土建类在线慕课建设探讨

张研　虞爱平　蒙剑坪

【摘 要】本文从教学设计，慕课拍摄，上线维护等多个方面探讨《土木工程材料》课程慕课建设，借助慕课教学新技术，提高学生对该门课程的学习兴趣，激发学生参与课程的主动性，增强学生对知识的掌握度，使学生有能力将各种工程材料的理论性质与工程实践要求建立良好共识，达到能学会用，学以致用的效果，为相关类似课程慕课建设提供参考。

【关键词】土木工程材料；慕课；教学改革

中图分类号： G642 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）23-0125-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.055

【Abstract】The construction of the Mooc course “Civil Engineering Materials” is discussed from the aspects of teaching design， Mooc filming and online maintenance. With the help of the new teaching technology， the interest and the mastery of knowledge for students about this course are enhanced， the initiative of students is also stimulated. Students can combine the theoretical nature of materials with the engineering practice requirement. Students are able to use various engineering materials. This experience can provide a reference for the construction of similar courses.

【Key words】Civil engineering materials； Mooc； Teaching reform

0 前言

隨着中国经济的快速发展以及人们对生活质量提高的迫切要求，土木、交通、水利等基础设施建设也得到了日新月异的发展[1]。俗话说“巧妇难为无米之炊”，工程材料是各种建设所需的物质基础，如果对材料的生产、性能、力学、化学等性质掌握不足，就很难在特定的工程要求下选择合适的材料，影响工程的成本甚至是后期工程的安全使用。因此，有必要开设《土木工程材料》课程，扎实学生工程材料方面的基本功，为将来在工程实际合理选用材料奠定基础。

目前，工程材料课程多是通过理论讲授为主，结合少量的实验来达到最后的教学目标。材料科学从结构到机理本身就是一个复杂的系统学科，依靠讲授很难形象的表达清楚材料的某些特有性质，让学生对特定材料的掌握停留在模棱两可的层面，很难真真把握某种材料的特性，从而学以致用；实验能够结合实体材料全面展示材料的性能，然而由于实验场地的局限与授课学生量多的矛盾，即使分成小组进行实验教学也总是存在一些学生难以完全参与其中，此外，多组多次实验耗费的人力、材料，无形当中提高了实验的成本，使得当前教学实验停留在对主要材料的性能实验阶段。有必要寻求高效率、高效果的教学方式提高《土木工程材料》课程的教学效果。

当前引起广泛关注的“大规模在线开放课程（慕课：MOOC）”正作为一种全新的教学模式和教育理念引起教学方法的变革[2]。它抓住当前学生“网络性”的特点，借助实景、实验等多种手段生动展现课本中的关键知识点，达到一次教学长久受益的效果，刚好克服当前工程材料课程在理论和实验教学上存在的缺点。本文主要围绕《土木工程材料》慕课课程建设过程进行探讨，为类似相关课程慕课建设提供参考。

1 课程基本情况

《土木工程材料》是土木工程专业学生必修的专业基础课，它与公共基础课及专业课紧密衔接，起着承上启下的作用[3]。依据本专业修订最新版培养方案，该课程线下由36学时的理论课程和12学时的实验课程组成，主要介绍土木工程中常用材料的基本组成、材料性能、质量要求、检测方法等与工程需求密切相关的材料知识，主要包括建筑钢材、水泥、砂浆、混凝土等工程应用最广泛的常规材料，同时对合成树脂、沥青材料、木材、绝热材料等也做了相关介绍。本课程的主要教学目标是使学生熟悉并掌握土木工程材料的基本知识、基本性能及应用方法，并对土木工程中常用材料的原材料和生产工艺、实验技能及储运、验收知识有所了解；对比较重要的材料，还应了解其组成、结构、构造与材料性能之间的关系。学会正确选择与使用材料，为后续的专业课程学习打下基础。本课程慕课线上课程共16个学时，计划开放课程3周。

目前该课程理论部分由从教授到讲师的梯级教学团队对该课程进行讲授，发挥该团队不同层次教师的教学优点，及时交流课程教学心得，使课程达到良好的教学效果；针对理论课程中的主要工程材料，实验室针对性的开设水泥性质、钢材力学性能、混凝土配合比设计等多个配套试验，达到学以致用、以用促学的目地。同时该课程借助建筑模型试验中心、结构模型协会以及VR虚拟现实实验室等专业平台，让学生在对材料应用感性理解的基础上，亲自动手体验材料在应用过程中各种性质的体现，生动形象掌握材料性质，能够根据实践要求选取合适材料。

2 慕课课程教学设计

慕课是以知识点为单元进行教学，而且每个知识点讲解最好控制在10分钟左右[4]。而该门课程理论课程共有11章40多节，如何对这些章节进行归并总结，提炼当中精华知识点是课程设计的关键。对课程教学内容进行多次梳理，寻找各个章节之间的联系，综合各个相关章节，最后凝练为包括材料的基本状态参数及各种基本性质、建筑钢材、混凝土等20个知识点作为本次慕课核心内容。以混凝土知识点为例，该知识点将原课程水泥、建筑砂浆两章进行归并，在讲解混凝土之前，先从混凝土的组成材料水泥作为切入点，对水泥章节主要知识进行讲解，然后引入到水泥和砂混合后的水泥砂浆，再将建筑砂浆章节进行讲解，然而由于时间原因，水泥砂浆配合比设计以及流动状态水泥砂浆特性很难涉及，只能在后续混凝土相关性质的时候进行扩展，对砂浆相似性质进行讲解。就是采用这种跨章节寻求相关知识点共性，进行合理归并，才能实现慕课知识点的高度凝练，最后该课程凝练为280分钟时长20个知识点的慕课，满足慕课教学“小而精”的教学特点。

3 慕课拍摄

慕课拍摄常见的有内录拍摄、实景拍摄、虚拟演播室拍摄三种方式。内录拍摄采用传统的录屏软件，在课堂教学课件的基础上，进行动画、音效等视觉效果的修改，作为拍摄的主要素材，教师可以出镜也可以不出镜。该种拍摄方式具有制作成本低、易于修改编辑等优点，在慕课建设初期为广大教师使用。然而该种拍摄方式与传统视频讲座非常接近，缺少形象生动的互动环节，学生容易产生视觉疲劳，降低学习效率。实景拍摄是以真实场景为背景，在实体环境中进行教学，增加了课程教学的生动性，提高了学生课程学习的沉浸感。然而，《土木工程材料课程》涉及几十种材料，每种材料性质的描述、材料的生产以及工程应用会关联到试验室、生产工厂、施工现场等多个环节，并且各个环节普遍存在拍摄环境难以满足、安全难以保障等不足，因此使得实景拍摄不切实际。最后该门课程选定为虚拟演播室拍摄。虚拟演播室是近年发展起来的一种新型视频制作技术，他将虚拟的背景与摄像機现场拍摄的人物活动图像进行数字化的实时合成，使得人物与虚拟背景有机融合，以获得完美的合成画面。该拍摄方式既能提高慕课的互动性，又能使理论知识生动展示，满足该课程教学要求。

脚本制作也是拍摄环节重要的一项内容，以课程教学内容为蓝本，以课程教学时间为界限，通过多次提炼教案，并经过反复的试讲练习，最后形成能够在规定时间内精炼表述相关知识点的脚本文件。

4 慕课上线维护

慕课教学平台除去必须的视频教学资料以外，还有配套的习题、讨论、课后答疑等环节。基于现有该门课程习题库，对相关习题进行知识点归并，对应到慕课章节当中的各个知识点，并对相关习题进行审核编辑，以选择题、填空题、陈述题的形式上传到慕课在线平台上，并及时由系统后台关注学生的完成情况，对学生出错较多的习题，采用线下讲解的形式，让学生掌握对应知识点。此外，以课程教研组为单位，对课程相关讨论环节进行集体商议，寻求与当前工程实际结合紧密的实际问题，发掘当中存在的与本课程相关的知识点，最后建立对应慕课知识点的讨论环节。以往该课程传统教学方式多采用课堂现场答疑的形式，而慕课对于学生学习的时间要求比较自由，学生随时随地都有可能进行提问，而教师很难保证及时答复。本课程尝试采用多位助教与老师协同答疑的方式，多数时间由助教关注学生疑问并及时回答，如遇问题难以回答时，助教再与老师及时沟通，再由老师来进行解答。

5 结语

《土木工程材料》课程作为专业基础课在土木工程专业人才培养中占有举足轻重的地位，如何提高该课程的教学效果，让学生不仅能够学好与材料相关的知识，还能够将所学知识应用到工程实际，一直是授课教师思考的问题。本文将当前流行的慕课教学引入该课程教学改革当中，结合该课程在线慕课建设，从教学设计，慕课拍摄，上线维护等多个方面对课程建设过程进行了探讨，以期能为相关类似课程的慕课建设提供借鉴。

【参考文献】

[1]桂斌.浅谈市政道路工程软土路基施工技术的要点分析[J].四川水泥，2017，8：343-344.

[2]赵春燕.MOOC环境下高等职业院校教育的创新与建议[J].教学管理与教育研究，2017，2（5）：16-17.

[3]王冲，万朝均，刘芳，等.侧重于工程应用的土木工程材料课程建设构想[J].高等建筑教育，2010，19（2）：72-74.

[4]柳德荣.“慕课”给地方高校发展带来的机遇、挑战和对策[J].当代教育论坛，2015，5：29-37.