陳在鐵

(沙洲職業(yè)工學院 教務處，江蘇 張家港　215600)

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高職院校建筑工程力學課程教學改革初探

陳在鐵

(沙洲職業(yè)工學院 教務處，江蘇 張家港215600)

摘要：互聯(lián)網(wǎng)改變了人們的生活與學習方式，學生可以通過網(wǎng)絡(luò)主動學習，教師可以借助網(wǎng)絡(luò)了解學生的學習進度以及重點、難點的掌握情況，并有針對性進行在線輔導或組織課堂討論、答疑等.建筑工程力學課程可嘗試混合教學模式，即對于傳統(tǒng)教學模式難以取得良好教學效果的部分內(nèi)容，探索實行翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式，教師事先收集并提供微課視頻等課程資源，學生課前自主學習相關(guān)知識、完成自測題，課堂上教師不再單向傳授知識，而是結(jié)合學生自學知識難點及如何應用組織師生討論.實踐表明：學生學習積極性明顯提高，學習效果明顯改善.

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；建筑工程力學；翻轉(zhuǎn)課堂；教學改革

建筑工程力學包含理論力學、材料力學、結(jié)構(gòu)力學等基本內(nèi)容，主要研究桿、柱、梁、鋼架等基本建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力平衡、應力與變形等問題.就高職院校而言，它是一門對建筑工程技術(shù)、道路橋梁、水工結(jié)構(gòu)等建筑施工類專業(yè)起支撐作用的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對高職畢業(yè)生安全觀念、工程素質(zhì)等方面的養(yǎng)成起著極其重要的作用.建筑施工類專業(yè)工程力學課程不少知識點抽象難懂，學生又缺乏必要的工程實踐背景，許多教學內(nèi)容的實際應用，特別是求解建筑工程構(gòu)件的受力、變形與平衡等問題需要學生自己主動分析、反復動手求解體會方能正確掌握，傳統(tǒng)課堂上教師單向傳授知識與解題技巧的教學模式常常收效甚微.而“互聯(lián)網(wǎng)+”時代信息傳播技術(shù)發(fā)展日新月異，3G和4G智能手機等產(chǎn)品以及微信、二維碼、WiFi的應用早已進入普通百姓的日常生活，其速度之快，程度之深、范圍之廣前所未有.作為建筑施工類專業(yè)的知識基礎(chǔ)支撐課程，事關(guān)設(shè)計施工的安全隱患，學生非學好建筑工程力學不可，這就迫切需要利用“互聯(lián)網(wǎng)+”時代信息技術(shù)進行教學模式改革，提高教學質(zhì)量.為此，江蘇省高等教育教學改革立項課題“‘互聯(lián)網(wǎng)+’時代背景下工程力學教學改革研究與實踐”課題組成員，根據(jù)建筑類專業(yè)工程力學不同教學內(nèi)容的特點，對于一些按傳統(tǒng)教學方式效果不好的內(nèi)容嘗試探索翻轉(zhuǎn)課，學生課前自學教師通過網(wǎng)絡(luò)提供的視頻、動畫、PPT、微課等課程資源，完成測試內(nèi)容，教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺了解、分析學生出錯較多的內(nèi)容，課堂組織學生有針對性地進行討論，實踐表明這不但活躍了課堂氣氛，提升了教學效果，而且學生的自學能力、學習積極性也得到了提高.

1　翻轉(zhuǎn)課堂的概念與做法

翻轉(zhuǎn)課堂是將教師上課時間在課堂講授課程、學生課余時間做作業(yè)、討論答疑的教學結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)過來，學生課前根據(jù)教師布置的預習要求，自主學習教師通過網(wǎng)絡(luò)提供的課程資源，并通過自測題檢驗自學效果，課堂上教師主要時間不再講授課程，而是根據(jù)學生網(wǎng)絡(luò)自學平臺上暴露出來的學習難點、易錯點等問題，有針對性地進行啟發(fā)，組織同學思考、討論、爭論，甚至辯論，使知識越辯越明，進而達到知識技能的完全吸收與消化[1].翻轉(zhuǎn)課堂時間由傳統(tǒng)的教師傳授知識技能為主，變成了學生自學后的討論、交流、教師指點、質(zhì)疑解惑和指導完成作業(yè)為主，改變了教師主要時間都花在了事先備課、課堂講課和批改作業(yè)等方面，與學生缺少交流的局面，使教師幾乎百分之百的課上時間都與學生進行互動討論、實現(xiàn)教學相長，從根本上確立了教學活動中學生的學習主體地位[2].用于翻轉(zhuǎn)課程的微課直接面向?qū)W習者、且短小精悍，大多數(shù)視頻不超過十分鐘，少數(shù)較長視頻也只有十幾分鐘[3]，薩爾曼?汗的數(shù)學輔導視頻、喬納森?伯爾曼和亞倫?薩姆斯的化學教學視頻等微課都只針對一個知識技能難點或應用分析過程，目的性很明確，時長盡量控制在青少年注意力能比較集中的10分鐘左右.與傳統(tǒng)課堂錄像教師給學生上課不同，微課是教師給學習者講課，且根據(jù)不同內(nèi)容的教學需要有時較少出現(xiàn)甚至不出現(xiàn)分散學生的注意力的教師形象，教室里的背景、各種物品擺設(shè)也盡量不出現(xiàn).學生通過網(wǎng)絡(luò)自學時遇到不懂的問題，可以在網(wǎng)上留言，學生與教師均可以跟帖，學生也可以查看其他學生提的問題與回答，特別是教師可以根據(jù)留言與反饋情況發(fā)現(xiàn)學生的學習難點，為教師有針對性地組織學生課堂討論提供了條件.

2　建筑工程力學課程實踐混合教學模式探索

建筑工程力學既與工程又與力學密切相關(guān)，是高職學生最早接受工程理念的課程.建筑類專業(yè)學生通過學習工程力學，開始走向工程設(shè)計與施工，它和工程背景、應用、設(shè)計與分析有著密切的聯(lián)系.建筑工程力學的基本任務是使高職學生在學習力學知識的同時也接受工程素質(zhì)教育的啟蒙，讓學生從非常強調(diào)邏輯性、嚴密性的純理論思維方式逐漸向考慮主要矛盾、忽略次要矛盾的工程思維方式轉(zhuǎn)變，慢慢適應“可忽略不計”的工程處理習慣.因此建筑工程力學教學應加強工程背景、工程應用的內(nèi)容，其有效做法就是結(jié)合工程案例進行有針對性的教學，即根據(jù)工程力學不同的教學內(nèi)容選擇合適的工程或生活案例，通過對這些案例的直觀觀察、聯(lián)想分析，定性地、啟發(fā)式地引入新概念、提煉新原理，使學生從感性認識慢慢上升到理性知識，再用理性知識去分析、解決工程上的實際問題，達到理論聯(lián)系實際、舉一反三、觸類旁通的效果.例如靜力學開始就要介紹約束的概念.當介紹“球鉸鏈”時，如果單憑語言文字抽象的描述，一些缺乏想象力的高職學生是無法設(shè)想其結(jié)構(gòu)和特點的，這時可以讓學生課前尋找與觀摩教式電視機的室內(nèi)天線、實地查看舞廳懸掛的旋轉(zhuǎn)彩燈，也可以讓學生觀看事先錄制好的球鉸鏈的實例視頻，大多數(shù)學生很快就明白了球鉸鏈的構(gòu)造特點，建立了球鉸鏈的概念，教師在課堂與學生互動后指出球鉸鏈約束特點是：只限制物體在空間三個方向的移動，不限制轉(zhuǎn)動，解除球鉸鏈約束后約束反力習慣畫法如圖1所示.

圖1　球鉸鏈的約束反力

高職學生對根據(jù)有限元數(shù)值計算結(jié)果介紹應力集中概念無法產(chǎn)生直觀印象，很多學生覺得無從理解.筆者先讓學生思考：為什么飛機、潛水艇等的窗戶不是常見的矩形，而是橢圓形？然后，在課堂上展示三個不同形狀的塑料袋：一個邊緣有剪口，另一個有鋸齒形的缺口、最后一個形狀規(guī)則，現(xiàn)場讓同學體會用手撕開的難易程度，課堂氣氛頓時活躍起來.通過實驗，大家都能得出有缺口或剪口的袋子撕起來比較容易的結(jié)論.此時教師因勢利導，告訴學生：剪口、缺口處的形狀、尺寸發(fā)生了突然變化，產(chǎn)生的應力急劇增加，而導致強度降低，并且缺口尖角越小，應力急劇增加程度越嚴重，越容易撕開，而剪口尖角近似為零，尺寸變化程度最大，所以最容易撕開；食品袋就是利用應力集中有利的一面，方便大家生活；飛機開窗處的形狀與尺寸也發(fā)生了激烈變化，做成橢圓弧形就是減低應力集中的程度、防止開裂，也就是盡量減緩有害的一面.教師再將應力集中引申到工程應用中，告誡學生設(shè)計構(gòu)件要盡量避免形狀、尺寸發(fā)生突然改變，必要時可采取過渡圓弧等措施來避免或減少應力集中程度.至此學生對應力集中就有了比較全面而深刻的印象.

在建筑工程力學課程教學過程中，教師常常發(fā)現(xiàn)按課堂上滿堂灌、學生課后做作業(yè)的模式，很多學生不能按時完成作業(yè)，按時交作業(yè)的學生要么準確率不高，要么不少同學抄成一個版本；由于學時的限制，教師講授教學內(nèi)容課時緊張，根本無暇多上習題課，也沒有時間與學生互動討論，學生逐漸對學習建筑工程力學失去了信心.為此，筆者嘗試了一些新的教學方法，如事先收集或制作一些微課視頻等課程資源在線提供給學生，學生課前自主學習相關(guān)知識、完成自測題，課堂上教師結(jié)合學生自學知識技能難點及如何應用組織師生討論，學生學習積極性、主動性明顯提高.此外，筆者探索建設(shè)新形態(tài)一體化建筑工程力學教材，首先摒棄傳統(tǒng)以教師傳授知識構(gòu)建教材體系，突出學生學習需求導向，遵循碎片化資源、結(jié)構(gòu)化課程、系統(tǒng)化設(shè)計原則，構(gòu)建滿足利用手機、Pad等移動終端，方便教師獲取視頻、動畫、案例等立體教學資源進行備課再創(chuàng)造，支持混合式教學、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學模式的建筑工程力學課程教材結(jié)構(gòu)體系；其次提煉建筑工程力學中無法僅靠紙質(zhì)教材文字、平面圖形準確表達的一些關(guān)鍵知識技能點或教學過程，制作成微課、仿真動畫等；最后在紙質(zhì)教材中進行課程數(shù)字資源的系統(tǒng)性標注，定向細致關(guān)聯(lián)互動，無縫鏈接，通過掃紙質(zhì)教材的二維碼在手機、Pad等移動終端直接觀看主要知識點、技能點微課，隨掃隨學；按標注Abook數(shù)字課程平臺數(shù)字下載動畫、PPT、案例、電子教案、圖片庫等數(shù)字資源學習[4].

3　結(jié)語

建筑工程力學探索實施混合教學模式，即在采用傳統(tǒng)教學模式難以取得較好教學效果的部分建筑力學教學內(nèi)容，實踐翻轉(zhuǎn)課堂教學模式取得了較好效果.實施翻轉(zhuǎn)課堂教學必須有資源推送平臺，更需要豐富微課等教學資源.通過建設(shè)新形態(tài)一體化建筑工程力學教材，學生可以通過掃紙質(zhì)教材的二維碼在手機、Pad等移動終端直接觀看主要知識技能點微課，實現(xiàn)隨掃隨學，也可以從Abook數(shù)字課程平臺數(shù)字下載動畫、PPT、案例、電子教案、圖片庫等數(shù)字資源學習.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下，新形態(tài)一體化教材建設(shè)為建筑工程力學課程教學改革創(chuàng)造了條件.

參考文獻：

[1]唐曉勇.“翻轉(zhuǎn)課堂”數(shù)字技術(shù)引發(fā)的學習變革[J].基礎(chǔ)教育論壇，2013(9)：31-32.

[2]盧強.翻轉(zhuǎn)課堂的冷思考：實證與反思[J].課程與教學，2013(8)：91-93.

[3]施蕙.基于翻轉(zhuǎn)課堂的大學信息技術(shù)課程教學模式改革[J].沙洲職業(yè)工學院學報，2015，18(1)：47-49.

[4]茆琦.適時教學模式在高職課程教學中的應用研究—以“工程力學”為例[J].蘇州市職業(yè)大學學報，2013，24（2）：87-89.

(責任編輯：施建平)

Tentative Research into the Teaching Reform of Construction Engineering Mechanics in Vocational Colleges

CHEN Zai-tie
(Department of Teaching Affairs，Shazhou Institute of Technology，Zhangjiagang 215600，China)

Abstract：The internet has changed our life as well as our learning style.While students nowadays can be active learners on networks， network enables teachers to monitor how students get along with their study， especially the key points and the hard points， and to conduct online consultation， in-class discussion and question answering.In this paper flipped classroom teaching， a mixed teaching mode， is introduced to teach the course of construction engineering mechanics in an attempt to produce desirable effects which cannot be achieved by traditional teaching mode.In this mode， teachers need to collect and provide resources including micro class video in advance while students are required to take the initiative to acquire relevant knowledge and complete the tests.Consequently，this teaching is no longer one-tracked and in fact it takes into account the difficult points students may encounter in self-directed study and the way to solve these problems by discussion between teachers and students.It is proved that in this way students are better motivated and their study is more evidently effective.

Key words：the internet plus；construction engineering mechanics；flipped classroom；teaching reform

作者簡介：陳在鐵(1967-)，男，江蘇鹽城人，教授，博士，主要從事高職工程力學教學與研究.

基金項目：江蘇省教育廳高等教育教學改革資助課題(2015JSJG394)

收稿日期：2015-09-12；修回日期：2015-10-22

DOI：10.16219/j.cnki.szxbzk.2016.01.017

中圖分類號：G718.5

文獻標志碼：A

文章編號：1008-5475(2016)01-0079-03

引文格式：陳在鐵.高職院校建筑工程力學課程教學改革初探[J].蘇州市職業(yè)大學學報，2016，27(1)：79-81.