳的学习效果。

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[1]叶列平，冯鹏.以工程应用为目标、以科学方法为基础，全面培养工科学生的综合能力[J].山东建筑工程学院学报，2004（1）：1-3.

[2]丁兴富.远程学习材料的分类设计与整合效应[J].现代远程教育研究，2010（3）：32-37.

[3]丁兴富，李新宇.论远程学习材料的总体设计与开发[J].开放教育研究，2009，15（3）：16-21.

[4]叶列平.混凝土结构电子教案（教师版）[CD].北京：清华大学电子出版社，2002.