《工程力学与结构》网络课程建设及应用

乔丹

(杨凌职业技术学院 陕西杨陵 712100)

1 《工程力学与结构》网络课程建设背景及意义

1.1 背景

《工程力学与结构》是理论性较强、与工程技术联系极为密切的专业基础课，在高职院校的水利类专业中均有开设，该课程为后续专业课的学习和从事该专业及相关工作奠定重要基础。但目前，在《工程力学与结构》课程的教与学过程中仍存在以下问题。

第一，课堂上教师基本还是采用“填鸭式”教学方法。但该课程专业性、理论性和实践性很强，学生不主动参与到教学中来，被动地灌输知识，难以达到良好的教学效果。第二，该课程概念抽象、公式复杂，而高职院校的学生本身就理论基础薄弱，在教学资源单一的情况下，仅通过板书和语言不能使学生更好地理解，从而失去学习兴趣[1]。第三，仅在课堂上有限的课时内学习，不能够保证教学内容的完整性和系统性，达不到教学要求，教学质量难以提高。第四，现有的课程考核方式单一，往往期末一考定成绩，教师对学生的学习效果不能有效地及时检测，不能全过程、全方位地综合评定学生学习效果。第五，自2019 年底疫情暴发以来，对各行各业都产生了深远的影响。后疫情时代对教育教学也带来了诸多挑战[2]，同时也带来了新的机遇，教育教学改革的必要性和迫切性再一次凸显。学校教育应从教师向学生传授硬知识为主向师生共同构建软知识为主转变，从教学生读书为主向教学生读“网”为主转变。面对课程教学过程中存在的这些问题，改革教学体系和方法，引入现代化教学手段就显得尤为重要。

1.2 意义

伴随着计算机网络技术的迅猛发展和智能终端的迅速普及，利用电脑网络进行辅助教学成为必然趋势[3]。在“互联网+”信息时代，以网络为依托，建设完善的网络课程，并与传统的课堂教学相结合，发展“混合式教学”模式，从而实现教学手段与教学体系的改革与创新。网络课程与课堂教学相辅相成，能够弥补课堂教学在学时上的不足，学生可以随意选择时间进行学习[4]，并且可以反复多次学习直到掌握。在《工程力学与结构》网络课程中，教师可以将抽象的概念用图像、动画、视频等新颖的形式来展现，利于学生理解；也可引入工程实例，便于学生理论联系实际。通过网络平台，学生与学生之间、学生与老师之间可以多种方式进行沟通交流，解决学习中遇到的问题。教师通过网络平台可以对学生的线上学习情况进行实时监测，也可对学生的学习效果进行及时检测。尤其是在后疫情时代，建设完善、优质的网络课程，可以冷静、沉着地应对随时可能爆发的疫情，真正做到停课不停学，从而保障教学进度和教学质量。该文结合笔者教学实践谈谈对笔者学校《工程力学与结构》网络课程建设的几点体会和建议，并对目前该网络课程的应用情况进行总结反思。

2 《工程力学与结构》网络课程建设基本原则

2.1 课程教学要以学生为主体，以“学”为中心

网络课程建设要突破传统课堂以教师为主体的惯性思维，重新将学生定义为教学主体，树立以“学”为中心的教学理念，构建打破时间与空间限制的教与学新型关系，凸显促进学生动态发展的过程性设计。以笔者学校《工程力学与结构》网络课程建设为例，教师们深入研究高职高专学生的特点、差异和学习需求，采用“过程导向”的课程建设思路。在教学过程中设计了测（课前测试练习）、学（课中知识、技能学习）、评（学习效果评价）、练（课后巩固练习）、思（课程学习反思）这5个环节，充分关注学生参与学习的过程和体验，引导他们自主学习、激发潜能。

2.2 教学资源要丰富新颖、能激发学生学习兴趣

网络课程主要以丰富的“声、视、动”等多元教学形式来克服和弥补传统教学的短板，以达到更好的教学效果[5]。网络课程资源应遵循“少而精”的原则，切实加强内容的针对性，教学内容的呈现要直观、生动、形象，为学生的学习降低难度。《工程力学与结构》课程建设过程中，教师要合理地设计教学情境，采用多种教学手段，通过文字、图片、动画、视频、微课等形式新颖的教学资源将抽象问题形象地呈现出来，从而激发学生的学习兴趣。另外，教学资源应实时更新，保证学生学到的知识能够与时俱进，学习了解到专业领域发展前沿的东西；并根据学生的学习特点、认知规律、知识掌握程度，不断地完善扩充教学资源，以满足不同学生的需求。

2.3 加强学生与教师的沟通

网络教学平台不仅仅只是为学生提供教学资源，更是要建立好学生与教师之间的沟通渠道，突出师生教学互动和反馈环节，注重多元灵活的互动教学模式。教师要利用网络教学平台发布课程通知、布置和批阅作业、开展讨论、辅助答疑等，学生通过平台参与教学各个环节，使老师能够及时掌握学生在学习过程中所遇到的问题，对学生学习活动进行跟踪记录，给出合理的评价和反馈，从而及时调整授课计划、课程实施方案，使教学内容、教学方式更易于学生接受，以便引起学生的学习兴趣和积极性，培养学生的自主学习能力。

2.4 全过程全方位考核评价

网络课程平台要全程监测、记录、生成、分析和评判学生的在线学习行为和学习结果，实现对学生全过程全方位的考核评价。《工程力学与结构》网络课程注重利用大数据及时捕捉学生的在线学习的时长、频次、互动情况和测试成绩等丰富的多模态数据信息，并运用课程平台的数据分析功能充分了解学生网络课程的学习状态，实现对学生知识、技能和素养等的智能化综合评价。

3 《工程力学与结构》网络课程建设框架

考虑到网络教学的特点和学生的具体情况，必须精心策划构思课程框架。以笔者学院在优慕课平台上建设的《工程力学与结构》网络课程为例，其主要包括基本信息、单元学习、实验资料、课程活动、课外拓展这5个模块。

3.1 基本信息

此模块中主要对《工程力学与结构》课程基本信息进行阐述，包括课程介绍、教学大纲、课程标准、教学日历等。这一模块是对该门课程内容、课程实施的一个高度凝练。学生可以对该课程在专业人才培养方案中的地位和作用、教学目标、教学内容以及教学安排有一个全面的了解。

3.2 单元学习

教学资源是网络课程建设中的核心内容，为了将教学资源清晰明了地展示给学生，便于学生根据教师的教授内容查找对应学习资料，以《工程力学与结构》课程教学目标为依据，将课程内容按章节细分为若干单元，按章节搭建课程建设框架，将教学资源按照章节进行梳理。每一学习单元（章节）都有单元导学，设置清晰的思维导图，帮助学生明确本单元学习目标与任务。

目前，每一学习单元下包括文字类资源（课程讲义、电子教材等）、教学课件PPT、教学视频、课程动画、微课等。其中，教学视频也分为不同的类型，例如：有对完整教学内容、例题等详细讲解的教学视频，主要可供学生在特殊时期如疫情期间完成线上自学；也有对知识点概括讲述的短视频，主要可供学生进行课前预习和课后复习。对一些学生较难理解的重难点内容，可就一个知识点，做形象、精细的讲解，以微课的形式呈现，便于学生重点掌握。对一些抽象的力学概念或结构模型，可借助于三维动画来帮助学生理解。并且，为了便于学生查找，对教学资源进行分类整理，给学生带来舒适的网课体验。

3.3 实验实训资料

高等职业教育是以社会需求和就业为导向的高等教育，所培养的是供应生产、建设、管理、服务第一线需要的应用型人才。基于应用型人才培养模式的教育教学改革背景下，实验实训教学成为《工程力学与结构》课程中非常重要的一个环节。工程力学部分有材料力学验证实验，结构部分也有混凝土受弯梁、受压柱的破坏实验以及实际工程结构设计计算等。通过实验实训教学，可以培养学生的动手能力以及理论联系实际的能力，提升学生的职业岗位认知。教师们在该模块上传了力学、结构部分重要实验的实验报告、实验指导书和实验视频以及结构实训项目的任务书和指导书。在不具备某些实验条件的情况下，学生可以自学实验内容。另外，学生也可根据提供的资源课前自主预习，以便课堂上更好地完成实验实训项目。

3.4 课程活动

网络课程的建设更是要为学生和教师提供一个交流、互动和反馈的平台，通过这个平台学生可以将学习过程中遇到的疑问提出来，学生与学生之间、学生与教师之间可以相互讨论；教师通过平台及时掌握学生的学习动态、检测学生的学习效果。该模块主要包括讨论区、问卷调查、在线测试、课程作业、学习反思等内容，在此可发布课程通知、布置和批阅作业、开展讨论、完成测试、辅助答疑等。在内容组织方面，在课堂学习之前，学生可根据学习目标与教师课前布置的任务查找资料、浏览平台教学资源，进行自主学习，从而提高学生学习参与度与学习积极性；通过课前测试、讨论区留言等方式，教师可及时掌握学生的课前自学情况，对课堂教学实施方案及时调整，提高课堂教学效果；学习完单元教学内容后，学生课后在线上提交作业，教师进行批阅和修改，及时给出反馈意见，使学生明确自己的知识掌握情况，便于课后自主复习巩固；学生也可通过完成相应的在线测试题目自测学习效果；师生也可在讨论区对疑难点进行讨论、分析，从而提高学生学习能力和分析解决实际问题的能力。学生参与的所有课程相关活动都在平台有数据记录，教师可以通过平台监测数据分析学生的学习情况[6]，将学生的在线学习时长、课后作业成绩、讨论情况、在线测试成绩等均计入平时成绩中，从而改变单一的考核方式，全方位、全过程地考核评价学习效果。

3.5 课外拓展

《工程力学与结构》课程与工程实际紧密相连，学生通过学习该门课程，主要是能够将所学理论知识与生产实际相结合，利用基本理论、原理去解决工程实际问题。在该模块主要为学生提供丰富的与课程内容相关的实际工程结构设计资料、设计规范及实际工程影响资料等，供学生利用课余时间进行自学，培养学生的自主学习能力和理论联系实际的能力，使学生对理论知识能够活学活用，从而激发学习兴趣，提升学习效果。

4 网络课程的应用

自《工程力学与结构》优慕课网络教学平台初步建成以来，便积极投入使用，并且在使用过程中不断建设完善。目前，选课学生数已达到2 649 人，课程访问数51 252，课程资源数475，课程讨论区发文数692，课程题库试题142题。

4.1 提高学生参与度，提高学习效果

构建课程网络教学平台，采用混合式教学模式，最主要的是改变教学结构，全面激发学生自主探究学习，使学生完全参与到教学中来。教师引导学生积极使用网络平台在线学习，调动学生学习主动性，让学生成为教学过程中的主体。学生在教师的引导下，对网络平台上丰富、新颖的教学资源产生学习兴趣，从而主动参与到教学中来。例如：在课前的学习过程中，学生可根据自身知识的逻辑体系和认知水平灵活调整学习进度及学习的时间和场所，学生对灵活的学习模式乐于接受；在课堂学习过程中，学生在教师的引导式下，线上完成教师课堂上所布置的任务。

长此以往，学生的课程参与度逐渐提高，学习效果得以提高。通过平台的数据监测，教师可以对学生的作业提交率（如图1所示）、测试提交率（如图2所示）、论坛学生活跃情况等进行观测，对学生的学习参与度进行统计分析，对参与度不高的班级及时分析原因，调整教学方案，提高其学习兴趣及学习主动性。

图1 学生作业提交率

图2 学生测试提交率

4.2 监测学生学习记录，实现全过程考核

期末一卷定成绩的时代已经过去，要能够从根本上提高学习效率，必须了解学生的学习过程，实现过程化考核。教师通过网络教学平台可对学生的线上学习情况进行全过程全方位监测，学生的学习记录如图3所示。教师可查看每一位学生的线上学习记录，从而实现对学生的全过程全方位考核评价，实现传统考核方式的改革。

图3 学生个人学习记录

5 结语

《工程力学与结构》网络课程平台的建设是实现“混合式教学模式”的重要载体，以课堂教学为主，借助网络教学平台有计划、有步骤、分环节地进行教学互动，从而可以实现以学生为主体的教学模式。《工程力学与结构》网络课程建设的重点是要建立一个便于操作、导航清晰的网络平台，另外，要采用多种方式把丰富新颖的教学资源形象生动地呈现出来，便于学生自主学习，以实现不受时间和空间限制的教与学。网络教学平台的建设为教学改革提供了一种新的教学模式，是现代教育技术应用的一个重要体现。通过网络课程的学习，由传统的填鸭式课堂教学模式向“线上线下”混合式教学模式转变，学生在课前、课中、课后各个教学环节均有所参与，实现了学生成为教学主体的转变。另外，通过网络平台的数据监测及分析，可实现教师对学生的全过程全方位考核评价，进一步促进了《工程力学与结构》课程的教育教学改革。