《结构力学》课堂与信息化平台协同教学模式探索

李松 张贤才 黄林华 湖南科技学院土木与环境工程学院

引言

《结构力学》是大土木专业核心基础课程，是课程教学、考试、考研的重点和难点，依据教育部对土木类专业课程设置指导意见，不同学校设置了80～120 不等教学课时，其课程教学过程漫长，而各章节知识十分紧凑，环环相扣，学生一旦脱节，难以弥补，所以针对《结构力学》教学模式的探索一直是个热门课题。

针对《结构力学》教学模式改革的相关研究较多，取得了不少成果，陈玉骥[1]等针对结构力学课程建设进行了探索与实践，杨丽红[2]将研究型教学应用在结构力学课程教学中，孔凡广[3]对结构力学课程中实践性教学进行了相关探索，时金娜等[4]对不同授课方式下结构力学课程教学效果的调查研究，陈斌等[5]对土木工程专业结构力学课程实践教学方式进行了探讨，在教学中取得显著的效果。

针对信息化教学方面的探索也有了一定成果，张营营等[6]对结构力学课后交流平台建设进行了探讨，侯祥林等[7]对将多媒体辅助教学软件在结构力学课程中应用进行了研发，任伟杰[8]对结构力学虚拟仿真实验教学进行了研究，李毅卉等[9]基于网络教学平台的混合式教学在结构力学课程中的应用进行了研究，郭彤等[10]对结构力学II 课程建设中数字化教学手段进行了探讨。

基于以上研究现状，系统的优质的教学资源作为宝贵的资源，仍然较少实现资源共享，高效运行的信息化教学平台仍然较少，进行信息化平台建设与课堂协同发展的教学模式探索仍然是具有重要意义的工作。

1 信息化平台资源

构建高质量的信息化教学资源平台，依托该平台为校内外学习者提供课堂教学视频、电子教案、课件、计算软件及教程、作业库及参考答案、在线辅导答疑、在线研讨、在线测试和成绩评定等形式的教学。

1.1 通识教育资源

本部分资源主要包括视频、图片及课件。视频内容为结构设计、计算，模拟、实验、检测等方面的应用，图片内容主要为实际工程施工、运营及检修等实例，课件内容以简明的方式揭示工程结构中的力学原理，本部分资源旨在建立学生对本课程重要性的认识，激发学生学习兴趣。

1.2 静力学静定部分教学资源

该部分资源主要包括教学视频、电子教案、课件、作业库及参考答案、经典考题及网上答疑。教学视频为团队成员课堂教学现场录制，团队成员组建公开课制作组委会，录制授课视频时其他成员旁听或邀请系部和学校督导前来听课，确保课程质量。电子教案为通过系部或学校督导团检查的指导整个课程教学的文件，课件为教学视频相匹配的PPT 文件。作业库遴选自经典教材课后习题，通过课堂课后在学生中征集完整答案，由项目小组整理成规范的习题答案。经典考题来自于近年来期考、竞赛及考研试题，共享题目不公开答案，由项目小组成员定时负责网上答疑、讨论。

1.3 静力学超静定部分教学资源

该部分资源主要包括教学视频、电子教案、课件、计算软件及教程、作业库及参考答案、经典考题及网上答疑，其中教学视频、电子教案、课件、作业库及考题、网上答疑与上部分相同。计算软件主要包括结构力学求解器、PKPM、Midas 等软件程序及视频示例或使用说明，示例应该演示结构渐近变形过程，揭示位移法与有限元的内在联系，演示简单工程实例，为后续课程打下基础。

1.4 动力学教学资源

该部分资源主要包括教学视频、电子教案、课件、计算软件及教程、作业库及参考答案、经典考题及网上答疑，其中教学视频、电子教案、作业库及考题、网上答疑与上部分相同。课件部分侧重动力效应，制作能够响应动力效果的FLASH、GIF 等动态示例。计算软件部分增加Midas 或Ansys 动力计算范例，演示其在工程中的应用。

1.5 考试考研专题资料

该部分资源包括期考测试试题、结构力学竞赛和考研试题的深度解析与网上答疑。

2 基于信息化平台与课堂协同教学的模式

信息化平台建设完成后，线上教学与线下教学同步进行，实现课堂教学与网络自主学习协同发展的模式，学习方式更灵活，学习效率更高。

2.1 协同教学模式的构架

在平台构架过程中，教师的核心地位不容忽视，平台的初始信息来自于专任教师的知识体系，前述信息化平台资源虽然会参考教材、辅导手册、网络资源和同行意见，但是还应该有教师个人的教学经验、知识功底、教学风格。

课堂教学效果的提升不仅仅是教学水平的体现，培养一批对课程理解透彻能灵活运用所学知识的学生对于平台运行是必要的。建立课堂学习考评小组，负责对班级课堂和课后学习情况的检查和记录，教师负责对考评小组成员的学习成绩考评，课堂教学完成后，遴选学习优异的学生进行为期一年的平台运行管理。

依据这些基本原则，教师首先应当将课堂的教学体系纳入平台，包括教学任务、知识讲解、学习任务、监督指导和学习评价方法以激励学习优异的学生涌现，其次是共享教学任务、教学资源、设计问题等平台资源的建设，最后由学生进行平台上的学习方法、在线答疑等运行管理。

2.2 信息化平台的交互

学生是教学的主体，信息平台的完善不能忽视学生的参与，学生通过浏览下载信息平台里的初始信息，结合课堂听课、课堂讨论、课堂练习、课堂展示对平台内的学习任务进行自主协作、在线做题、成果展示、网上交流讨论。在这个过程中可充暴露平台信息的缺漏，通过师生交互将意见反馈到信息平台建设方进行完善。

图1 依托信息化平台的教学模式

3 信息化平台协同教学模式的效益评价

一个教学周期结束后进行抽样调查，按表1 的指标对该信息化平台教学模式的效益进行评价，对分值较低的项目应当进行整改，以提高平台运行效益。

表1 信息化平台教学模式评价指标

4 结论

本文论述了《结构力学》信息化平台与课堂协同教学的建设方案，包括创建教学视频、电子教案、课件、作业库及参考答案、经典考题及网上答疑等教学资源，探讨了课堂与信息化平台协同的新教学模式，最后建立了信息化平台教学模式效益评价系统，依托该平台能有效解决教学难、不及格率高、考研复习压力大等难题。