基于互联网+线上线下混合桥梁工程课程设计的教学改革与实践

薛江 郭红梅

摘 要：针对高校课程设计线上教育存在的弊端，文章提出了一种基于互联网+线上线下混合桥梁工程课程设计的教学改革思路，即“拉长战线、重点划分、视频自学、边学边做、定期答疑”的闭环式课程设计教学方案，通过在天津城建大学开展的实践，学生自主学习能动性等方面都取得了一定的成效。

关键词：互联网+;课程设计;闭环式教学课设环节

在信息化的今天，结合互联网的线上教学活动成为解决这一问题最有效的办法，对处于教育核心场域的师生来说，随着科技和线上教学手段的发展，教学方式从课堂教学过渡到线上教学，但随着线上教学的发展，其教学手段的不足也日益凸显：课堂教学搬家、教学满堂灌、超长直播授课、拿来资源多生成资源少、“甩手掌柜”式教学、作业多互动少等，这些问题严重制约线上教学的持续推进和质量提升[1]。可见反思和探寻更适合于各学科要求的线上教学方案已迫在眉睫，也为现代教育模式的发展打开了新窗口。

一、桥梁工程传统课程设计完成过程中存在的问题

（一）教学时空受限

传统的桥梁工程课程教学基本以班级为单位进行授课，教务处按课程课时要求提前排好课表，教师和学生必须严格按照课表安排的时间和地点完成授课和学习任务，而课程设计任务通常在课程结束后，即课时的最后一至两周内下发，任务讲解时间和空间必须同时兼顾学生和老师的安排，由于课堂时间短，师生双方课余时间较少，这迫使老师很难针对每个学生的问题进行答疑[2]，学生也很难在短时间内将书本知识点融会贯通到课设任务中，导致课程设计的完成效果较差。

（二）教学资源较为单一

传统的课堂教学一般选用由学校统一订购的课程教材和配套的ppt课件或任课老师自行编写的课件辅导教学，老师讲课过程大多按照教材顺序讲授，补充知识较少，而工科专业课程设计不仅需要课本知识，更需要更多经验性设计知识，传统课程教学显然已经不足以满足使学生在课程结束后独立完成课程知识的需求。

（三）教学节奏难把握

对于技术基础和专业性较强的桥梁工程课程来说，讲课的速度应该是“慢—正常—慢—正常—慢—正常[3]”，即在每个课设主要重难点知识，包括桥梁尺寸设计、荷载横向分布系数计算、荷载组合选取、混凝土配筋设计、支座和墩台基础设计计算等部分时，都应该放慢授课速度，待学生对授课内容有一定的统筹认知，建立感性认知后，循序渐进地让学生学会独立的设计和计算，而传统教堂教学受课时和教材任务限制，很难针对课设任务进行难点划分和知识点重组再讲授。

（四）教学和课设任务时间安排不合理

传统桥梁工程课程教学和课程设计一般分开完成，以课程教学环节为主线，为了在课表要求的时间内完成教学任务，通常在结课后，即课时最后一至两周再下发课程设计任务，要求学生在短时间内自主查找资料并完成课程设计。由于课程都是分章节布置的零散知识点，加上时间有限，学生很难对所做设计有清晰的总体把握和思路，将书本分节的知识点带入桥梁设计的过程中，同时，老师也很难再安排时间对学生在完成课设过程中遇到的难题进行答疑，导致学生课设完成效果较差。

（五）核心知识难把握

传统桥梁工程课程评定方式一般由课堂考勤、课程设计成绩和期末考试组成，这种过于主观和单一的评定方式在课程结束进入课程设计任务后逐渐显现出一些缺陷，如：课程对结构零散知识点较为重视，而对学生的整体设计能力重视度较低，导致大部分学生对桥梁工程这门课程整体观较弱（缺乏整体结构概念，对整体设计过程不了解），在课程设计任务时无从下手;缺乏课本知识点与工程实际案例的对接了解，学生桥梁工程设计经验不足，缺乏兴趣，导致课程核心概念知识学习不扎实，在课程设计任务中难以提出合理的方案设计和对比;对局部知识点手算能力较为重视，而对相关绘图、建模和计算软件（如CAD、Midas、力学求解器等）的运用重视度较低，导致学生对各类计算机软件应用太少，对其功能定位不準确，或会用但不知其原理，在进入课程设计任务后很难实现从简单题目的手算到用实用软件对结构进行计算的过渡。

二、结合互联网的桥梁工程课程设计教学改革实践

（一）各种教学手段的运用

桥梁工程是一门极具技术性和经验性的课程，仅仅书本上的内容很难给学生建立起一个立体的知识面，而在信息技术已经十分发达的现代社会，正好可以运用各种现代化教学手段，如图像、模型和施工过程视频录像等为学生传输一个具体的从桥梁设计到建设的过程模拟。图文结合、声像结合，在激发学生学习积极性的同时，使课程变得具体化、形象化。也使学生在完成课程设计任务前对要设计的内容有一个更具体的了解，明确要“做什么”“怎么做”“存在什么问题”以及要“得到什么样的成果”的问题，避免出现只见局部，不见整体[2]，即学过的各部分知识点不知道用在桥梁设计过程中的什么地方的问题，在完成课设的时候达到事半功倍的效果。

（二）难点划分，视频自学

全国学生对线上教学的需求使互联网技术被更多地引入课程教学后，中国大学MOOC平台、学习通平台和超星尔雅等线上教育平台逐渐开发出更多功能。线上教学平台拥有的一大优点是网络储存容量不受限制，教师可利用巨大的互联网资源库，秉着设计、开发和利用资源的理念不断设计、优化和积累现有资源，开发适宜学生、专业和课程的优质网上教学资源和生成性资源，再将课程知识点根据课程设计任务的进度安排进行重点划分，按章节排布，根据重难点配套相应的课件、视频资源和课后作业，通过线上教育平台上传，按时推送给学生，并指导学生如何理解和运用课程设计资料、如何依据桥梁设计规范着手开展设计，以此构建有效的教育资源供需新体系。线上存放视频教学资源的方式，可以最大化利用学生的碎片时间，视频可重复观看、调整速度和进度条等功能也可以满足不同学生的需求，再次巩固课堂上一知半解的知识点。学生在完成课程设计过程中遇到难点时，也可以随时找到相应的知识点进行再次学习，在提高学生完成课设效率的同时，很大程度上降低了老师对每个学生的问题进行答疑的工作量。

（三）闭环式教学课设环节

高校教师可以利用各线上教学平台完善新的闭环式教学课设环节，即教师在课程开始前先下发课程设计任务，学生在课程开始前明确学习本门课程的总体任务，和每节课要学习的部分，先对课程建立一个整体的认知。在每堂课的学习过程中学生根据课设任务和相应知识点提出问题，再由教师讲解。课后根据课程内容完成相应的课设部分，同时提出在完成课设任务过程中遇到的问题，通过平台提交。指导教师定期检查作业并回复，或通过互联网平台上传相关的知识文件;在下节课开始时，老师也可以根据平台后台留言补充学生存在疑问的知识点。通过这种提前布置课设任务的方式，实现“边学边做，定期检查，拉长战线”的全新桥梁工程课程设计完成模式，使学生在课程过程中更明确自己在做什么，以及学到的知识点如何运用于实际的工程项目，提高学生完成课设的积极性和完成效果。

（四）开展师生多元化互动

多数应用型本科院校开展线上教学后，普遍发现线上模式下影响学生学习效率的最大因素是学生自控力，即学生的自主学习能力和学习积极性是决定学习质量的关键因素[45]。传统的线下授课模式中，由于老师能集中、高效地管理学生，在第一时间感知学生的学习状态和课设完成度并及时进行调整，同时受身边同学影响，同组同学的课设完成度大多不会拉开太远。而线上教学模式下，学生分散于电子屏幕外，老师难以透过屏幕感知学生状态，从而导致老师的主导作用减弱，学生的主观能动性作用成为影响其学习效率的第一因素，同时由于时空影响，同组同学之间交流减少，在这种情况下，学生自主学习能力之间的差距暴露出来，学生之间完成课设的进度和效果差距也越来越大[6]，教师也很难再集中进行难点解答。

而新的线上教学平台提出的任务布置和师生互动功能下，给了教师更多的课堂设计自由度，例如可以设置随堂提问环节，学生必须在有限的时间内回答问题并提交，否则视为缺课;可以给视频课程增加在初次观看完成前不可调进度和速度的限制，学生必须至少完整观看一遍视频课程。同时，在进行期末课程考核时，将随堂提问效果、视频课程观看完成度和课后作业完成效果作为考核项目。另外，在下发课程设计任务时，将学生进行分组，学习完每个章节课程后，学生按章节完成课设任务并提交，教师再匿名发送给组内每个成员，学生批改收到的课设后再次上交，即每个学生必须完成自己的课设任务，及同组成员的课设批改任務，教师再根据两项任务进行综合评分作为课设成绩。

（五）多元化考核

一般来说，考核是提升学生学习能动性和检查教师教学效果最有效的方式，对于桥梁工程课程设计，也可以从改进考核方式的角度来提升设计成果的质量。在桥梁工程课程按重难点分节教学的同时，可以将课程设计过程也相应地分阶段完成，布置阶段任务，进行阶段检查，加强中间环节的监督和管理，发现问题及时指正，在最后提交前可以给学生多次机会对设计进行修正，在提高学生对课程内容理解深度的同时，确保设计成果的质量。

结合上述各环节的考核，最终形成以随堂考勤、视频课程观看完成度、课后作业完成效果、课程设计和课程答辩分别记录成绩并按不同比例总和，作为本门课程的最后成绩的考核形式。这种以成绩占比划分任务式教学，更方便教师对学生进行统筹管理的同时，较大程度地调动学生自主学习能动性。

三、教学改革实践措施

天津城建大学在桥梁工程课程上以“拉长战线、重点划分、视频自学、边学边做、定期答疑”的思路进行了改革并初见成效，具体措施有：

（一）提前下发课程设计任务书

在课程开始前先下发课程设计任务书，根据课程设计任务顺序将课程重点进行整合再重新划分章节，优化和积累现有资源，开发适宜学生和课程的优质网上教学资源和生成性资源，利用学习通线上教育平台将课程课件、视频资源和课后作业按时推送给学生。在课程之初先通过视频观看实际工程设计过程加深学生的课程整体概念认知。

（二）按课程设计任务顺序划分课程章节

在课程学习中，按照课程设计任务的顺序划分章节，针对不同的知识点拟定不同的教学方案，如内力计算章节，荷载组成部分的学习主要以学习规范为主，利用互联网资源搜集各类工程案例的相关部分作为例题教学，使学生在学会规范规定的计算方法的同时，将书本的内容对应到工程实际任务中去;横向分布系数的计算通常是学生在内力计算学习中最困难的部分之一，通过在课程教学后布置手算作业和计算软件作业并进行结果对照的方式，使学生在深化了解计算原理的同时，学会实际工程项目相关计算软件的使用;内力组成部分的学习主要分为建模软件的应用和结构力学知识的运用，教师提前将结构力学相关部分视频教学资源与设计任务一起推送给学生，课堂上直接进行软件的教学，引导学生将力学知识与模型结构进行有机结合。由于结构配筋的设计主要依赖规范和经验，再进行验算确定，结构配筋章节的教学主要以线上视频教学的方式进行，再通过互联网搜集以往不同种类工程案例辅助教学。在课程教学进行过程中以“老师引导、学生自学、分组讨论”的形式加强学生对课程设计知识点的学习。

（三）工程认证概念成绩评定

课程结束后，天津城建大学以工程认证概念对学生进行课程设计成绩评定，将考核指标分为计算书质量、图纸质量和答辩质量分别记录成绩再按比例进行综合计算。其中，计算书质量主要考查学生模型分析能力、工程设计能力、工程计算能力、工程理论联系实践能力和桥梁设计软件的使用能力;图纸质量主要考查学生主梁横断面整体布置及结构尺寸拟定的正确性、设计意图的表达完整度和图纸清晰度、结构形式与工程实际的符合度及图纸比例和布局的合理性、CAD绘图能力及其是否符合制图标准;答辩环节主要考查学生对相关理论知识、基本概念的理解深度，设计思路是否清晰、熟悉规范，及是否具有良好的语言表达能力和逻辑思维能力。

结语

线上教育对教师和学生都提出了更高的要求。天津城建大学针对桥梁工程课程采取了一系列的课程设计教育改革措施，在各方面均取得了一定的成效，相对过去几年学生课程设计成绩不及格率明显下降，同时优良率也提高了几个百分点;学生课程设计完成态度有明显提高，答疑和互动率都保持较高的积极性;课程设计内力计算速度和准确度都有明显提高，结构配筋的效果提升不明显;在进行小组划分，和工程实际案例辅助讲解后，部分同学从被动学习进入了主动学习的状态，学习积极性有了显著提高。可知，对于技术基础和专业性较强的桥梁工程课程来说，线上教学手段的运用，提出闭环式教学课设环节，对课设任务进行难点划分、视频自学、开发师生多元化互动和多元化考核的方式，不仅是解决当下教育难题的有效方法，更是传统课堂教育和课设模式进行改革的时代机遇。

参考文献：

[1]杨小锋，许红叶.教育战疫期线上教学对高等教育教学改革的启示研究[J].微型电脑应用，2021，37（07）：4043.

[2]李桂香.“互联网+”背景下课堂教学改革研究[J].产业与科技论坛，2021，20（15）：139140.

[3]张颂娟.“桥梁工程”课教学之我见[J].新职教，2000（05）：25.

[4]杨国正，陈慧贤，吴一尘，卢灿举.线上直播课程教学改革的探索与实践[J].当代教育理论与实践，2021，13（04）：5560.

[5]李安辉，邓婕.新冠肺炎疫情防控中民族院校线上教学研究[J].民族高等教育研究，2020，8（3）：7077

[6]杜佳欣.论“后疫情时代”融合教学的困境与解决策略[J].长春师范大学学报，2021，40（07）：176179.

基金项目：天津城建大学教育教学改革项目：基于“互联网+微课”的桥梁工程课程教学改革与实践（JGYBZ1924）;天津城建大学“课程思政”示范课建设项目（JGKS2009）

作者简介：薛江（1985— ），男，山东济宁人，博士，讲师，主要从事桥梁结构的稳定与震动研究。

*通讯作者：郭红梅。