韓超　李桐棟　吳金花　孫曉勇

［摘 要］文章歸納了結(jié)構(gòu)力學(xué)課程傳統(tǒng)教學(xué)中的“痛點(diǎn)”問(wèn)題，重構(gòu)了課程的教學(xué)內(nèi)容，形成了由課程教學(xué)內(nèi)容基本體系、延伸體系和課程思政融入體系三部分組成的三維度兩層次教學(xué)內(nèi)容體系；采用分組合作學(xué)習(xí)模式，設(shè)計(jì)了合作學(xué)習(xí)的組織和教學(xué)過(guò)程；介紹了課程教學(xué)評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)主體和運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行的即時(shí)反饋；總結(jié)了教學(xué)改革的成效，并提出展望。

［關(guān)鍵詞］結(jié)構(gòu)力學(xué)；教學(xué)改革；內(nèi)容重構(gòu)；合作學(xué)習(xí)；課程思政

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2022）09-0092-03

自新時(shí)代全國(guó)高校本科教育工作會(huì)議召開(kāi)以來(lái)，全國(guó)各高校、各專(zhuān)業(yè)紛紛落實(shí)會(huì)議精神，堅(jiān)持立德樹(shù)人根本任務(wù)，以“新工科、新農(nóng)科、新醫(yī)科、新文科”建設(shè)理念為引領(lǐng)，聚焦教學(xué)創(chuàng)新，推進(jìn)教學(xué)改革和課程建設(shè)[1]。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程是各專(zhuān)業(yè)課程體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到專(zhuān)業(yè)教育質(zhì)量。結(jié)構(gòu)力學(xué)作為土木工程、水利水電工程和其他有關(guān)工科專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課[2]，一方面它以高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、理論力學(xué)和材料力學(xué)等基礎(chǔ)課程為先修課程；另一方面，它又是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工及抗震等相關(guān)的各專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)，在各工程專(zhuān)業(yè)課程體系中處于承前啟后的中心地位，是連接基礎(chǔ)力學(xué)課與專(zhuān)業(yè)課的紐帶[3]。本文將對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)改革過(guò)程中有關(guān)教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)和分組合作學(xué)習(xí)模式的實(shí)踐進(jìn)行介紹。

一、 結(jié)構(gòu)力學(xué)課程傳統(tǒng)教學(xué)中的“痛點(diǎn)”

根據(jù)筆者的長(zhǎng)期教學(xué)工作總結(jié)和對(duì)學(xué)生進(jìn)行的問(wèn)卷調(diào)查，本文對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中主要存在的“痛點(diǎn)”問(wèn)題歸納如下。

（一）對(duì)學(xué)生已有理論知識(shí)基礎(chǔ)要求較高，部分學(xué)生接受較困難

學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)前需要先修的數(shù)學(xué)和其他基礎(chǔ)力學(xué)課程均為有一定理論深度的課程。學(xué)生的上述課程的知識(shí)基礎(chǔ)在很大程度上影響著他們對(duì)本門(mén)課程的興趣、學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果[4]。在傳統(tǒng)的課程教育中，教師對(duì)所用到的先修基礎(chǔ)課程知識(shí)的處理往往是提點(diǎn)其出處，部分基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)的學(xué)生能夠當(dāng)堂領(lǐng)會(huì)，而大部分學(xué)生只能理解個(gè)似是而非。長(zhǎng)期的應(yīng)試教育使學(xué)生對(duì)已經(jīng)通過(guò)考試的基礎(chǔ)理論課程有天然的惰性，很少有學(xué)生會(huì)再翻看“塵封”的基礎(chǔ)課教材，因此對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)也只能是囫圇吞棗。

（二）部分學(xué)生專(zhuān)業(yè)認(rèn)知度低，難以做到理實(shí)結(jié)合

各工程專(zhuān)業(yè)的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程一般在大三開(kāi)設(shè)。這時(shí)的學(xué)生對(duì)工程的認(rèn)知度不高，結(jié)構(gòu)工程經(jīng)驗(yàn)幾乎為零，雖知道本課程是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，但對(duì)其與實(shí)際工程的關(guān)聯(lián)了解不深[5]。對(duì)課程指向的工程實(shí)際意義理解的缺失，使學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過(guò)程中疲于對(duì)各種算法的掌握，卻不清楚為什么算，更談不上對(duì)課程所蘊(yùn)含的方法論和價(jià)值觀的體會(huì)。

（三）學(xué)生之間的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果差異較大

只有為數(shù)不多的學(xué)生喜歡本課程是出于興趣、專(zhuān)業(yè)需求和自身素質(zhì)提高，這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也相對(duì)較好；大部分學(xué)生更為關(guān)注的是本課程對(duì)學(xué)業(yè)成績(jī)、考研和就業(yè)方面的作用，這些學(xué)生基本能達(dá)到本課程的學(xué)習(xí)要求；也存在一定比例的學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)處于被動(dòng)狀態(tài)，難以順利通過(guò)課程考核。

二、明確教學(xué)理念與教學(xué)目標(biāo)

針對(duì)以上問(wèn)題，課題組進(jìn)行了教學(xué)改革設(shè)計(jì)，并堅(jiān)持以學(xué)生發(fā)展為中心、使學(xué)生的知識(shí)能力與工程倫理融合發(fā)展、科學(xué)素養(yǎng)與價(jià)值觀協(xié)同養(yǎng)成的理念，實(shí)施課程建設(shè)和教學(xué)改革。

基于高等學(xué)校力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)發(fā)布的《高等學(xué)校理工科非力學(xué)專(zhuān)業(yè)力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》，并根據(jù)社會(huì)發(fā)展需求、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的需求以及學(xué)生本身的發(fā)展需求，學(xué)校對(duì)課程原有的知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)進(jìn)行了調(diào)整，同時(shí)根據(jù)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，增加了情感、態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo)，形成了現(xiàn)在的三維目標(biāo)體系。

三、重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容

本課程摒棄了平鋪直敘的一維知識(shí)性教學(xué)內(nèi)容體系，采用三維度兩層次的教學(xué)內(nèi)容體系。本體系包括課程教學(xué)內(nèi)容基本體系、延伸體系和課程思政融入體系三部分。

（一）教學(xué)內(nèi)容基本體系的形成

首先，解構(gòu)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程原有教學(xué)內(nèi)容，并多渠道收集整理與課程的知識(shí)、能力、態(tài)度、情感和價(jià)值觀培養(yǎng)目標(biāo)直接相關(guān)的元素，對(duì)其進(jìn)行提煉和分類(lèi)后形成課程的核心學(xué)習(xí)點(diǎn)，這是教學(xué)內(nèi)容體系的第一維度。

然后，理清與結(jié)構(gòu)力學(xué)課程各核心學(xué)習(xí)點(diǎn)相關(guān)的先修課程知識(shí)點(diǎn)，并將其作為本課程的支撐學(xué)習(xí)點(diǎn)，建立核心學(xué)習(xí)點(diǎn)與支撐學(xué)習(xí)點(diǎn)的精準(zhǔn)聯(lián)系。收集對(duì)應(yīng)先修課程的在線開(kāi)放課程資源，并進(jìn)行拆分處理，形成支撐學(xué)習(xí)點(diǎn)的微課視頻，用于在課前推送給學(xué)生。

接下來(lái)，針對(duì)各核心學(xué)習(xí)點(diǎn)，或找出其與后續(xù)課程的聯(lián)系，或引入工程情境、融合實(shí)際案例，或聯(lián)系學(xué)科、產(chǎn)業(yè)和社會(huì)歷史及發(fā)展，形成課程的作用學(xué)習(xí)點(diǎn)。課程的支撐學(xué)習(xí)點(diǎn)和作用學(xué)習(xí)點(diǎn)共同構(gòu)建起了教學(xué)內(nèi)容體系的第二維度。

最后，梳理各核心學(xué)習(xí)點(diǎn)、支撐學(xué)習(xí)點(diǎn)和作用學(xué)習(xí)點(diǎn)之間的關(guān)系，重構(gòu)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容基本體系。結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中各部分的學(xué)習(xí)點(diǎn)數(shù)量分布見(jiàn)表1。

（二）教學(xué)內(nèi)容延伸體系的形成

對(duì)應(yīng)基本體系中的各學(xué)習(xí)點(diǎn)，將學(xué)生競(jìng)賽（如大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽、結(jié)構(gòu)大賽等）、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展趨勢(shì)、學(xué)科發(fā)展的前沿及社會(huì)熱點(diǎn)等有機(jī)融入，尤其要選取具有開(kāi)放性的、便于學(xué)生自主探究的及有一定挑戰(zhàn)度的元素。這些元素構(gòu)成教學(xué)內(nèi)容的延伸體系。這個(gè)延伸體系是開(kāi)放性的，可以增刪、替換，或者隨著其內(nèi)容的成熟固化到基本體系中。

（三）課程思政融入體系的形成

課程思政是本教學(xué)內(nèi)容體系的第三維度。課程思政內(nèi)容體系的設(shè)計(jì)要注意以下兩點(diǎn)：第一，立足于本專(zhuān)業(yè)和本課程，不能“牽強(qiáng)附會(huì)”，不要“另起爐灶”，要在“守正”的前提下進(jìn)行深入的挖掘；第二，課程中的思政內(nèi)容雖然多是以散點(diǎn)形式呈現(xiàn)，但應(yīng)該理清其內(nèi)在聯(lián)系，并形成體系，以避免功能性重復(fù)或遺漏。

具體實(shí)施時(shí)，在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容基本體系的核心學(xué)習(xí)點(diǎn)、作用學(xué)習(xí)點(diǎn)中提取帶有課程思政性質(zhì)的學(xué)習(xí)點(diǎn)或元素，分析其與各情感、態(tài)度、價(jià)值觀培養(yǎng)目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)其思政性質(zhì)進(jìn)行比較和篩選，最后將總體教學(xué)內(nèi)容中的課程思政內(nèi)容融入體系。

四、構(gòu)建分組合作學(xué)習(xí)模式

為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課題組調(diào)查了學(xué)生對(duì)各種熱門(mén)課外活動(dòng)（棋類(lèi)、體育、網(wǎng)絡(luò)游戲、社交平臺(tái)和自媒體等）的興趣與主動(dòng)性的來(lái)源，結(jié)果見(jiàn)表2。由調(diào)查結(jié)果可知，對(duì)未知事物的探索、被他人信任和認(rèn)可、群體合作和成功的喜悅等是學(xué)生共有的最主要的動(dòng)因。通過(guò)教學(xué)組織和教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)，將這些動(dòng)因引入結(jié)構(gòu)力學(xué)課程學(xué)習(xí)中，構(gòu)建引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究和合作學(xué)習(xí)的分組合作學(xué)習(xí)模式。

（一）分組合作學(xué)習(xí)的組織

將班級(jí)學(xué)生以8～10人一組分成若干學(xué)習(xí)小組。小組成員輪流擔(dān)任組長(zhǎng)，輪值組長(zhǎng)負(fù)責(zé)該小組本輪次的組內(nèi)學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織和記錄工作，擔(dān)任小組間分享和討論時(shí)的發(fā)言代表，并組織本組本輪次的學(xué)生互評(píng)。學(xué)生分組進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，變個(gè)體獨(dú)立認(rèn)識(shí)過(guò)程為群體合作探究過(guò)程，創(chuàng)建融獨(dú)立學(xué)習(xí)與群體學(xué)習(xí)于一體的學(xué)習(xí)共同體。同時(shí)，將師生關(guān)系由傳統(tǒng)教學(xué)中的“教師主導(dǎo)—學(xué)生服從”轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖處熞I(lǐng)—學(xué)生探究”，以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性[6]。

（二）分組合作學(xué)習(xí)的教學(xué)過(guò)程

教師對(duì)課堂和課外的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行一體化的教學(xué)設(shè)計(jì)：課堂教學(xué)、課外線上資源、調(diào)研項(xiàng)目、討論問(wèn)題、作業(yè)和實(shí)踐等緊扣教學(xué)內(nèi)容體系，并相互連接，保證其高效性和適用性。在這個(gè)過(guò)程中，教師要充分利用線上智慧教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的組織、管理和記錄。

課前將相應(yīng)支撐學(xué)習(xí)點(diǎn)等在線學(xué)習(xí)內(nèi)容推送給學(xué)生，學(xué)生按需自主學(xué)習(xí)。輪值組長(zhǎng)掌握本組成員對(duì)支撐學(xué)習(xí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況，以便其組織后續(xù)的組內(nèi)學(xué)習(xí)和討論。

課堂教學(xué)采用對(duì)分課堂方式。根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)的課程性質(zhì)將講授、內(nèi)化吸收和討論過(guò)程的時(shí)間比例定為6：2：2。其中，教師講授涵蓋教學(xué)內(nèi)容的核心學(xué)習(xí)點(diǎn)和部分作用學(xué)習(xí)點(diǎn)，并融入課程思政。講授過(guò)程注重利用智慧教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行師生互動(dòng)：教師可以在線點(diǎn)名、在線發(fā)布問(wèn)題、在線評(píng)價(jià)；學(xué)生可在線發(fā)言、在線投稿或在線測(cè)驗(yàn)，每位學(xué)生都能參與。內(nèi)化吸收和討論過(guò)程則以小組形式進(jìn)行，討論主題針對(duì)教學(xué)內(nèi)容的作用學(xué)習(xí)點(diǎn)和延伸體系進(jìn)行設(shè)置。在討論過(guò)程中鼓勵(lì)學(xué)生輸出、分享、質(zhì)疑，從而形成小組成員相互帶動(dòng)機(jī)制。

課后推送作業(yè)和實(shí)踐任務(wù)，并根據(jù)學(xué)生完成情況進(jìn)行反饋和過(guò)程評(píng)價(jià)。利用各組組長(zhǎng)提交的學(xué)習(xí)記錄和教學(xué)平臺(tái)的信息系統(tǒng)進(jìn)行課前—課上—課后全周期的教學(xué)數(shù)據(jù)分析，服務(wù)于教學(xué)監(jiān)控、評(píng)價(jià)、保障及反思等工作。

（三）評(píng)價(jià)與反饋

評(píng)價(jià)內(nèi)容對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)全覆蓋，即包括課前學(xué)習(xí)、課上表現(xiàn)和課后學(xué)習(xí)中的知識(shí)、能力、情感、態(tài)度、思想等。評(píng)價(jià)方法多樣，除考試、問(wèn)答、作業(yè)、考勤等傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法外，合作學(xué)習(xí)過(guò)程中的分享、質(zhì)疑、匯報(bào)、協(xié)作等也被納入評(píng)價(jià)內(nèi)容中。評(píng)價(jià)主體要多元化，除教師評(píng)價(jià)以外，還可以引入小組評(píng)分和學(xué)生互評(píng)。

傳統(tǒng)教學(xué)中的教師反饋主要是面對(duì)面輔導(dǎo)答疑、作業(yè)批改和考后評(píng)分，但由于課外時(shí)間師生空間的阻隔，學(xué)生往往不能得到即時(shí)反饋。信息技術(shù)的運(yùn)用可以從兩個(gè)方面很好地解決這一問(wèn)題：第一，打破了課外時(shí)間師生的空間阻隔，利用智慧教學(xué)平臺(tái)拍照和附件上傳、語(yǔ)音回復(fù)、屏幕手寫(xiě)和分享鏈接等功能，使得在線輔導(dǎo)效果不亞于面對(duì)面輔導(dǎo)，甚至效果更好；第二，在線上習(xí)題中，教師可以預(yù)先設(shè)置答案，學(xué)生答題之后即刻自動(dòng)公布答案。這樣，對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑惑和除考試以外的評(píng)價(jià)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，可以進(jìn)行即時(shí)反饋，建立評(píng)價(jià)、反饋和改進(jìn)的閉合體系，使評(píng)價(jià)不僅是教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)效果的手段，更是學(xué)生持續(xù)改進(jìn)的需要。

五、成效和展望

通過(guò)建立核心學(xué)習(xí)點(diǎn)與支撐學(xué)習(xí)點(diǎn)的精準(zhǔn)聯(lián)系，以及充分利用各支撐學(xué)習(xí)點(diǎn)的在線資源，解決了學(xué)生先修課程理論知識(shí)基礎(chǔ)欠缺的問(wèn)題；通過(guò)引入作用學(xué)習(xí)點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)本課程與實(shí)際工程的關(guān)聯(lián)性有了清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)課程內(nèi)容更易于掌握；課程思政內(nèi)容的融入，使學(xué)生對(duì)課程所蘊(yùn)含的方法論和價(jià)值觀有所體會(huì)。問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有94%的學(xué)生認(rèn)為重構(gòu)后的教學(xué)內(nèi)容體系對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的學(xué)習(xí)有幫助。統(tǒng)計(jì)學(xué)生提交的課程報(bào)告中有關(guān)情感、態(tài)度和思想元素出現(xiàn)的頻次，發(fā)現(xiàn)除了有幾個(gè)熱點(diǎn)詞匯高頻出現(xiàn)，學(xué)生們還給出了很多令人驚喜的新元素，并且古今中外都有，見(jiàn)表3。

分組合作學(xué)習(xí)增加了課程教學(xué)對(duì)每個(gè)學(xué)生的關(guān)注度，使每個(gè)學(xué)生都有主動(dòng)參與的機(jī)會(huì)，小組內(nèi)各成員能夠相互帶動(dòng)、共同進(jìn)步，縮小了學(xué)生之間的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果差異。2020年秋期，課題組所執(zhí)教的土木工程專(zhuān)業(yè)班級(jí)的結(jié)構(gòu)力學(xué)成績(jī)優(yōu)良率為88.89%，平均成績(jī)?yōu)?5.22分，無(wú)不及格學(xué)生，成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差6.66?？梢?jiàn)，基于重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容的小組合作學(xué)習(xí)，較有效地解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題。

為了進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，今后課題組將在此基礎(chǔ)之上探索把翻轉(zhuǎn)課堂和SPOC混合教學(xué)等應(yīng)用于結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)的路徑。另外，在現(xiàn)階段各高校本科課程的教學(xué)改革中，各門(mén)課程“自?huà)唛T(mén)前雪”的現(xiàn)象還較為普遍，期待今后在進(jìn)行教學(xué)改革與創(chuàng)新時(shí)，各高校能加強(qiáng)課程間的聯(lián)系和學(xué)科間的互動(dòng)，從各門(mén)課程“單兵作戰(zhàn)”發(fā)展為相關(guān)課程組乃至課程體系協(xié)同的“集體發(fā)力”，營(yíng)造全面“質(zhì)量改革”的良好氛圍。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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