基于翻转课堂的结构力学课程教学改革研究

路丹 黄瑶

[摘           要]  在土木工程专业中结构力学是相当重要的一门基本学科，它属于固体力学的分支，主要研究的内容是工程結构受力和传力的规律。需要熟记的知识点很多，技巧性更强，且与工程实际紧紧关联，在整个专业学习的计划中至关重要。所以将其与当下流行的“翻转课堂”结合起来，打破传统的授课模式，进行有力的教学改革是有必要的。旨在分析翻转课堂在结构力学课程教学中的实际意义，搭建可实行的教学模型，为地方高等学院结构力学课程的改革提供参考。

[关    键   词]  翻转课堂;结构力学;课程教学改革

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2021）20-0026-02

一、前言

传统的结构力学课程教学中存在一些不足，很多学生会把这门课程“妖魔化”，觉得是难度高且枯燥的学科。而“翻转课堂”的理念恰恰是把学习的决定权从教师转到学生自己，对课堂内外的时间进行重新调整，让学习这件事变得更加灵活主动，提高学生在课程中的参与度，从而让学生在课程中获得更深层次的理解，同时也增加了教师与学生之间单独交流的机会。目前，翻转课堂作为一种新兴的教学方法，已经成为各高等院校在课程教学中研究讨论的热点。

二、结构力学教学现状及存在的问题

（一）结构力学目前的教学现状

结构力学是一门既古老又发展迅速的学科，随着目前新型工程结构和工程材料的大量问世，向结构力学发起了重大的挑战和要求。在熟悉“理论力学”与“材料力学”的基础上，结构力学需要对各类构件进行受力分析，进一步研究杆件结构的组成规律、计算方式以及计算原理，为后续的专业课奠定扎实的基础，是极具理论性、实践性的课程。一般来讲，多练、多写、多记是大家常用的学习方式，而随着教学理念的不断改变，“以教师为中心一对多教学”向“以教师为导向，学生才是中心”逐渐进行转变，从此开放式的探讨、参与式的研究、成果导向式的启发，成为课程教学的重要包含部分，从大家一起的共同学习、共同培养转变成因人而异、因材施教[1]。

（二）结构力学课程教育存在的问题

教学理念的转变方向虽然是正确的，但在实践过程中不免有些小摩擦，一部分学生并没有那么积极参加课堂教学，可能有缺乏主动学习能力的自身原因，思想上还没有向知识的应用者、课堂里的演说家靠近，仍然等待教师灌输，回答问题的时候应答次数少，小组讨论的时候存在摸咸鱼的情况。还有一小部分学生由于对新推行的教学方式不适应、不太善于主动提问、考核标准不高效配套、对知识点的归纳不全面，反而造成学生学习兴趣下降、学习效果不佳的情况。因此，结构力学课程中急需合理的教学方式，制订合理的“翻转课堂”教学设计，是提高现实生活中教学质量的有效途径[2]。

三、翻转课堂的内涵与教学模式

（一）翻转课堂的内涵

翻转课堂起初在英文中的原意是指“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，也可以称它为颠倒课堂或者反转课堂。早在2007年，美国科罗拉多州一位化学老师为了给缺席的学生补课，特意录制好自己上课的视频，在感觉这样的方式也不失为一种不错的做法后[3]，他们又进行了更大胆的尝试——慢慢地让学生先在家中看视频学习、听课程讲解，而课堂上老师针对学生的主要问题进行辅导，为在实操过程中有困难的学生提供帮助。这相当于就是翻转课堂最初的形态，而经过教育行业多年的发展以及互联网时代的到来，学生以教学视频和电子书等为媒介，通过网络可以足不出户在线学习到很多丰富的课程，优化了课堂内的课间时间，让课堂成为大家交流、讨论、答疑、合作的场所。而在课堂外，充分调动了学生的积极性，开发了学生的创造性，满足学生个性化的学习要求。

（二）基于翻转课堂的教学模式

翻转课堂的教学模式主要有两个环节：一是课堂内，二是课堂外，也就是课前、课后的时间。在传统的面授中主要以老师口头讲课，学生负责听记为主，而翻转课程则将这种上课传递知识，下课消化学习的模式进行改变，让学生课前学习基本知识，课中消化知识，课后巩固知识。营造了充实、有效的课堂学习氛围，发挥了老师的主导性和学生的主体性，让学生不再被动学习[4]。

在课堂前的时间，老师可将工作分为教学目标设计、教学内容选择、学习策略选择、课内学习的准备这几个环节。第一步树立框架细化分支，将大体的目标细化成分散的目标。第二步制作个性化的课堂视频，有针对性地选择教学内容，可以适当改变其呈现方式。最后一步，结合学生本身的情况和优势，安排学生自主学习活动。对学生而言，也应该明确学习目的、跟进视频课程的学习进度、重复多次练习、提出疑问和反馈，按顺序进行高效自学，在每次最后一个环节结束的时候都可以返回重新来过[5]。

在课堂内的时间，教师应正确引导学生对课外知识有正确理解和深化，可以根据不同的教学内容安排不同的学习分组，促进学生之间的合作协助，让学生对自己学习情况的成果进行汇报，将自己学习到的知识灵活应用，最终由老师进行重点难点考查与复习，将学习进度提高。

在课堂后的时间，学生可以通过在线交流沟通进行复习与讨论，同时完成对知识的巩固，然后对此部分内容进行测评。老师此时也可以收集学生反馈，以便于完善教学内容。

四、翻转课堂在结构力学课程教学中的应用