本科课程结构力学线上线下混合式教学改革思考

邓绍云，邱清华*，韦春晓，黄莹娜，刘世通，黄建淼

（1.北部湾大学；2.广西高校人文社科重点研究基地北部湾海洋文化研究中心，广西钦州 535011）

一、背景

课程建设是高校人才培养质量提升的关键，也是高校专业建设与学科建设乃至整个高校建设的基础。结构力学作为土建本科专业最为重要的一门专业课程，它的建设是土建类本科专业学科建设的突破点，也是人才培养质量提升的亮点和要点。结构力学作为关键的专业必修课程和主体课程，学生们反映难学，教师们反映难教，故一向教学效果不是很好。2020年，我国的各大高校广泛开展线上教学，在开展线上教学的同时，线下教学的重要性和必要性得到了进一步的呼唤和要求，线上教学与线下教学的时间和内容分配值得广大教师的探讨与思考。

北部湾大学充分考虑到线上教学与线下教学的优缺点及现实情况，开展了校内线上线下混合式本科课程的教学改革项目申报与审核及立项建设工作，并立项十余项北部湾大学“线上线下示范课”建设项目，线上线下混合式本科课程结构力学教学改革建设项目就在这种情形下产生和实施的。

二、基本情况

线上线下混合式本科课程结构力学教学改革建设项目立项于2019年12月，建设期限为两年，负责人及建设成员一共有5-6人，这些建设成员包括专任教师和管理教学的教学秘书。专任教师有从事多年结构力学课程教学的中年教师，也有原先在设计院或工程建设一线单位工作多年的中青年教师，还有刚从高校本科毕业或硕士毕业的年轻教师，这些专任教师分别担任结构力学课程教学改革项目建设的主讲、副讲及辅助等身份。负责人及建设成员有的负责课程教学、有的负责课程建设过程中的资料收集和教学视频的录制以及试卷库的建设。建设经费为10 000元，本课程的教学实际情况是课堂教学80课时，而结构力学实训32课时，授课对象为大土木相关专业的本科生，授课学生数量大概有600人，数量庞大。

自建筑工程学院成立以来，结构力学就是所有土木建筑及港航专业的必修专业基础课程，也是三大工程力学课程中最难又最为关键的课程，其课时安排也是所有课程中最多的一门课程。由于结构力学课程的学习要求学生必须具有一定的数学、物理和力学知识基础，所以必须安排较为可靠的教师讲授该课程，这种老师一般要求要具有土木工程的专业基础，且学历、职称层次比较高，工作经验丰富。所以我们安排了这样一个教学团队：该团队的教师年龄结构良好，能起到传帮带的作用；工作经历结构较好，有来自研究院、高校、设计院的教师；经验阅历丰富，能给学生传授丰富的知识和技能。

结构力学在建筑工程学院所有专业（土木工程、工程造价、港航海岸工程）均开设且是一门非常重要的必修专业基础课程，安排课时有80课时。由于建筑工程学院成立的时间不久，该课程的建设时间不长，从而没有课程获奖的情况，但具有获奖的潜力和实力。

三、教学改革内容

（一）改革目标

结构力学课程的改革目标是打造校级精品课程，提高建筑工程学院乃至整个学校相关专业的课程教学质量和人才培养质量，打造优秀的教学师资队伍，加强教学团队建设，以该项目为契机培养相关教师，并逐步将该课程向省级精品课程打造，为培养校级教学名师提供条件。

实施结构力学精品课程的建设，课程组教师要以现代教育思想为先导，以提高教学质量为核心，充分利用现代信息技术。教师要根据土木工程专业对人才培养的要求，统筹知识结构、教学内容设计、教学方法设计、教学过程实施和教学结果评价诸方面的协调，初步建立“和谐教学模式”和“有效教学质量检测”的结构力学现代化教学体系，有效地提升我院土木专业高等学校本科教学的质量和水平，为培养应用型建设人才发挥重要作用。

（二）改革内容

1.改进教学方法

结构力学传统的教学方法过于强调教师的讲解，而忽视了学生的主观能动性。本项目的目的是探究能更好地提升学生的学习效果和考试成绩，提高学生的分析能力、计算能力、自学能力和表达能力的教学方法。

2.完善有效的教学检测体系

结构力学课程在接受院、系教学质量监控的同时，要从保证教师教学质量、学生学习质量两个方面入手，完善课程质量检测体系。结构力学课程要本着精讲多练的原则，注意增加实践性教学环节，教师在严格把控教学质量的同时，也要确保习题以及作业的数量和质量。

3.完成结构力学教学大纲的修改和制定

结构力学课程改革要针对应用型本科院校“应用型、实用型”的人才培养目标，对现有其他院校的教学大纲进行借鉴，制定既不失课程重点又能适合应用型本科学生的教学大纲，使教学重点向培养应用型、实用型人才的方向发展。

4.按照教学大纲，编写教案

良好的教学必须要有高质量的教案，教学组教师必须认真备课，写好每一堂课的教案，以便提升教学质量。

5.完成多媒体课件的制作

结构力学以计算为主，教学内容比较枯燥，多媒体课件要将计算过程通过动画的形式生动地展现给学生，提高学生的学习兴趣。

6.优化课后作业习题

结构力学是一门比较难学的课程，教师要尽可能使学生在课上所学的理论知识得到充分巩固，课后习题必须要有针对性和目的性，力求使学生通过做课后习题能够收获到足够多的知识。

7.确定课程的考核方案

结构力学的课程考核不能只通过期末考试来考核学生对知识的掌握情况，还应在平时通过课上提问或笔试的方式对学生进行考核，以此督促学生对学到的知识及时进行复习。

四、改革方案与计划

结构力学是普通高等院校土木工程专业土建、路桥、水利类的一门专业基础课，是我院的重点建设课程之一。一方面，结构力学课程以高等数学、理论力学、材料力学等课程为基础；另一方面，结构力学课程又是钢结构、钢筋混凝土结构、土力学与地基基础、结构抗震等专业课的基础。结构力学课程在整个课程体系中处于承上启下的核心地位，对其进行混合式教学改革项目“结构力学精品课程”的建设有着极为重要的意义。

（一）建立结构力学现代化教学体系

1.和谐教学模式的构建

结构力学以培养学生的以下能力为目的：

（1）分析能力：对常用的杆件结构具有选择计算简图的初步能力、并能根据具体问题选择恰当的计算方法。

（2）计算能力：具有对各种静定、超静定结构进行计算的能力，具有对计算结果进行校核、对内力分布的合理性作出判断的能力，初步具有使用结构计算程序的能力。

（3）自学能力：具有自学和阅读结构力学教学参考书的能力。

（4）表达能力：作业要清晰、整洁、严谨。

鉴于以上目的，结构力学课程要建立板书与多媒体相结合、课堂教学与网络教学相结合的“学教和谐”教学模式，通过各种途径让学生掌握结构力学的重要内容，并为学生以后的工作学习奠定良好的基础。

2.有效教学质量检测体系的完善

结构力学课程在接受院、系教学质量监控的同时，要从保证教师教学质量、学生学习质量两个方面入手，完善课程质量检测体系。

结构力学课程要本着精讲多练的原则，注意增加实践性教学环节，教师在严格把控教学质量的同时，也要确保习题以及作业的数量和质量。

3.线上线下教学时间和精力的合理配置

线上线下混合式教学模式要求结构力学的课程教学既不能完全是线上教学，也不能全部是线下教学，而是线上与线下混合。线上线下混合式教学模式不是简单地把线上教学和线下教学分开，而应该是在进行线上教学的同时，融入线下教学的教学方式和内容，线下教学要加入线上的优质教学资源，这就要求教师要对线上教学与线下教学进行合理选择。

（二）教学资源与设备及环境的准备

1.线上教学资源的准备

线上教学离不开网络，但不能完全等同于网络教学。线上教学还有一个较高的要求就是课程教师能充分和灵活地运用网络教学资源平台和资料，比如中国大学慕课MOOC、钉钉在线课堂、腾讯课堂、网易云课堂、华文慕课、好大学在线、咪咕学堂、万门大学、云班课等平台。线上教学要求结构力学的课程任课教师能熟练使用这些网络教学资源平台，并且还要学会把教学资料应用于自己的教学实践中。

2.线上教学设备与环境的准备

线上教学需要相应的软件和硬件组成相关的教学设备与环境，网络的通畅是极为必要的。线上教学需要CPU i5及以上的处理器，网络尽量保证5兆以上宽带，带摄像头独立声卡，需要配一个手写板。此外，还需要相关的制作教学视频和播放教学资源的软件，这些软件因人而异、因情而异。

3.线下教学资料的准备

线下教学资料的准备要求教师能吃透线上优质的教学资源，要求教师将这些优质教学资源吃透、消化并能融入平时的教学中，同时又不能割裂线上教学。其实质就是要求教师要对线上原有的教学资源进行重组和优配，精化和优化教学资料，将其应用到结构力学线上线下混合式教学实践中去。

五、预期目标与创新点

线上线下混合式本科课程结构力学教学改革建设项目拟解决的关键问题及其目标是：土建类本科专业的必修专业课程结构力学课程建设质量及其评价指标与体系的构建是否合理和优越？这要参考其他高校和教师的做法，加以比较分析、优化选择，构建适合本校本院本课程本学生的合理评价指标及体系，并加以实践检验。利用网上已有的一些资源进行结构力学课程的建设，这样更节省时间、人力、物力和财力，建设效果好，建设周期短，教学团队的效果显著。

六、目标实现成果与反思

线上线下混合式本科课程结构力学教学改革建设项目从2018年开始实施，经过近五年的课程建设经历，取得了以下的丰硕成果：

1.完成了结构力学教学大纲的修改和制定

结构力学课程改革针对应用型本科院校“应用型、实用型”的人才培养目标，借鉴了其他院校土木工程本科专业结构力学课程的教学大纲，并对结构力学课程的教学大纲进行了全面修改，在形式上最大的体现就是压缩了课时，由原来的80个课时压缩到64个课时，教授内容进行了压缩，主要去除了“结构动力学”部分。

2.按照新的教学大纲，编写新教案

线上线下混合式本科课程结构力学教学改革建设项目要求任课教师编写新的教案，新的教案必须体现线上教学和线下教学的混合模式、混合形式、混合手段以及线上线下教学时间的详细分配。

3.完成了多媒体课件的制作

多媒体教学课件在很大程度上体现了课程任教老师的能力和水平，要求教师必须自己制作多媒体课件，不能在网上复制，而应该综合多个优质资源并融入自己的认识和体会，并要求教学课件要体现本校本专业和本时段的实际情况。

4.优化了课后作业习题

很多教师认为学习结构力学课程就必须好好努力做习题，从而给学生布置大量的作业，让学生苦不堪言。本校的结构力学课题组改革了这一做法：课题组考虑到结构力学是一门比较难学的课程，要尽可能地使学生在课上所学的理论知识得到充分巩固，课后习题必须要有针对性和目的性，力求使学生通过做课后习题能够收获到足够多的知识。课题组还要求教师布置作业要精简，要有强烈的针对性，不求量而求质，数量尽量少，每题必有结构力学的讲解主题内容相呼应。

5.确定并完善了课程的考核方案

对结构力学的课程进行考核，本课题组教师做到不能只通过期末考试来考核学生对知识的掌握情况，还应在平时通过课上提问或笔试的方式对学生进行考核，以此督促学生对学到的知识及时进行复习。从而增加了平时考勤和课堂回答问题及活跃度的成绩考量比例，课程结课考试成绩占总成绩的60%，而平时成绩及考勤与活跃度等考量成分占40%。

6.学生结构力学课程的成绩得到了提高

结合土木2016届、2017届、2018届、2019届、2020届和港航2017届、2018届、2019届和2020届两个专业学生的结构力学课程考试成绩，发现虽然高考生源质量下降，但结构力学课程因为教学改革的推进，学生的成绩得到了明显的提高，补考率大大降低，重修学生也大大减少。