基于SPOC的建筑力学课程线上线下混合教学模式研究

段小芳 夏正兵 葛富文 唐艳芝

[摘 要]文章对建筑力学课程的学生学情、教学现状进行分析，提出基于SPOC的建筑力学线上线下混合教学模式。课前，利用学习平台建立线上班级群，将教学资源包发布到学习平台，通知学生开始预习;课中，通过创设情境，引起学生对所学内容的关注，通过分组讨论，加深对重难点的理解;课后，通过学习平台布置作业，检验学生对所学知识的掌握。将传统教学和线上线下混合教学进行比较发现，后者学习效果更好。

[关键词]SPOC;建筑力学;线上线下;混合式教学

[中图分类号]G434 [文献标识码]A [文章编号]1008-7656（2021）05-0017-04

一、前言

建筑力学是建筑工程技术专业学生必修的一门基础课程，该课程的理论性很强，比较抽象，学生学习有一定难度。高职学生热衷信息技术，能够较熟练使用信息化资源，动手能力较强，喜欢实践。通过学习建筑力学，要求学生掌握静力学的基本知识，能够对一般的构件进行受力分析，同时要求学生学会杆件的强度、刚度、稳定性计算及内力图的绘制。

SPOC是指小规模私有在线课程，学员人数较少，要求严格。学生可以通过学习平台进行在线学习，通过平台的测试进行自我检验，有问题可以通过平台联系老师，也可以在班级内部与其他学生进行在线探讨。不少学者在高校中探索实践了SPOC的应用。王译畦[1]探讨了SPOC平台及翻转课堂的优势，建立了基于SPOC的通信原理课程翻转课堂，发现学生的学习效率得到了提高。刘晓晓[2]探讨了SPOC教学模式的优势，建立了基于SPOC的面向对象程序设计课程，发现学生的交互性和学习成绩均得到提高。徐小凤等[3]设计了基于SPOC的大学物理课程，发现学生获得新的学习体验，学习主动性得到激发，学习效果得到提高。

随着信息技術的发展，线上线下混合教学模式得到了越来越广泛的应用。近年来，许多高校都展开了线上教学。建筑云课、超星学习通、腾讯会议、钉钉等教学软件发挥了重要作用。通过线上线下教学模式的结合，教学效果有了进一步提升。

二、建筑力学课程教学情况分析

笔者以南通开放大学建筑工程学院为例，从如下三方面进行阐述。

（一）课程分析

传统观念里，建筑力学对从事建筑领域的人员作用较小。近年来，高层建筑、大跨度桥梁越来越多，建筑物所受的荷载也愈加复杂，没有基本的力学理念，钢筋该如何布置、构件的承载能力是否符合要求都成了难题。因此，作为新时代的建筑人，要掌握基本的力学知识，为今后的职业道路添砖铺路。

（二）学生学情分析

建筑力学的授课对象为高职学生，学习基础相对比较薄弱，部分学生对数学、物理、力学这样的课程兴趣不高。线下上课注意力不集中，课上提问参与度较低，考试不及格人数较多。分析原因，他们对涉及计算的课程不太感兴趣，一旦发现自己听不懂，继续学习的信心不足。因此，如何激发学生的学习热情是建筑力学课程的首要任务。笔者认为，初期学习建筑力学要以浅知识为主，理论联系实际，将建筑力学和实际工程紧密结合，避免学生认为力学不重要、不用学。

（三）课程教学现状分析

在建筑类课程中，建筑力学难度较大，学生学起来比较费力。主要采用传统的“板书+PPT”授课模式，上课过程主要是“教师讲解+学生互动”。课后，老师布置作业，学生在作业本上完成作业，老师批阅，学生修正。该模式存在如下问题：第一，老师按部就班讲，部分学生注意力不够集中;第二，在课堂中参与回答问题的学生一般为5人及以下，课堂的互动性不够强;第三，课后作业存在少数人做好，其他同学抄袭的现象。因此，如何有效利用课堂时间，充分发挥学生的主观能动性，让学生成为课堂的主体，让学习时间得到更加充分有效利用是亟需解决的问题。针对以上问题，笔者设计了基于SPOC的建筑力学线上线下混合教学模式。

三、基于SPOC的建筑力学课程线上线下混合教学模式设计

基于SPOC的建筑力学线上线下混合教学模式主要分为课前、课中、课后三个阶段[4]。线上微课50个课时左右，学生在课前和课后进行自主观看，每个微课时长在10分钟以内，体现“短小精悍”的设计理念[5]。线下教学主要在课堂中进行，具体实施如下。

（一）课前

课前教师通过学习通平台发布教学资源包，通知学生开始预习。教学资源包主要分为两部分：一部分是教师搜集到的教学材料，包括微课、PPT、习题等;另一部分是教师自己制作的微课、教案等。建议教师从本校学生的学情出发，事先了解学生的学习基础，选择合适的教学资源包，避免过难和过于简单。

关于学习平台的选择，不同的学校购买的学习平台不相同，主要有超星学习通、雨课堂、建筑云课。这些平台的功能都差不多，可以组件班级、发布微课，检验学生学习情况。

教师发布完成就可以通过QQ群或者微信群通知学生开始学习。教师可以通过学习平台查看每个学生观看微课的情况，可以通过学习平台的作业完成情况检验学生对所学知识的掌握程度，从而明确课中需要重点讲解的内容。

（二）课中

环节一：情景导入

部分学生不喜欢建筑力学，一方面因为课程理论性太强，需要动脑筋和动笔;另一方面觉得课程脱离实际，在工程中用不到，浪费了时间和精力。因此，将建筑力学知识和工程实践紧密连接是教师重要的任务之一。工程实例中，一些事故的发生，可以归结为力学事故。桥梁倒塌所造成的交通事故，有的是超载引起，有的是桥梁本身的质量不过关导致承载能力降低。因此，建筑力学是建筑工程技术专业学生一门必修的基础课，学好这门课对学生今后的职业生涯有重要的影响。通过情景导入让学生认识到建筑力学的重要性，带着兴趣和主动性去学习。

环节二：教师讲解

教师讲解时要摆脱传统的灌输式教学方式，有侧重点地进行讲解。通过课前学习平台的反馈，对学生通过自主学习已经基本掌握的知识利用3～5分钟进行巩固，对大部分学生没有掌握的知识进行重点讲解。比如静定梁的内力计算，不少学生对截面法求内力难以理解，绘制弯矩图反复出错，教师就要利用课堂上的有效时间，由浅入深、循序渐进地进行讲解。先分析一跨简支梁，再分析多跨梁、悬挑梁。讲完之后，布置任务，分组讨论，检验大家的完成情况。每个小组需要派一个代表到讲台上进行讲解，其他小组参与讨论，并由老师点评打分。小组完成之后，还需要对个人所学知识进行检验。通过这样的教学模式，加深学生对所学知识的理解，同时提高学生的语言表达能力。

环节三：趣味游戏

学习复杂知识的过程会让部分学生感觉枯燥，适时通过游戏进行调节，可以让课堂生动有趣。希沃白板这个软件在课堂教学中发挥了重要的作用，不仅可以导入课件，还可以设置趣味游戏，将所学知识以游戏的方式呈现出来，邀请学生参与其中，提高学生学习的积极性。

环节四：实训任务

将所学知识融入到工程实践中。比如在悬挑梁的内力计算时，可以在实训室引导学生对梁进行加载，测量梁的挠度、位移，观察梁的破坏形态。通过实际训练，让学生深刻认识力学学习的必要性。

环节五：总结经验

总结包括两部分：学生对所学知识的总结和教师的总结。温故而知新，可以加深学生对所学知识的理解。在学生总结的过程中，教师要善于发现学生学习过程中存在的问题，适时给与引导和帮助。在教师总结环节中，积极引导学生参与，形成互动，提高学习效果。

（三）课后

课后，教师在学习平台布置作业，提醒学生完成，通过平台作业完成情况检验学生对所学知识的掌握程度，提醒学生独立完成。既要有理论作业，又要有实训作业。理论作业中，如果许多学生的解题步骤、图形绘制、答错点相同，教师要适时提醒，避免抄袭。实训作业教师可以提供给学生材料，让学生完成受力构件的制作，对其施加荷载，拍摄成视频，提交到学习平台，下次课上可以对学生实训作业进行点评。

（四）成绩评定设计

传统教学的学生学习评定主要由上课出勤率、回答问题参与度、作业完成情况、考试情况组成，一般平时表现占30%，考试成绩占70%。这种评定模式不利于调动学生学习的积极性，因此，可以适当提高平时成绩占比，降低考试成绩占比。笔者根据南通开放大学近两年的学生学习情况，把平时成绩和考试成绩占比均调整成50%。

（五）教学效果评价

笔者将南通开放大学建筑工程学院五年制大专2016级建筑1班学生（20人）的学习情况和2016级建筑2班（20人）学生进行了对比。建筑力学课程采用传统“PPT+板书”教学模式，后者借助超星学习通平台采用基于SPOC的线上线下混合教学模式设计。在学生完成学习后，同样的试卷，1班的成绩明显优于2班，1班的及格率为90%，2班的及格率为75%;1班85分以上6人，2班85分以上3人。因此，基于SPOC的线上线下混合教学模式设计在一定程度上可以提高学生的学习效果。

四、教学建议

根据学生的反馈，结合其他高校教师的意见，笔者提出如下建议。

第一，教学内容和实际建筑构件相结合。建筑力学课程内容丰富，部分内容和建筑相关性较小，可以适当减少课时，把有限的课时用在和实际工程相关的内容上，比如平面平行力系的平衡方程、静定梁内力计算、轴向拉伸与压缩时杆件承载力计算等。

第二，激发学生学习的主观能动性，培养主动学习的乐趣。在思想上引导学生，学习是为了提升知识与技能，只有自己的知识技能提高了，才能更好地适应未来的社会。

第三，有效利用三维仿真软件。力学知识的抽象性降低了部分学生学习的积极性，将知识点融入三维仿真软件中，让学生看到构件受力后的变形情况、破坏情况，有利于提高学生学习的积极性。例如，钢筋的拉伸受力状态、梁弯剪受力状态，通过三维仿真进行动态模拟，让学生看到受力变化，有利于学生理解掌握相关知识点。

第四，成绩评定时，合理分配平时成绩和考试成绩占比。每个学生都是不同的个体，个体之间会存在差异，接受这种差异，然后选择适合他们的教学方法，根据他们的表现给出合理的成绩。

五、小结

SPOC是小规模在线课程，班级学生人数不宜过多，这样教师才能根据学生的特点选择合适的教学内容进行推送。在线课程需要借助教学平台，超星学习通、建筑云课、雨课堂等教学效果都不错。随着信息技术的发展，学习模式越来越多元化，“线上+线下”的教学模式受到越来越多人的欢迎。线上可以根据自身情况自主选择学习内容，灵活性更高;线下可以与教师进行面对面沟通，有效及时解决问题。建筑力学课程的抽象性、复杂性要求教师要更加合理地选择教学模式，充分利用课前、课中、课后的时间，以提高学生的学习效率。在今后的教学中，教师还需要不断地总结经验，寻求更加高效的教学模式。

[参考文献]

[1]王译畦.基于SPOC平台的翻转课堂教学模式的应用研究——以《通信原理》课程为例[D].南京：南京邮电大学，2018.

[2]刘晓晓.SPOC教学模式的构建与应用研究——以《面向对象程序设计》课程为例[D].济南：山东师范大学，2016.

[3]徐小凤，王祖源，张睿.基于SPOC的大学物理课程实践效果研究——以同济大学的物理课程为例[J].现代教育技术，2016（3）：87-93.

[4]段小芳，刘海涛，袁娇娇.基于SPOC的建筑力学翻转课堂教学模式探索与实践[J].南京广播电视大学学报，2019（3）：34-37.

[5]王玉龙，陈奕如.我国中小学微课开发与应用现状的内容分析研究——以中国微课网的微课资源为例[J].中国远程教育，2015（4）：56-62.

[作者简介]段小芳，南通开放大学讲师，硕士，研究方向：终身教育、高職教育;夏正兵，南通开放大学副教授，硕士，研究方向：建筑材料;葛富文，南通开放大学讲师，硕士，研究方向：高职教育;唐艳芝，南通开放大学高级工程师，硕士，研究方向：高职教育。

[责任编辑 梁慕宇]