張研　虞愛平　蒙劍坪

【摘 要】本文從教學(xué)設(shè)計(jì)，慕課拍攝，上線維護(hù)等多個(gè)方面探討《土木工程材料》課程慕課建設(shè)，借助慕課教學(xué)新技術(shù)，提高學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生參與課程的主動性，增強(qiáng)學(xué)生對知識的掌握度，使學(xué)生有能力將各種工程材料的理論性質(zhì)與工程實(shí)踐要求建立良好共識，達(dá)到能學(xué)會用，學(xué)以致用的效果，為相關(guān)類似課程慕課建設(shè)提供參考。

【關(guān)鍵詞】土木工程材料；慕課；教學(xué)改革

中圖分類號： G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）23-0125-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.055

【Abstract】The construction of the Mooc course “Civil Engineering Materials” is discussed from the aspects of teaching design， Mooc filming and online maintenance. With the help of the new teaching technology， the interest and the mastery of knowledge for students about this course are enhanced， the initiative of students is also stimulated. Students can combine the theoretical nature of materials with the engineering practice requirement. Students are able to use various engineering materials. This experience can provide a reference for the construction of similar courses.

【Key words】Civil engineering materials； Mooc； Teaching reform

0 前言

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人們對生活質(zhì)量提高的迫切要求，土木、交通、水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也得到了日新月異的發(fā)展[1]。俗話說“巧婦難為無米之炊”，工程材料是各種建設(shè)所需的物質(zhì)基礎(chǔ)，如果對材料的生產(chǎn)、性能、力學(xué)、化學(xué)等性質(zhì)掌握不足，就很難在特定的工程要求下選擇合適的材料，影響工程的成本甚至是后期工程的安全使用。因此，有必要開設(shè)《土木工程材料》課程，扎實(shí)學(xué)生工程材料方面的基本功，為將來在工程實(shí)際合理選用材料奠定基礎(chǔ)。

目前，工程材料課程多是通過理論講授為主，結(jié)合少量的實(shí)驗(yàn)來達(dá)到最后的教學(xué)目標(biāo)。材料科學(xué)從結(jié)構(gòu)到機(jī)理本身就是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)學(xué)科，依靠講授很難形象的表達(dá)清楚材料的某些特有性質(zhì)，讓學(xué)生對特定材料的掌握停留在模棱兩可的層面，很難真真把握某種材料的特性，從而學(xué)以致用；實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚪Y(jié)合實(shí)體材料全面展示材料的性能，然而由于實(shí)驗(yàn)場地的局限與授課學(xué)生量多的矛盾，即使分成小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)也總是存在一些學(xué)生難以完全參與其中，此外，多組多次實(shí)驗(yàn)耗費(fèi)的人力、材料，無形當(dāng)中提高了實(shí)驗(yàn)的成本，使得當(dāng)前教學(xué)實(shí)驗(yàn)停留在對主要材料的性能實(shí)驗(yàn)階段。有必要尋求高效率、高效果的教學(xué)方式提高《土木工程材料》課程的教學(xué)效果。

當(dāng)前引起廣泛關(guān)注的“大規(guī)模在線開放課程（慕課：MOOC）”正作為一種全新的教學(xué)模式和教育理念引起教學(xué)方法的變革[2]。它抓住當(dāng)前學(xué)生“網(wǎng)絡(luò)性”的特點(diǎn)，借助實(shí)景、實(shí)驗(yàn)等多種手段生動展現(xiàn)課本中的關(guān)鍵知識點(diǎn)，達(dá)到一次教學(xué)長久受益的效果，剛好克服當(dāng)前工程材料課程在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)上存在的缺點(diǎn)。本文主要圍繞《土木工程材料》慕課課程建設(shè)過程進(jìn)行探討，為類似相關(guān)課程慕課建設(shè)提供參考。

1 課程基本情況

《土木工程材料》是土木工程專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，它與公共基礎(chǔ)課及專業(yè)課緊密銜接，起著承上啟下的作用[3]。依據(jù)本專業(yè)修訂最新版培養(yǎng)方案，該課程線下由36學(xué)時(shí)的理論課程和12學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程組成，主要介紹土木工程中常用材料的基本組成、材料性能、質(zhì)量要求、檢測方法等與工程需求密切相關(guān)的材料知識，主要包括建筑鋼材、水泥、砂漿、混凝土等工程應(yīng)用最廣泛的常規(guī)材料，同時(shí)對合成樹脂、瀝青材料、木材、絕熱材料等也做了相關(guān)介紹。本課程的主要教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生熟悉并掌握土木工程材料的基本知識、基本性能及應(yīng)用方法，并對土木工程中常用材料的原材料和生產(chǎn)工藝、實(shí)驗(yàn)技能及儲運(yùn)、驗(yàn)收知識有所了解；對比較重要的材料，還應(yīng)了解其組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與材料性能之間的關(guān)系。學(xué)會正確選擇與使用材料，為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本課程慕課線上課程共16個(gè)學(xué)時(shí)，計(jì)劃開放課程3周。

目前該課程理論部分由從教授到講師的梯級教學(xué)團(tuán)隊(duì)對該課程進(jìn)行講授，發(fā)揮該團(tuán)隊(duì)不同層次教師的教學(xué)優(yōu)點(diǎn)，及時(shí)交流課程教學(xué)心得，使課程達(dá)到良好的教學(xué)效果；針對理論課程中的主要工程材料，實(shí)驗(yàn)室針對性的開設(shè)水泥性質(zhì)、鋼材力學(xué)性能、混凝土配合比設(shè)計(jì)等多個(gè)配套試驗(yàn)，達(dá)到學(xué)以致用、以用促學(xué)的目地。同時(shí)該課程借助建筑模型試驗(yàn)中心、結(jié)構(gòu)模型協(xié)會以及VR虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室等專業(yè)平臺，讓學(xué)生在對材料應(yīng)用感性理解的基礎(chǔ)上，親自動手體驗(yàn)材料在應(yīng)用過程中各種性質(zhì)的體現(xiàn)，生動形象掌握材料性質(zhì)，能夠根據(jù)實(shí)踐要求選取合適材料。

2 慕課課程教學(xué)設(shè)計(jì)

慕課是以知識點(diǎn)為單元進(jìn)行教學(xué)，而且每個(gè)知識點(diǎn)講解最好控制在10分鐘左右[4]。而該門課程理論課程共有11章40多節(jié)，如何對這些章節(jié)進(jìn)行歸并總結(jié)，提煉當(dāng)中精華知識點(diǎn)是課程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行多次梳理，尋找各個(gè)章節(jié)之間的聯(lián)系，綜合各個(gè)相關(guān)章節(jié)，最后凝練為包括材料的基本狀態(tài)參數(shù)及各種基本性質(zhì)、建筑鋼材、混凝土等20個(gè)知識點(diǎn)作為本次慕課核心內(nèi)容。以混凝土知識點(diǎn)為例，該知識點(diǎn)將原課程水泥、建筑砂漿兩章進(jìn)行歸并，在講解混凝土之前，先從混凝土的組成材料水泥作為切入點(diǎn)，對水泥章節(jié)主要知識進(jìn)行講解，然后引入到水泥和砂混合后的水泥砂漿，再將建筑砂漿章節(jié)進(jìn)行講解，然而由于時(shí)間原因，水泥砂漿配合比設(shè)計(jì)以及流動狀態(tài)水泥砂漿特性很難涉及，只能在后續(xù)混凝土相關(guān)性質(zhì)的時(shí)候進(jìn)行擴(kuò)展，對砂漿相似性質(zhì)進(jìn)行講解。就是采用這種跨章節(jié)尋求相關(guān)知識點(diǎn)共性，進(jìn)行合理歸并，才能實(shí)現(xiàn)慕課知識點(diǎn)的高度凝練，最后該課程凝練為280分鐘時(shí)長20個(gè)知識點(diǎn)的慕課，滿足慕課教學(xué)“小而精”的教學(xué)特點(diǎn)。

3 慕課拍攝

慕課拍攝常見的有內(nèi)錄拍攝、實(shí)景拍攝、虛擬演播室拍攝三種方式。內(nèi)錄拍攝采用傳統(tǒng)的錄屏軟件，在課堂教學(xué)課件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行動畫、音效等視覺效果的修改，作為拍攝的主要素材，教師可以出鏡也可以不出鏡。該種拍攝方式具有制作成本低、易于修改編輯等優(yōu)點(diǎn)，在慕課建設(shè)初期為廣大教師使用。然而該種拍攝方式與傳統(tǒng)視頻講座非常接近，缺少形象生動的互動環(huán)節(jié)，學(xué)生容易產(chǎn)生視覺疲勞，降低學(xué)習(xí)效率。實(shí)景拍攝是以真實(shí)場景為背景，在實(shí)體環(huán)境中進(jìn)行教學(xué)，增加了課程教學(xué)的生動性，提高了學(xué)生課程學(xué)習(xí)的沉浸感。然而，《土木工程材料課程》涉及幾十種材料，每種材料性質(zhì)的描述、材料的生產(chǎn)以及工程應(yīng)用會關(guān)聯(lián)到試驗(yàn)室、生產(chǎn)工廠、施工現(xiàn)場等多個(gè)環(huán)節(jié)，并且各個(gè)環(huán)節(jié)普遍存在拍攝環(huán)境難以滿足、安全難以保障等不足，因此使得實(shí)景拍攝不切實(shí)際。最后該門課程選定為虛擬演播室拍攝。虛擬演播室是近年發(fā)展起來的一種新型視頻制作技術(shù)，他將虛擬的背景與攝像機(jī)現(xiàn)場拍攝的人物活動圖像進(jìn)行數(shù)字化的實(shí)時(shí)合成，使得人物與虛擬背景有機(jī)融合，以獲得完美的合成畫面。該拍攝方式既能提高慕課的互動性，又能使理論知識生動展示，滿足該課程教學(xué)要求。

腳本制作也是拍攝環(huán)節(jié)重要的一項(xiàng)內(nèi)容，以課程教學(xué)內(nèi)容為藍(lán)本，以課程教學(xué)時(shí)間為界限，通過多次提煉教案，并經(jīng)過反復(fù)的試講練習(xí)，最后形成能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)精煉表述相關(guān)知識點(diǎn)的腳本文件。

4 慕課上線維護(hù)

慕課教學(xué)平臺除去必須的視頻教學(xué)資料以外，還有配套的習(xí)題、討論、課后答疑等環(huán)節(jié)?；诂F(xiàn)有該門課程習(xí)題庫，對相關(guān)習(xí)題進(jìn)行知識點(diǎn)歸并，對應(yīng)到慕課章節(jié)當(dāng)中的各個(gè)知識點(diǎn)，并對相關(guān)習(xí)題進(jìn)行審核編輯，以選擇題、填空題、陳述題的形式上傳到慕課在線平臺上，并及時(shí)由系統(tǒng)后臺關(guān)注學(xué)生的完成情況，對學(xué)生出錯(cuò)較多的習(xí)題，采用線下講解的形式，讓學(xué)生掌握對應(yīng)知識點(diǎn)。此外，以課程教研組為單位，對課程相關(guān)討論環(huán)節(jié)進(jìn)行集體商議，尋求與當(dāng)前工程實(shí)際結(jié)合緊密的實(shí)際問題，發(fā)掘當(dāng)中存在的與本課程相關(guān)的知識點(diǎn)，最后建立對應(yīng)慕課知識點(diǎn)的討論環(huán)節(jié)。以往該課程傳統(tǒng)教學(xué)方式多采用課堂現(xiàn)場答疑的形式，而慕課對于學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間要求比較自由，學(xué)生隨時(shí)隨地都有可能進(jìn)行提問，而教師很難保證及時(shí)答復(fù)。本課程嘗試采用多位助教與老師協(xié)同答疑的方式，多數(shù)時(shí)間由助教關(guān)注學(xué)生疑問并及時(shí)回答，如遇問題難以回答時(shí)，助教再與老師及時(shí)溝通，再由老師來進(jìn)行解答。

5 結(jié)語

《土木工程材料》課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課在土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)中占有舉足輕重的地位，如何提高該課程的教學(xué)效果，讓學(xué)生不僅能夠?qū)W好與材料相關(guān)的知識，還能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用到工程實(shí)際，一直是授課教師思考的問題。本文將當(dāng)前流行的慕課教學(xué)引入該課程教學(xué)改革當(dāng)中，結(jié)合該課程在線慕課建設(shè)，從教學(xué)設(shè)計(jì)，慕課拍攝，上線維護(hù)等多個(gè)方面對課程建設(shè)過程進(jìn)行了探討，以期能為相關(guān)類似課程的慕課建設(shè)提供借鑒。

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