《水工钢筋混凝土结构学》课程线上线下混合式教学探究

井思媛，潘延鑫

（南昌工程学院 鄱阳湖流域水工程安全与资源高效利用国家地方联合实验室，江西 南昌）

一 引言

信息化时代大学生学习模式发生了深刻的变化。尤其是受突如其来的全球新冠肺炎疫情影响，“停课不停教不停学”成为大学生学习的新常态，使得原本以教师为主导的灌输式教学方法，迎来了一次新的教学改革浪潮[1]。为顺应信息化时代发展趋势，积极开展线上平台授课实现对传统线下多媒体+ 板书单一教学模式的突破已悄然成为又一教学改革的主战场。南昌工程学院农业水利工程专业《水工钢筋混凝土结构学》课程自开设以来一直采用线下课堂讲授模式，由于该课程应用的理论计算公式多，涉及到的部分理论对于学生来讲具有一定的抽象性，造成学生在学习过程中对具体知识的理解以及应用相关知识解决实际问题有比较大的挑战，加之传统的课堂教学过程仅注重学生的听课情况，不能对学生学习全过程进行掌控，导致大部分学生的最终学习效果并不理想，课程学习的目标达成和持续改进面临着诸多困难。难得的是全球新冠肺炎疫情期间本人获得了一次借助大学慕课课程资源进行线上授课的宝贵机会，也使我深刻地体会到了线上授课的教学优势。值得一提的是从该课程线上授课的实践中也发现单一线上模式也存在一定的盲点，就是线上学情数据并不能完全展示学生对知识的掌握和理解程度，仅用线上授课模式难以实现对学生学习的全过程管理。鉴于此，有必要探究在《水工钢筋混凝土结构学》课程中引入线上和线下混合的教学模式，借助线上教学的优势补齐线下教学的短板从而锻造该课程教学的长板，促进学生对该课程学习目标的达成，从而打破学生在传统教学中的“要我学”被动模式，实现以学生为主体的“我要学”自主学习模式[2-3]，解决该课程教师教学方法与学生学习实效间的壁垒问题。

二 水工钢筋混凝土结构课程介绍

《水工钢筋混凝土结构学》是南昌工程学院农业水利工程专业培养方案中的一门专业基础课，该课程的先修课程为《工程制图》《材料力学》《结构力学》《概率论与数理统计》等课程，课程具有很强的实践性，包含大量的理论分析和计算，涉及知识面广，和先修课程知识的积累与联系密切[4]。通过该课程的学习使学生掌握混凝土结构的设计理论、方法及构造知识，熟悉设计规范，为后续水工建筑物、水泵站等课程学习以及从事水利工程设计、施工奠定良好的理论基础。

图1 水工钢筋混凝土结构学教材

本课程选用由河海大学、武汉大学、大连理工大学、郑州大学合编，中国水利水电出版社出版的《水工钢筋混凝土结构学》教材，该教材属于高等学校水利类专业规范核心课程教材，水利水电工程普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

三 水工钢筋混凝土结构教学现状分析

本人近年在《水工钢筋混凝土结构学》的课程教学实践中发现，学生对课程所涉及知识点难以融会贯通、课堂学习效率不高，同时也深刻体会到教师教学方法不够丰富。这些问题主要表现在以下几个方面。

（一） 学生对基础知识掌握不牢靠

《水工钢筋混凝土结构学》是一门既有系统理论，又有较强实践性的专业基础课，可为后续水工建筑物、水泵站等专业课的学习提供理论支撑，课程的基本特征是涉及先修课程知识面广、计算繁多、理论抽象等[5]。如在本课程2.5 节《水工混凝土结构设计规范》的实用设计表达式的教学过程中，发现学生对该节内容涉及到某悬臂式挡土墙承载能力极限状态的计算时，存在对基础知识的掌握不牢靠，对所学基础知识进行综合应用能力欠缺等现象。部分学生不能很好的分析悬臂梁的受力特点，悬臂梁的受力分析应用到前期《材料力学》《结构力学》等力学课程的相关知识。再如悬臂梁内力计算时，学生不清楚悬臂梁最大弯矩截面在固定端而非自由端，在进行悬臂梁弯矩计算的过程中，部分学生把悬臂梁弯矩和简支梁弯矩计算公式相混淆。还有部分学生对静土压力计算和静水压力计算掌握的不透彻，静土压力涉及到先修课程《土力学》的知识，静水压力的计算需要《水力学》的知识。这些都反映出部分学生对基础知识掌握不牢靠。

（二） 学生学习积极性难以提高

水工钢筋混凝土结构是水利工程中最基本的结构形式，该课程既有理论计算，又有经验取值及构造规定，与现行规范紧密相关。内容广泛，学习难度大。在传统的讲授方法下，学生普遍反映的问题是概念抽象、公式推导复杂，学生学习积极性不高。

（三） 教师教学手段单一

传统教学手段主要是多媒体课件展示为主，辅以教师板书。这种以教师为主导的课堂教学模式，在课程知识传授方面发挥了应有的作用。但这种教学模式下学生是以被动学习为主，课堂参与度不高，在有限的课时容量内难以实现全员参与互动，课堂出现许多的“低头”和“摇头”族。课堂教学是教学的主体单元，由于学时有限、课程学习内容多，师生课堂互动机会不多，不少学生对课程知识并没有完全掌握，也不会在课余时间去自学知识薄弱环节，问题越积越多，导致课程学习困难，个别同学最终放弃学习。

（四） 缺乏教与学的全过程精细化管理

传统的线下课堂授课模式难以满足该课程教与学的全过程精细化管理。以本课程的钢筋混凝土材料力学性能为例，课前教师根据教学大纲下发学习任务，要求学生以小组制提前预习钢筋品种划分、对比软钢和硬钢应力应变曲线从加载到破坏的过程，分析二者的区别，把最终的学生分组讨论结果上传到QQ学习讨论群内，并且在线下课堂进行分组答辩，增加学生学习的趣味性和积极性。结果发现，参与该项分组讨论的学生占60%，有些组内同学参与并不积极，只依靠小组其他成员完成任务，部分小组敷衍式提交任务。加之部分小组成员没有按时完成课前预习任务，在课堂讨论时全程处于“低头”和“摇头”状态。经统计，参与课堂讨论的学生约占35%。由上述教学实践过程可以看出传统的教学模式教师仅能掌握学生在线下课堂的学习过程，对于学生在课前的预习参与度，知识点的理解掌握程度，课后的学习巩固程度等都不能全过程管理。在该课程的初期线上教学实践过程中也发现，单一的线上慕课教学也有其短板[6]。

综上所述，为了弥补单一线上和传统线下课程教学存在的不足，需对教学模式进行创新设计，探索基于线上线下融合的教学新模式，试图解决该课程教师教学方法与学生学习实效间的壁垒问题。

四 线上线下混合式教学模式设计

通过对《水工钢筋混凝土结构学》教学现状的分析，探索使用线上线下混合式教学模式，从提高学生自主学习能力入手对教学进行创新设计，具体设计如下。

（一） 教学内容设计

《水工钢筋混凝土结构学》混合教学模式把课程的学时做了适当的调整，将线下课堂的48 学时调整为线上课堂32 学时+ 线下课堂48 学时，先将该课程九个章节的内容整合为五大板块，然后把整合后的板块内容划分成具体的学习任务，每个版块均对应有线上测试和线下作业，同时把过程性测试列入课程考核指标[7]，学习任务模块划分设计如表1 所示。

表1 学习任务模块划分设计

（二） 教学创新设计

1.线上线下融合教学模式

本课程突破传统的教学方式，运用线上线下课堂融合教学模式，对该门课程课前、课中、课后进行全过程设计，教师利用线上平台丰富的教学资源，通过MOOC 平台发布线上学习任务，学生可不限时空异地同步自主学习。学生通过MOOC 平台观看教学视频及课件资料，完成逐节课程的随堂测验，加强和巩固对课程知识的学习[8]，若遇到难以理解的问题时可在QQ 学习群进行提问探讨，教师可随时随地在QQ 学习群内提供解答，实现教与学的充分互动。

线下课堂教师通过线上平台反馈的学情数据分析和QQ 群内的答疑讨论，合理地进行线下课堂的教学设计，针对性地提出重难点问题，学生以分组制进行讨论，并采用轮流答辩模式进行答辩，教师也可因人施教，使课堂更具个性化、提高每一位同学学习的主动性和积极性[9]。课后学生采取小组“新三自”（自主设计、自我命题、自我测试）探究模式，这样既能发挥教师的引导、启发和监督功能，又使学生成为课堂的主导者，最终实现以学生为中心的教学。同时，关注教学过程的转变，更加注重培养学生解决实际工程问题的高阶思维能力[10]，引导学生达成课程教学目标。从而对学生整个学习过程进行有效监督和管理，具体的实施路线如图2 所示。

图2 线上线下融合实施路线图

2.线下课堂课程思政设计

课程思政《水工钢筋混凝土结构学》是农业水利工程专业的一门专业基础课，应用典型农业水利工程案例为思政依托，全面深入挖掘该课程自身蕴藏的德育元素，并将思政元素通过恰当的教学方式融入课堂教学，实现思政元素对学生知识学习的浸润[11]，发挥思政元素的最大效能，使学生通过学习活动，达到润物无声地培养学生综合运用相关知识、技术与方法的能力的育人功效。课程思政融合设计如表2 所示。

表2 思政融入设计

五 线上线下混合式教学反思

线上线下混合式教学将传统的教学模式与信息化教学有机融合。《水工钢筋混凝土结构》课程通过线上“三习”与线下“三自”融合教学模式，将课前、课中、课后三个环节有机衔接，线下课堂分组讨论、轮流答辩制模式等环节完成全部的教学内容[12]。教师通过对线上平台管理数据的统计分析发现，学生线上采用手机端和电脑端观看学习视频占比显著提高，表明学生对网络信息化应用于学习的认同度较高，有效弥补了线下课堂的不足；同时线下课堂有目的分组讨论，轮流答辩制，融入课程思政充分调动了全体学生参与课程学习的积极性和主动性，激发了学生学习该课程的内生动力，学生由原来的“低头”和“摇头”，变为现在的“抬头”和“点头”。

但在教学实践中发现，线上平台“三习”模式中有个别学生没有按时完成教师布置的任务，这些学生在线下课堂表现出基本概念掌握不清，相关理论理解不深刻，进而影响到课程后续章节更加深入的学习。鉴于此，教师可提前获取MOOC 后台的实时学习数据，就反馈数据与相应的学生进行信息沟通，加强提醒和敦促其完成相关学习任务。

六 结语

通过线上线下融合教学模式的创新设计，引导学生将被动学习转变为主动学习，进一步激发了学生的学习潜能，改变了传统的教师被动“灌输”的教学模式。通过MOOC 学习平台这一中间媒介把《水工钢筋混凝土结构学》课程学习的课前、课中和课后各环节充分联动起来，使得学生有充裕的时间进行独立思考，教师也可实时掌握学情灵活把控教学过程，逐步实现学生课程学习的全过程精细化管理[13]。同时，将课程内容整合为五个板块，深度挖掘课程板块所蕴含的思政映射点，将工匠精神、责任意识等思政元素与教学目标进行有机融合，重塑课程思政教学的新形态。