高职院校建筑工程力学课程教学改革初探

陈在铁

(沙洲职业工学院 教务处，江苏 张家港　215600)



高职院校建筑工程力学课程教学改革初探

陈在铁

(沙洲职业工学院 教务处，江苏 张家港215600)

摘要：互联网改变了人们的生活与学习方式，学生可以通过网络主动学习，教师可以借助网络了解学生的学习进度以及重点、难点的掌握情况，并有针对性进行在线辅导或组织课堂讨论、答疑等.建筑工程力学课程可尝试混合教学模式，即对于传统教学模式难以取得良好教学效果的部分内容，探索实行翻转课堂的教学模式，教师事先收集并提供微课视频等课程资源，学生课前自主学习相关知识、完成自测题，课堂上教师不再单向传授知识，而是结合学生自学知识难点及如何应用组织师生讨论.实践表明：学生学习积极性明显提高，学习效果明显改善.

关键词：互联网+；建筑工程力学；翻转课堂；教学改革

建筑工程力学包含理论力学、材料力学、结构力学等基本内容，主要研究杆、柱、梁、钢架等基本建筑结构或构件的受力平衡、应力与变形等问题.就高职院校而言，它是一门对建筑工程技术、道路桥梁、水工结构等建筑施工类专业起支撑作用的专业基础课程，对高职毕业生安全观念、工程素质等方面的养成起着极其重要的作用.建筑施工类专业工程力学课程不少知识点抽象难懂，学生又缺乏必要的工程实践背景，许多教学内容的实际应用，特别是求解建筑工程构件的受力、变形与平衡等问题需要学生自己主动分析、反复动手求解体会方能正确掌握，传统课堂上教师单向传授知识与解题技巧的教学模式常常收效甚微.而“互联网+”时代信息传播技术发展日新月异，3G和4G智能手机等产品以及微信、二维码、WiFi的应用早已进入普通百姓的日常生活，其速度之快，程度之深、范围之广前所未有.作为建筑施工类专业的知识基础支撑课程，事关设计施工的安全隐患，学生非学好建筑工程力学不可，这就迫切需要利用“互联网+”时代信息技术进行教学模式改革，提高教学质量.为此，江苏省高等教育教学改革立项课题“‘互联网+’时代背景下工程力学教学改革研究与实践”课题组成员，根据建筑类专业工程力学不同教学内容的特点，对于一些按传统教学方式效果不好的内容尝试探索翻转课，学生课前自学教师通过网络提供的视频、动画、PPT、微课等课程资源，完成测试内容，教师通过网络平台了解、分析学生出错较多的内容，课堂组织学生有针对性地进行讨论，实践表明这不但活跃了课堂气氛，提升了教学效果，而且学生的自学能力、学习积极性也得到了提高.

1　翻转课堂的概念与做法

翻转课堂是将教师上课时间在课堂讲授课程、学生课余时间做作业、讨论答疑的教学结构翻转过来，学生课前根据教师布置的预习要求，自主学习教师通过网络提供的课程资源，并通过自测题检验自学效果，课堂上教师主要时间不再讲授课程，而是根据学生网络自学平台上暴露出来的学习难点、易错点等问题，有针对性地进行启发，组织同学思考、讨论、争论，甚至辩论，使知识越辩越明，进而达到知识技能的完全吸收与消化[1].翻转课堂时间由传统的教师传授知识技能为主，变成了学生自学后的讨论、交流、教师指点、质疑解惑和指导完成作业为主，改变了教师主要时间都花在了事先备课、课堂讲课和批改作业等方面，与学生缺少交流的局面，使教师几乎百分之百的课上时间都与学生进行互动讨论、实现教学相长，从根本上确立了教学活动中学生的学习主体地位[2].用于翻转课程的微课直接面向学习者、且短小精悍，大多数视频不超过十分钟，少数较长视频也只有十几分钟[3]，萨尔曼•汗的数学辅导视频、乔纳森•伯尔曼和亚伦•萨姆斯的化学教学视频等微课都只针对一个知识技能难点或应用分析过程，目的性很明确，时长尽量控制在青少年注意力能比较集中的10分钟左右.与传统课堂录像教师给学生上课不同，微课是教师给学习者讲课，且根据不同内容的教学需要有时较少出现甚至不出现分散学生的注意力的教师形象，教室里的背景、各种物品摆设也尽量不出现.学生通过网络自学时遇到不懂的问题，可以在网上留言，学生与教师均可以跟帖，学生也可以查看其他学生提的问题与回答，特别是教师可以根据留言与反馈情况发现学生的学习难点，为教师有针对性地组织学生课堂讨论提供了条件.

2　建筑工程力学课程实践混合教学模式探索

建筑工程力学既与工程又与力学密切相关，是高职学生最早接受工程理念的课程.建筑类专业学生通过学习工程力学，开始走向工程设计与施工，它和工程背景、应用、设计与分析有着密切的联系.建筑工程力学的基本任务是使高职学生在学习力学知识的同时也接受工程素质教育的启蒙，让学生从非常强调逻辑性、严密性的纯理论思维方式逐渐向考虑主要矛盾、忽略次要矛盾的工程思维方式转变，慢慢适应“可忽略不计”的工程处理习惯.因此建筑工程力学教学应加强工程背景、工程应用的内容，其有效做法就是结合工程案例进行有针对性的教学，即根据工程力学不同的教学内容选择合适的工程或生活案例，通过对这些案例的直观观察、联想分析，定性地、启发式地引入新概念、提炼新原理，使学生从感性认识慢慢上升到理性知识，再用理性知识去分析、解决工程上的实际问题，达到理论联系实际、举一反三、触类旁通的效果.例如静力学开始就要介绍约束的概念.当介绍“球铰链”时，如果单凭语言文字抽象的描述，一些缺乏想象力的高职学生是无法设想其结构和特点的，这时可以让学生课前寻找与观摩教式电视机的室内天线、实地查看舞厅悬挂的旋转彩灯，也可以让学生观看事先录制好的球铰链的实例视频，大多数学生很快就明白了球铰链的构造特点，建立了球铰链的概念，教师在课堂与学生互动后指出球铰链约束特点是：只限制物体在空间三个方向的移动，不限制转动，解除球铰链约束后约束反力习惯画法如图1所示.

图1　球铰链的约束反力

高职学生对根据有限元数值计算结果介绍应力集中概念无法产生直观印象，很多学生觉得无从理解.笔者先让学生思考：为什么飞机、潜水艇等的窗户不是常见的矩形，而是椭圆形？然后，在课堂上展示三个不同形状的塑料袋：一个边缘有剪口，另一个有锯齿形的缺口、最后一个形状规则，现场让同学体会用手撕开的难易程度，课堂气氛顿时活跃起来.通过实验，大家都能得出有缺口或剪口的袋子撕起来比较容易的结论.此时教师因势利导，告诉学生：剪口、缺口处的形状、尺寸发生了突然变化，产生的应力急剧增加，而导致强度降低，并且缺口尖角越小，应力急剧增加程度越严重，越容易撕开，而剪口尖角近似为零，尺寸变化程度最大，所以最容易撕开；食品袋就是利用应力集中有利的一面，方便大家生活；飞机开窗处的形状与尺寸也发生了激烈变化，做成椭圆弧形就是减低应力集中的程度、防止开裂，也就是尽量减缓有害的一面.教师再将应力集中引申到工程应用中，告诫学生设计构件要尽量避免形状、尺寸发生突然改变，必要时可采取过渡圆弧等措施来避免或减少应力集中程度.至此学生对应力集中就有了比较全面而深刻的印象.

在建筑工程力学课程教学过程中，教师常常发现按课堂上满堂灌、学生课后做作业的模式，很多学生不能按时完成作业，按时交作业的学生要么准确率不高，要么不少同学抄成一个版本；由于学时的限制，教师讲授教学内容课时紧张，根本无暇多上习题课，也没有时间与学生互动讨论，学生逐渐对学习建筑工程力学失去了信心.为此，笔者尝试了一些新的教学方法，如事先收集或制作一些微课视频等课程资源在线提供给学生，学生课前自主学习相关知识、完成自测题，课堂上教师结合学生自学知识技能难点及如何应用组织师生讨论，学生学习积极性、主动性明显提高.此外，笔者探索建设新形态一体化建筑工程力学教材，首先摒弃传统以教师传授知识构建教材体系，突出学生学习需求导向，遵循碎片化资源、结构化课程、系统化设计原则，构建满足利用手机、Pad等移动终端，方便教师获取视频、动画、案例等立体教学资源进行备课再创造，支持混合式教学、翻转课堂等新型教学模式的建筑工程力学课程教材结构体系；其次提炼建筑工程力学中无法仅靠纸质教材文字、平面图形准确表达的一些关键知识技能点或教学过程，制作成微课、仿真动画等；最后在纸质教材中进行课程数字资源的系统性标注，定向细致关联互动，无缝链接，通过扫纸质教材的二维码在手机、Pad等移动终端直接观看主要知识点、技能点微课，随扫随学；按标注Abook数字课程平台数字下载动画、PPT、案例、电子教案、图片库等数字资源学习[4].

3　结语

建筑工程力学探索实施混合教学模式，即在采用传统教学模式难以取得较好教学效果的部分建筑力学教学内容，实践翻转课堂教学模式取得了较好效果.实施翻转课堂教学必须有资源推送平台，更需要丰富微课等教学资源.通过建设新形态一体化建筑工程力学教材，学生可以通过扫纸质教材的二维码在手机、Pad等移动终端直接观看主要知识技能点微课，实现随扫随学，也可以从Abook数字课程平台数字下载动画、PPT、案例、电子教案、图片库等数字资源学习.“互联网+”时代背景下，新形态一体化教材建设为建筑工程力学课程教学改革创造了条件.

参考文献：

[1]唐晓勇.“翻转课堂”数字技术引发的学习变革[J].基础教育论坛，2013(9)：31-32.

[2]卢强.翻转课堂的冷思考：实证与反思[J].课程与教学，2013(8)：91-93.

[3]施蕙.基于翻转课堂的大学信息技术课程教学模式改革[J].沙洲职业工学院学报，2015，18(1)：47-49.

[4]茆琦.适时教学模式在高职课程教学中的应用研究—以“工程力学”为例[J].苏州市职业大学学报，2013，24（2）：87-89.

(责任编辑：施建平)

Tentative Research into the Teaching Reform of Construction Engineering Mechanics in Vocational Colleges

CHEN Zai-tie
(Department of Teaching Affairs，Shazhou Institute of Technology，Zhangjiagang 215600，China)

Abstract：The internet has changed our life as well as our learning style.While students nowadays can be active learners on networks， network enables teachers to monitor how students get along with their study， especially the key points and the hard points， and to conduct online consultation， in-class discussion and question answering.In this paper flipped classroom teaching， a mixed teaching mode， is introduced to teach the course of construction engineering mechanics in an attempt to produce desirable effects which cannot be achieved by traditional teaching mode.In this mode， teachers need to collect and provide resources including micro class video in advance while students are required to take the initiative to acquire relevant knowledge and complete the tests.Consequently，this teaching is no longer one-tracked and in fact it takes into account the difficult points students may encounter in self-directed study and the way to solve these problems by discussion between teachers and students.It is proved that in this way students are better motivated and their study is more evidently effective.

Key words：the internet plus；construction engineering mechanics；flipped classroom；teaching reform

作者简介：陈在铁(1967-)，男，江苏盐城人，教授，博士，主要从事高职工程力学教学与研究.

基金项目：江苏省教育厅高等教育教学改革资助课题(2015JSJG394)

收稿日期：2015-09-12；修回日期：2015-10-22

DOI：10.16219/j.cnki.szxbzk.2016.01.017

中图分类号：G718.5

文献标志码：A

文章编号：1008-5475(2016)01-0079-03

引文格式：陈在铁.高职院校建筑工程力学课程教学改革初探[J].苏州市职业大学学报，2016，27(1)：79-81.