李長鳳　杜文學　薛志成　姜云　楊悅

摘要：基于大數據對高等教育產生的巨大影響，文章聚焦土木工程專業(yè)荷載與結構設計方法課程教學，通過分析該課程的教學現狀和存在問題，探討課程教學改革方法和途徑，闡述依托大數據平臺建設的荷載與結構設計方法課程教學內容體系、教學方法和模式、教學環(huán)境及考核評價體系的改革措施，旨在實現教育教學現代化、信息化，促進課程教學質量的提高，培養(yǎng)適應大數據需求的土木工程專業(yè)應用創(chuàng)新型人才。

關鍵詞：大數據；荷載與結構設計方法課程；教學研究；教學現代化

中圖分類號：G642.0；TU 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2016）05-0086-04

大數據是21世紀的重要技術革新成果，大數據開發(fā)與應用帶來更多新技術的出現，各行各業(yè)也急需適應大數據發(fā)展的人才。2015年8月國務院頒發(fā)的促進大數據發(fā)展綱要提出了應加快適應大數據發(fā)展需求的人才培養(yǎng)，所以培養(yǎng)適應大數據時代需求的創(chuàng)新人才是擺在高等學校面前的重要任務[1-4]。目前，國內高校土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)還不能滿足大數據產業(yè)的需求，基于大數據背景下的教學改革也比較少[5-8]，所以應積極推進基于大數據背景下的土木工程專業(yè)課程改革。結合土木工程專業(yè)背景和社會實際需求，融合大數據時代的技術和思想開展土木工程專業(yè)課程教學改革，除了要培養(yǎng)學生的基本技能，還應注重培養(yǎng)學生對海量數據的采集、存儲、管理、挖掘與分析等綜合能力。黑龍江科技大學土木工程專業(yè)荷載與結構設計方法課程組開展了面向大數據需求的教學改革。該項改革以荷載與結構設計方法課程的基本知識為基礎，以項目為載體，以培養(yǎng)學生獲取信息的能力、分析能力、工程實踐能力和綜合應用的能力為主線，從教學內容、教學方法、教學手段等方面進行改革探索，力求實現“信息—知識—能力”一體化課程教學目標。

一、大數據背景下荷載與結構設計方法課程教學現狀及存在問題

（一）教學內容離散，系統(tǒng)性差，知識跨越性大

由于該課程涵蓋了數學、力學及土木工程所有專業(yè)課程的荷載基本計算及原理知識，而且教材各個章節(jié)的內容聯系不緊密，所以各章節(jié)的知識跨越性大、連貫性差，導致學生學習效果不盡人意。此外，與修訂后的新規(guī)范相配套的教材內容滯后，導致教學內容差異性大，教師只能將新規(guī)范內容融入教學中，學生學習起來常常感到很茫然。加上該課程是專業(yè)基礎課，其教學內容很多是后續(xù)專業(yè)課的內容，學生由于對專業(yè)課內容不了解，也不明白該課程的具體實際用途，因此對課程的重要性認識不夠，以致學習效果差。

（二）主導思想滯后，教學方法、教學手段更新慢

教學中盡管教師也不斷改進教學方法和手段[9]，如創(chuàng)設啟發(fā)式、討論式、案例式、比較式、互動式等教學方法，但是并沒有從根本上改變以教師講授為主導的教學理念。在大數據時代，信息量大，而且傳播速度快，很多知識僅靠教師的講授是無法跟上信息時代步伐的。因此，教師必須要轉變教學思維，構建教師與學生合作、協(xié)同參與的多元教學模式。

二、大數據時代背景下課程教學改革的總體思路

筆者所在學校荷載與結構設計方法課程教學改革總體思路：遵照國家大數據時代加快創(chuàng)新人才培養(yǎng)的綱要要求，結合土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)需求，以及荷載與結構設計方法課程內容特點，借鑒國內外先進的教學理念、教學方式、方法和手段，以大數據建設為平臺，以荷載與結構設計方法課程建設項目為載體，以培養(yǎng)學生獲取信息的能力、分析能力、工程實踐能力和綜合應用能力為主線，實現“信息—知識—能力”一體化課程教學目標（見圖1）。大數據時代背景下，最大程度挖掘學生潛力，使荷載與結構設計方法課程教學模式越來越趨于理性，教學活動更多地開展實踐教學和情感教學，充分彰顯以學生為本的教學理念，讓教師與學生的溝通越來越多，讓教學互動性越來越強，進一步完善該課程現代多元化的教學模式。

三、基于大數據需求的課程改革路徑

（一） 依托大數據平臺建設，構建分層次、分模塊的課程內容體系

基于大綱要求，在改革原來課程內容的基礎上進一步梳理，分成荷載計算與結構設計方法兩個層次，然后將荷載計算分成豎向荷載、水平荷載兩個大模塊，結構設計方法分為結構可靠度理論、規(guī)范設計方法，并注重內容與新規(guī)范之間的差別，強調新舊規(guī)范的對比，同時更新規(guī)范知識，突出以信息化為主導，將各模塊的內容與專業(yè)課程內容銜接起來，教學中引入各專業(yè)課程知識，將荷載課程內容平臺與專業(yè)課程平臺進行合理的銜接。

（二）借鑒國內外先進的教學經驗，構建“信息化、開放式、多元化”的教學模式

1.構建“多元混合式”教學模式，實現翻轉課堂教學

借鑒“慕課”網絡教學平臺的教育模式，開發(fā)該課程的網絡教學平臺，構建“多元混合式”教學模式，實現課程教學信息化。該課程教學中將網絡在線教學與課堂教學相結合，實現每節(jié)荷載課程的課前網絡在線導學，特別對課程中涉及的相關專業(yè)課程內容提前在導學內容中進行布置，學生可以利用多方資源有針對性地提前對相關內容進行學習。在課堂上教師可組織學生對學習過程中的收獲、問題和心得進行交流、解答和分享，并針對學生的學習情況進行有針對性的指導和講解，對教學內容的主要知識點進行總體梳理和總結，整個教學過程實現信息與知識的融合，加深教師與學生的溝通?？梢哉f這種“多元混合式”教學模式，實現了由傳統(tǒng)以教師為主的填鴨式課堂教學模式向以學生為主的翻轉課堂教學模式的轉變，有助于教學相長，有利于學生的全面發(fā)展。

2.采用微課教學的輔助模式，開放、拓展教學和學習空間

在改革傳統(tǒng)教學模式的基礎上，引入現代化的微課教學模式，發(fā)揮微課內容精短、主題鮮明的優(yōu)勢，利用其形象性、精品化、便捷性等特征，將每一章的重點和難點內容制作成微課。例如，水平荷載中的風荷載、地震、土側壓力等的計算是學習的重點，也是學習的難點，將這部分內容制作成微課后學生不僅在課堂上，而且在課堂后也可以對教師所講的內容進行學習，非常方便。將微課教學與傳統(tǒng)教學相結合，拓展了教師教學和學生學習的空間，使教學任務和學習任務得到分解，解決了傳統(tǒng)教學中課堂時間緊、任務重的問題。目前微課教學應用越來越廣，因此，在荷載課程教學中將微課教學模式與傳統(tǒng)教學模式相結合，是大數據時代荷載課程教學模式改革的有效途徑之一。

3.加強傳統(tǒng)教學模式與新的教學模式的融合

一切事物都具有兩面性，優(yōu)缺點并存，教學模式也不例外，新的教學模式也存在弊端，需要與傳統(tǒng)教學模式進行融合，這樣才可以達到事半功倍的效果。新的教學模式可以體現學生的自主性，引導學生自覺參與學習。但是針對目前學生的基本功、能力等狀況，荷載與結構設計方法課程學習還需要教師的督促和指導。另外，對荷載課程中實際規(guī)范的應用及新舊規(guī)范的對比，也需要在教師的指導下對具體實際問題進行分析，尤其需要教師與學生的及時溝通。因此，完全依靠學生通過網絡等新的教學模式仍然不能很好地解決學習中的實際問題，現代教學與傳統(tǒng)教學的融合才是理想的教學方式。

（三） 依托大數據的平臺建設，創(chuàng)建荷載課程的教學空間與學習環(huán)境

以土木工程專業(yè)大數據平臺建設為契機，創(chuàng)建荷載與結構設計方法課程教學現代化環(huán)境。通過大數據信息平臺建設，建設并完善荷載與結構設計優(yōu)秀課程網絡平臺，為教師教學、學生學習和師生交流提供網絡空間，教師和學生都可以在網絡平臺上下載該課程的學習資源、作業(yè)要求，還可以實現學生和教師在線互動、答疑解惑。此外，平臺還提供與該課程內容相關的眾多專業(yè)課程優(yōu)秀網絡資源的鏈接地址（例如：土力學、工程結構抗震、高層建筑結構等精品課程資源網址），大家可以在這里獲取與課程相關內容的有益資源。在此平臺還可獲取該課程在后續(xù)課程及工程中的實際應用實例、工程事故案例等，幫助學生明確該課程學習的重要性，拓展學生專業(yè)視野。另外，可以建立該課程的微信群和QQ群，師生可以隨時隨地進行溝通交流。教學和學習空間的拓展，能充分發(fā)揮學生和教師的主觀能動性，開闊學生的視野，增強學生的學習積極性。

（四） 依托荷載優(yōu)秀課程平臺，建立“網上—課上—卷上”一體化、全方位的考核評價體系現代化的信息技術，為荷載課程考核評價提供了眾多的評價手段。改革原有荷載與結構設計方法課程評定辦法，在繼續(xù)采取將期末最終評定與平時考核相結合的考核辦法的基礎上，基于荷載優(yōu)秀課程網絡平臺建設增加網上評價的環(huán)節(jié)，評定內容更加全面，方式更加多樣。最終期末成績（100分）=網上（15分）+課上（15分）+創(chuàng)新（10分）+期末試卷（60分）。具體考核辦法網絡評價10分：由學生在荷載課程網絡學習平臺上完成各階段學習任務及作業(yè)情況，系統(tǒng)給出評價；學生互評5分：通過網絡平臺學生提出并解決問題，學生之間給出客觀評價；創(chuàng)新實踐能力10分：學生應用荷載課程的知識對實際工程事故案例提出自己的觀點和處理辦法；課堂作業(yè)、出勤率和課堂表現各5分：課堂上學生對該課程的重視程度，對教學內容的掌握和課程參與互動情況；試卷評價60分：通過期末考試考核學生對整體內容的掌握情況。由此建立的“網上—課上—卷上”一體化、多樣性、全方位的考核評價體系（如圖2所示），打破了傳統(tǒng)的一張試卷定成績的考核辦法，是信息時代荷載課程教學改革的又一突破。

四、結語

大數據正在改變當今的社會生活，對高等教育改革也提出了一個全新的課題。本文基于教育大數據平臺建設，對荷載與結構設計方法課程教學進行前瞻性研究，從課程的教學內容體系、教學模式、教學環(huán)境及考核評價體系進行創(chuàng)新改革探索，立足該課程學科前沿，順應大數據時代的需求，充分彰顯荷載課程教學以學生為本的教學理念，最大程度挖掘學生的潛力，實現教學方法手段的現代化、多元化，以及“信息—知識—能力”一體化的教學目標，使荷載與結構設計方法課程教學符合時代的發(fā)展步伐。

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