高蘭蘭，黃海燕，李 爽

（1.云南農(nóng)業(yè)大學 水利學院，云南 昆明 650051；2.云南水利水電職業(yè)學院，云南 昆明 650051；3.中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司 水環(huán)境分院，云南 昆明 650051）

“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學”課程是水利水電工程專業(yè)核心課程。該課程計算公式多且復(fù)雜，參數(shù)多易混淆，知識點瑣碎，構(gòu)造要求多，理解難度較大［1］，與實際工程聯(lián)系緊密。傳統(tǒng)的教學模式過于枯燥，導(dǎo)致學生畏難情緒較大，學習效果不佳。

針對該課程在教學改革中普遍存在的問題，課程組采用線上線下混合的教學模式，結(jié)合課程特點，在課程教學改革方面做了一些探索。

一、課程簡介

（一）課程基本情況

“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學”是水利水電工程專業(yè)核心課程之一，在水利水電工程專業(yè)的培養(yǎng)方案中占有非常重要的地位。該課程是一門實踐與理論相結(jié)合的課程，通過課程學習，學生應(yīng)掌握鋼筋混凝土構(gòu)件的基本力學性能，掌握水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原理與方法。該課程在專業(yè)課程與基礎(chǔ)課程中發(fā)揮著承上啟下的關(guān)鍵作用，它的先行課程為“建筑材料”“材料力學”“結(jié)構(gòu)力學”“水利工程制圖”等，后續(xù)課程有“水工建筑物”“水電站”“水利工程施工”等。該課程既有理論推導(dǎo)又有實驗研究，同時與行業(yè)規(guī)范、工程實際聯(lián)系緊密［2］，兼具專業(yè)課與基礎(chǔ)課的特征。通過本課程的學習，學生可以在知識層次、能力層次及思維層次上得到提升。因此，開展本課程的線上線下混合式教學具有開創(chuàng)性的意義。

（二）教學目標

教學目標主要是面向?qū)I(yè)能力培養(yǎng)，是顯性的［3］?！八や摻罨炷两Y(jié)構(gòu)”作為水利水電工程專業(yè)的核心課程，其教學目標如下。

1.掌握分析水工鋼筋混凝土的基本原理，包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念、材料的物理力學性能、基本受力構(gòu)件的構(gòu)造要求等。

2.理解并熟練掌握各種基本構(gòu)件在承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下的計算設(shè)計方法，能夠根據(jù)規(guī)范要求設(shè)計水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件（受彎、受壓、受拉、受扭構(gòu)件）。

3.能運用水利水電工程實驗基本原理和分析方法進行實驗設(shè)計、操作和結(jié)果分析，具有解決水利水電工程領(lǐng)域復(fù)雜問題的創(chuàng)新綜合能力。

二、混合教學模式下的課程教學設(shè)計

線上線下混合教學模式運用現(xiàn)代信息技術(shù)，借助雨課堂、智慧樹、慕課等學習平臺，采取啟發(fā)式、案例式等教學手段，實現(xiàn)課程的全方位、全過程教學。將課程教學貫穿課前自學、課中內(nèi)化、課后反思和第二課堂四個環(huán)節(jié)，可有效地激發(fā)學生學習興趣，化被動為主動，提高教學效果，以保證知識目標、能力目標、素質(zhì)目標的同時達成。

課前，教師通過雨課堂平臺向?qū)W生發(fā)布本次課程的學習任務(wù)，向?qū)W生推送預(yù)習課件、微課視頻等資源，微課視頻資源內(nèi)容與本節(jié)課程的學習內(nèi)容相關(guān)。學生通過提綱性的預(yù)習課件，完成本次課程內(nèi)容的初步學習。預(yù)習課件包含重點內(nèi)容的自測題，教師根據(jù)學生做題情況，及時調(diào)整教學策略，進一步明確課堂教學重點和難點。同時，要求學生根據(jù)微課視頻內(nèi)容發(fā)表自己的觀點和看法，課前隨機抽取1～2名學生進行5分鐘的觀點展示。

課中，廣泛采用啟發(fā)式、案例式、探究式的教學手段［4］對教學中的重點和難點進行講解，綜合運用動畫演示、虛擬仿真技術(shù)、工程事故案例分析等手段，深入淺出，舉一反三，解決教學中的重點和難點問題。結(jié)合雨課堂發(fā)布的預(yù)習任務(wù)，在課上進行小組匯報+小組討論，完成互助式學習，這樣教師也完成了由“主演”向“導(dǎo)演”的角色轉(zhuǎn)變。這樣的教學形式，一方面增加了學生對知識的理解，提高了團隊合作水平；另一方面，可促進多種觀點的形成，磨煉了學生的探究和科研能力。課堂講解過程中，注重對學生思維的訓(xùn)練，引導(dǎo)學生積極思考，梳理重點和難點知識。同時，注重培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的民族自豪感、家國情懷、大國工匠精神、科學精神和職業(yè)素養(yǎng)。

課后，要求學生在規(guī)定的時間內(nèi)完成教師在雨課堂上推送的課后作業(yè)和章節(jié)測試，并將成果按時提交至雨課堂平臺，查漏補缺，鞏固課堂學習成果。線下，每周安排一次答疑課。答疑是課堂教學的重要補充，一些與課程相關(guān)的探索性問題、爭議較大的問題都可以在答疑課中解答。同時，教師定期在線上給學生推薦一些典型工程紀錄片（如三峽大壩、港珠澳大橋）或者工程倫理方面的電影，讓學生觀看并線上提交觀后感，培養(yǎng)學生的文化自信和民族自豪感，以及追求卓越的工匠精神。

三、混合式教學模式下的課程教學實施

以“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”第5.3節(jié)“偏心受壓構(gòu)件的計算”為例，說明線上線下混合教學模式的課程實施過程。

（一）學情分析

教學對象為水利水電工程專業(yè)大三的學生，先行課有“理論力學”“材料力學”“結(jié)構(gòu)力學”“建筑材料”，也學完了本課程第3章的全部內(nèi)容和第5章第1、2節(jié)的內(nèi)容，了解了受彎構(gòu)件截面設(shè)計和偏心受壓構(gòu)件的一些概念，但學生對偏心受壓構(gòu)件配筋計算的內(nèi)容了解不足，因此在授課時，教師要結(jié)合啟發(fā)式教學法、案例分析教學法、探討問題教學法開展課堂教學。

大三學期課程較多，部分學生在上課時會出現(xiàn)乏累和精力不集中的現(xiàn)象，接受知識的能力有限，因此，教師應(yīng)該增加與學生的互動，掌控教學節(jié)奏，避免“填鴨式”教學。

（二）內(nèi)容分析

介紹偏心受壓構(gòu)件正截面兩種破壞形態(tài)時，對于受拉破壞（大偏心破壞），可結(jié)合受彎構(gòu)件雙筋矩形截面的破壞特征進行對比學習；對于受壓破壞（小偏心破壞），由于情況較多，可借助應(yīng)力分布圖形進行分析理解。此外，講述偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的一般計算公式時，應(yīng)讓學生重點理解其適用條件。

（三）教學目標

講述偏心受壓構(gòu)件的計算公式，可為后續(xù)對稱配筋計算奠定基礎(chǔ)。學生通過學習，能夠熟練掌握偏心受壓構(gòu)件正截面兩種破壞形態(tài)的特征及其正截面上應(yīng)力的計算簡圖；掌握偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力一般計算公式的原理；同時結(jié)合相關(guān)構(gòu)造要求，完成偏心受壓構(gòu)件的配筋計算，正確繪制配筋圖。

（四）教學重點和難點

教學重點：偏心受壓構(gòu)件正截面的兩種破壞形態(tài)。教學難點：偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的計算公式。

（五）教學媒體與資源選擇

教學媒體有PPT和教學動畫，教學資源選擇雨課堂和大學慕課，推動混合式教學、形成性評價、多通道互動，增加課程教學的趣味性。

（六）課堂教學創(chuàng)新點

結(jié)合雨課堂，進行混合式教學，實施形成性評價，形成多通道互動，增加教學的趣味性。在雨課堂上推送習題，及時鞏固重點和難點知識，可調(diào)動學生的課堂參與度，集中學生的注意力。除采用傳統(tǒng)的教學方法外，還要靈活運用啟發(fā)式教學法、案例式教學法、探究式教學法。

（七）教學環(huán)節(jié)

1.線上課前準備。教師活動：在雨課堂上發(fā)布預(yù)習任務(wù)課件，明確教學目標及重點和難點，引導(dǎo)學生自主學習，關(guān)注教學平臺學生的完成情況和效果；上傳地震時由于柱子破壞引起的結(jié)構(gòu)倒塌的工程實例視頻，提出討論問題：結(jié)構(gòu)中柱子和梁的重要性比較；根據(jù)預(yù)習效果分析，確定教學重點和難點：小偏心受壓構(gòu)件破壞的三種形式。學生活動：登錄平臺，觀看教師推送的視頻；自主學習，完成預(yù)習課件的學習和測試；思考問題原因，查找錯題原因，明確學習重點；就預(yù)習時有疑問的地方與教師在線交流互動。設(shè)計意圖：發(fā)布預(yù)習題目，主要目的是檢驗學生的自學情況，教師根據(jù)學生預(yù)習效果，及時調(diào)整教學策略，進一步明確課堂教學重點和難點；教師推送視頻并提出問題，目的是讓學生在專業(yè)學習中培養(yǎng)職業(yè)道德和責任意識，樹立工程無小事的意識。

2.線下課堂內(nèi)化。教師活動：回顧上節(jié)課的教學內(nèi)容，利用雨課堂隨機選人功能就預(yù)習課件中提出的討論問題發(fā)表看法，并進行思考，使學生意識到土木工程師提高社會責任意識的重要性，點評學生課前預(yù)習完成情況（5分鐘）；采用啟發(fā)式、案例式、探究式等教學手段對教學重點和難點偏心受壓構(gòu)件正截面的兩種破壞形態(tài)和計算公式進行講解，綜合運用動畫演示、模型展示、類比學習等手段，舉一反三，最終解決教學的重點和難點問題（55分鐘）；利用雨課堂發(fā)放課堂活動任務(wù)單“偏心受壓構(gòu)件兩種破壞發(fā)生的條件、破壞特征、破壞時截面的應(yīng)力和應(yīng)變分布”，要求學生以小組為單位討論，在規(guī)定的時間提交討論結(jié)果，教師巡回指導(dǎo)，記錄數(shù)據(jù)進行過程評價（25分鐘）；總結(jié)兩種破壞的本質(zhì)區(qū)別，點評小組討論結(jié)果，強調(diào)本節(jié)課的教學重點和難點（5分鐘）。學生活動：回顧受彎構(gòu)件計算公式建立的基本假定，被隨機抽到的學生發(fā)表自己就柱子倒塌造成工程事故的看法；分小組討論總結(jié)：兩種破壞發(fā)生的條件、破壞特征、破壞時截面的應(yīng)力和應(yīng)變（包括受拉鋼筋、受壓鋼筋、受壓區(qū)混凝土），在教師的指導(dǎo)下完成小組討論教學活動；繪制受彎構(gòu)件的雙筋矩形截面應(yīng)力分布圖；根據(jù)教師的引導(dǎo)，將應(yīng)力分布圖改為偏心受壓構(gòu)件的應(yīng)力分布圖，根據(jù)應(yīng)力分布圖，建立力的平衡和力矩平衡公式，反思類比學習法的應(yīng)用；根據(jù)教師的總結(jié)評價，反思并鞏固本次學習的重點和難點。設(shè)計意圖：采用多種教學方法和手段對教學重點和難點進行集中講授，旨在提高學生學習興趣，加深對重點和難點知識的理解和掌握；課堂活動旨在活躍課堂氣氛，提高學生自主學習能力，引導(dǎo)學生主動思考，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的團隊精神。

3.線上課后提升。教師活動：推送課后作業(yè)題，及時關(guān)注學生作業(yè)完成情況，重點關(guān)注課前預(yù)習測試效果不佳的學生課后作業(yè)效果，思考教學策略；推送港珠澳大橋工程相關(guān)紀錄片，要求學生觀看并在規(guī)定時間提交觀后感，指出港珠澳大橋工程中涉及的偏心受壓構(gòu)件；布置下一堂課的任務(wù)，明確下一堂課的目標及重點和難點，引導(dǎo)學生自主學習，關(guān)注教學平臺上學生的完成情況和效果，為下一堂課的教學做好準備。學生活動：登錄雨課堂，領(lǐng)取課后任務(wù)，完成本節(jié)課的課后作業(yè)；自主學習，完成下一堂課的預(yù)習測試；思考錯題原因，查找不足，明確下一堂課的學習目標；就沒有掌握的內(nèi)容或者下一堂課的內(nèi)容與教師進行線上交流互動。設(shè)計意圖：課后，教師推送課后作業(yè)和章節(jié)測試，旨在強化課堂知識學習，查漏補缺，鞏固課堂學習成果；要求學生觀看紀錄片，主要是為了讓學生將課堂理論學習與實際工程聯(lián)系起來，加深對課堂知識的理解；利用雨課堂和通信軟件開展師生互動，主要目的是為學生隨時隨地答疑解惑，對困難學生進行個性化輔導(dǎo)，提高學生學習的積極性和主動性。

4.開展第二課堂。組織學生參加結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練；鼓勵學生參加社會實踐活動；鼓勵學生去設(shè)計單位、施工單位實習，積累一定的工程實踐經(jīng)驗。將專業(yè)教育滲透到大學生學習生活的方方面面，逐漸形成以第二課堂為途徑、實踐教學為載體的“全過程、全方位、立體化”的育人格局。

四、混合式教學模式下的課程實施效果

通過線上線下的混合式教學模式，學生的學習習慣明顯改善，主動學習意識增強，大多數(shù)學生能夠真正做到“把頭抬起來，坐到前排來，腦筋動起來，課后忙起來”。課后，學生也能夠積極與教師、同學探討問題，開展批判式討論，在獲取豐富知識的同時形成較強的自學能力。雨課堂的應(yīng)用，實現(xiàn)了學生學習過程的全監(jiān)督，從預(yù)習、課堂學習到課后作業(yè)，學生學習時間可評估。同時，教師通過雨課堂發(fā)送小組討論題目，讓學生的課外學習任務(wù)更加明確、充實，學習內(nèi)容更有層次性和挑戰(zhàn)性。

在考核方面，采用過程考核與終結(jié)考核相結(jié)合的形式，促使學生在課堂上真學、真想、真領(lǐng)會，課后動起來、忙起來、總結(jié)起來，考核項目設(shè)計多元化，線上線下占比均衡。經(jīng)過一學期的嘗試，該課程的學生期末平均成績?yōu)?9.6 分，比去年高了6.5 分，不及格率也由原來的20%左右下降到8%。

結(jié)語

基于線上線下結(jié)合的混合式教學模式進行課程教學改革，能夠促使學生主動思考、獨立思考，真正培養(yǎng)學生的批判思維和工匠精神；同時，也可以保證在專業(yè)課教學中實現(xiàn)知識、能力和育人“三位一體”的教學目標，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。