《钢结构基本原理》课程线上教学探讨

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.