卢杨?侯兴民
摘要:随着信息技术及互联网技术的发展,各高校线上教学模式应用相对比较频繁。本文基于对泰山科技学院建筑工程学院2020级土木工程专业学生的问卷调查,提出了《钢结构基本原理》线上教学存在的问题,主要包括课程内容难、学生“虚位学习”、师生间互动性差、教学评价方式单一、学校缺乏统筹管理等;并根据《钢结构基本原理》课程的特点和性质,从课前准备、课中讲授、教学评价、思政教育、学校管理等方面提出教学改革建议,期望能以此提升线上教学效果,推动教学质量的提高。
关键词:线上教学;问卷调查;钢结构基本原理;教学改革
基金项目:2022年度山东省本科教学改革研究重点项目“新工科背景下力学类课程思政指南的制定与实施路径研究”(Z2022256)。
卢杨(1992-),女,山东东平,工学硕士,讲师,研究方向:钢结构方面的教学、研究;
侯兴民(1970-),男,山东寿光,工学博士,教授、硕士生导师,研究方向:工程振动检测、岩土工程测试与数值计算等。
一、概述
近年来,随着互联网技术及信息技术的发展,为了更好地提高学生的学习效果,高校开始探索教学改革并推广线上教学模式。线上教学与线下教学相互补充,其作用不可估量,为学生的学习、教师的教学带来了极大的便利。线上教学不但能打破教师与学生之间的时空限制,还能提高学生的自主学习能力,各院校也在不断地教学实践中,积极探索线上教学的改革措施。为全面了解线上教学现状,调整教师教学方法,保证学生线上学习效果,针对学生对线上教学满意度、线上与线下教学效果、活跃度、学生遇到的难题、线上教学对学生的影响等问题,制定了“大学生《钢结构基本原理》线上课程学习效果的调查”,并向2020级土木工程专业24名本科学生于本学期课程结束后线上发布,旨在根据问卷调查结果,分析目前线上教学存在的主要问题,并进行教学反思,同时提出线上教学改革措施,为线上教学模式提供宝贵的参考意见和经验。
二、线上教学存在的问题
结合调查结果,如图1、图2所示,13.04%的同学认为与线下教学效果相比,线上教学更有效,52.17%的同学认为两者效果差不多,但仍有约34.78%的学生认为线下教学更有效,17.39%的学生认为线上教学会降低自己的学习成绩。由此可见,实施线上教学的给《钢结构基本原理》课程带来了较大的影响,目前也存在一些教学问题,具体表现为:
(一)课程内容难
《钢结构基本原理》课程主要面向应用型本科层次土木工程专业人才,是一门实践性很强、与现行的规范和标准等密切相关的专业课程。根据问卷调查结果显示,大部分同学感觉该课程比较难,而线上教学主要存在教学内容繁杂,授课课时少,对学生空间想象能力要求较高,容易出现学生接受困难、理论与实践分离、学生力学功底薄弱、基础知识不扎实等难题[1-2]。
(二)师生间互动性差
线上教学过程中,由于教师无法直接看到学生的面部表情,而学生在线上一般不会主动向老师表露心声,可能会使教师一直专注于自己的讲授,忽略了学生的真实感受,导致大幅降低了与学生的沟通时间,教学互动性较差。调查结果也表明,超过一半的同学认为互动性一般或较差,如图3所示,43.48%的学生认为与老师沟通受限。
(三)教学评价方式单一
《钢结构基本原理》课程的线上教学平台采用腾讯会议,能够统计学生的出勤,便于教师将学生的出勤率计入平时成绩,但由于课堂时间有限,教师无法有效把控每一个学生课堂上的真实表现,对于平时成绩不能给出客观公正地评价。期末考试采用学习通软件线上考试,虽然平台能实现前后摄像头同时监控,但是仍然缺乏对学生的有效监督,而不规范的考试行为都会增加考试的不公平性。如果只采用出勤率、课堂提问和期末考试成绩作为教学评价指标,过于单一,无法真实反映学生对课程的掌握情况。
(四)学校缺乏统筹管理
根据调查问卷分析结果,如图3所示,65.22%的学生反应网络卡顿,而网速过慢、卡顿会影响学生学习的流畅性,降低学生的学习兴趣;有39.13%的同学认为课程很满,一整天停留在屏幕的时间太长,容易造成眼睛疲劳或视力受损,并且长时间在屏幕前,还会分散注意力,不利于课程的学习;还有34.78%的学生认为学习环境不合适,这也是线上学习存在的一个比较重要的问题。
三、线上教学改革
随着“互联网+”时代的到来,为了推动教学改革,“线上+线下”混合式教学模式将逐渐成为教学研究的重点[3]。为了帮助学生更好地学习,完成预定教学目标,达到良好的学习效果,教师应在整个教学过程中,从课前准备、课中讲授、教学评价、课程思政、学校统筹管理等多方面优化教学策略,解决目前线上教学存在的问题,从而推动线上教学的发展。
(一)课前准备
为了方便师生之间的联系,帮助学生更好地学习这门课程,在进行授课前,教师可以组建课程微信群,并在百度网盘建立学习资源库,包括课件、教材、教学计划、教学大纲、教案、题库、三维钢结构模型、钢结构工程图纸、互联网教学课程资源链接等,比如中国大学MOOC(爱课程)中的同济大学和湖南大学《钢结构基本原理》国家精品课程、南京航空航天大学《材料力学漫谈》課程等链接。通过给学生分享学习资料,方便学生及时查找翻阅,节约大量时间。根据问卷调查结果显示,约96%的同学认为老师提供的在线学习资源对学习有较大帮助。
在上课之前,教师可以提前给学生发放本次课的思维导图,并将本次课的重难点、学习要求、方法等梳理后录制成短视频(10min~15min),引导学生进行自主预习。比如拉弯、压弯构件强度计算中,要求学生重点掌握公式的含义,并灵活应用公式,教师在教学中可以与受弯构件、轴心受力构件强度计算公式进行对比,通过比较与联系,帮助学生更好地理解整个知识结构体系的建立。调查结果表明,约83%的同学愿意花时间预习。
(二)课中讲授
线上教学会造成教师与学生之间的疏离感,学生的“虚位学习”更会让教师的一片苦心变为乌有,所以在教学过程中,教师应优化教学内容,增加教学的实践性、互动性和针对性。
《钢结构基本原理》课程涉及构件在不同受力状态下的强度、稳定、刚度等验算,并要求学生掌握构件及构件间连接的设计方法,这对学生的三维空间想象能力提出了较高的要求。教师可以结合实际工程项目,利用PKPM、MIDAS等设计软件,建立三维结构模型并进行计算分析,结合钢结构施工图纸进行讲解,并鼓励学生自己课下动手操作软件。对于工字钢、H型钢、槽钢、缀条式格构式柱、缀板式格构式柱等,学生在理解平面内、平面外失稳时经常遇到困难,教师可以用木板或纸壳制作构件模型并带到屏幕前,讲解构件的失稳方向,从而帮助学生真正理解相关原理及概念。
线上教学还应增加教学的互动性,教师可以在讲课过程中适当增加提问与测试环节,提高学生的参与度。随堂测试结束后,让学生自行讲解,比如受弯构件梁的强度计算,如何求绕x轴弯矩、绕y轴弯矩,塑性发展系数如何取值,如何计算绕x轴、绕y轴的净截面模量,实腹式轴心受压构件稳定验算,如何得到不同方向的稳定系数,在进行截面分类判断、长细比计算时应注意的问题等。对于直接回答不会的学生,教师一定要引导学生明确不会的知识点在哪里,及时发现他们的知识盲区并查缺补漏,不断完善知识结构体系,在面向全体学生进行课堂提问时,要注意启发学生,引导他们主动思考,以此提高学生学习的积极性。
线上教学还应具备针对性。《钢结构基本原理》課程内容繁杂较多,尤其是对公式的推导占用了较大篇幅。比如在进行梁板件局部稳定计算时,矩形薄板的屈曲公式推导,需要铺垫弹性力学、高数等知识,难度较大,而本院校的应用型本科层次学生基础较差,再加上教学平台板书不方便,大量的公式推导会降低学生的兴趣,所以在教学过程中可以弱化公式的推导[4],重点学习公式的含义,灵活掌握公式的应用。针对每章节的构件设计,教师可以通过引入对应工程案例,让学生进行分组讨论并自行设计。比如实腹式轴心受压构件的设计,可以引入钢结构课程设计的内容,对钢屋架的上、下弦杆、腹杆进行截面设计,让学生从构件的截面选择、强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算到构件的构造要求,感受并体会整个设计过程,充分调动学生的学习兴趣。
(三)教学评价多元化
线上教学的教学评价和传统的授课方式有所不同,教师可以通过出勤率、线上教学互动、随堂测验情况、学生完成作业的情况、小组讨论情况、模型制作情况等进行平时成绩评价。此外,学生还可以进行自我评价,针对本学期的表现,总结线上学习的经验与不足;同时,小组同学之间开展互评,以此促进同学之间互相监督和学习[5-6],也有利于提高教学评价的公平性。教师应遵循公平公正原则,严格评卷,结合期末考核成绩,适当调整各项评价指标的比重,比如平时成绩占30%,自评占10%,互评占10%,期末考试成绩占50%,实现对学生的有效评价,帮助学生更好地认识自己并找到有效的学习方法。
(四)融入思政元素
从高中升入大学,学生的心理、学习、生活都发生了较大的改变,部分学生会产生焦虑、担心、抱怨、不安等消极情绪。作为教师,不仅要给学生讲授专业知识,还要帮助学生缓解心理压力,树立正确的人生观、价值观。例如,可以结合钢结构稳定的概念,提醒学生保持心情的稳定,以平常心对待周围的人和事;通过构件设计,告诉学生及时调整心态,学会调整自我,尽快适应这个变化万千的社会。教师还可以结合中外历史、当今国家政策方针、未来科技发展等,深入挖掘思政元素,向学生介绍行业发展的最新信息以及钢结构发展的前沿知识,与时俱进,帮助学生树立正确的世界观;还可以结合实际工程案例、事故等,培养学生的质量意识、安全意识,帮助学生树立正确的就业观,为将来工作做好准备。
(五)学校统筹管理
针对网络不畅问题,学校应重视并加强网络建设,为学生提供流畅快速的网络,以满足学生线上学习的需求。学生长时间停留在电脑前,不仅有损视力,还会降低学习效率,这就要求学校统筹管理,合理安排教学时间,尽量按天平均分配,也可以适当增加课间休息时间。如图3所示,17.39%的学生认为老师使用软件过多,学校可以对教学平台进行调研,要求教师统一使用功能齐全的教学平台,以节约资源,减轻学生的负担,同时学校也要加强对教师、学生的有效监督,采取相关措施,确保教学质量。
四、结束语
线上教学不但可以打破学生与教师之间的时空限制,且教学资源丰富,还能提高学生的自主学习能力,因此对线上教学需要进一步总结和反思。本文对2020级土木工程专业《钢结构基本原理》线上授课存在的问题进行了问卷调查,根据调查分析结果得出,线上教学仍存在一些不足,比如课程内容难、学生可能出现“虚位学习”的现象、师生间互动性差、教学评价不合理、学校缺乏统筹管理等。对此,本文从课前准备、课中讲授、教学评价、思政教育、学校管理等方面提出教学改革建议,期望以此激发学生的学习兴趣,保证学生的学习效果。同时,根据调查结果可知,线上教学在推动我国教学改革之路上,将具有非常重要的意义。
作者单位:卢杨 泰山科技学院 建筑工程学院
侯兴民 烟台大学 土木工程学院
参 考 文 献
[1]葛清蕴,卞祝,戈海玉.应用型本科院校钢结构基本原理课程教学改革实践[J].安阳工学院学报, 2019,18(6):113-114.
[2]王展光,蔡萍,邵建华,等.“钢结构基本原理”课程教学改革对策研究[J].重庆建筑,2022(5):24-26.
[3]杨金玲,曹先革,王霞迎.后疫情时代“线上+线下”混合教学模式创新——以测绘类课程视角[J].测绘工程,2021,30(1):71-75.
[4]庄一舟,陈俊杰,郑国平.基于留学生的钢结构基本原理及设计课程教学探讨[J].高等建筑教育, 2020,29(4):95-100.
[5]邓岳川,王延霞,李德亮,等.基于MOOC翻转课堂的“GPS 原理与应用”课程教学改革实践[J].测绘工程,2017,26(2):76-80.
[6]程钢,杨杰,吴志强,等.SAKAI平台下程序设计与开发课程混合式学习的研究与应用——以测绘工程“C 语言程序设计”为例[J].测绘通报,2016(9):133-136.