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摘要：围绕一流人才培养的宗旨，以互联网+技术与传统教学相融合的手段，介绍了大连理工大学结构力学课程的建设。在课程教学中融入思政元素，培养学生爱国爱党，传播中华传统文化；依托土木水利国家级实验教学示范中心，通过结构力学课程教学改革与实践，扎实学生宽厚基础的构建和早期科学研究训练，构建一个理论教学为基础、实践教学为载体、国际化视野为拓展的课程。积极推进结构力学慕课建设及混合教学研究，提升学生学习状态、兴趣和学习主动性，努力将科技智慧和实践能力整合到教育教学中，竭力营造一个有利于教师和学生思索、实践和创新的氛围，培养一批具有较强创新能力的拔尖人才。
关键词：结构力学课程；慕课；混合教学
本文引用格式：曲激婷,等.结构力学课程建设及混合式教学研究[J].教育现代化,2019,6(17):77-79.
一 引言
2018年6月21日，教育部在四川成都召开新时代全国高等学校本科教育工作会议。在会议期间举行的“以本为本四个回归一流本科建设”论坛上，150所高校联合发出《一流本科教育宣言（成都宣言）》，提出培养一流人才，建设一流本科教育。一流本科教育和一流专业离不开一流课程建设，高质量的课程是本科教育质量的生命线。教育部高等教育司司长吴岩在11月24日举行的第十一届“中国大学教学论坛”上强调，课程是人才培养的核心要素[1-3]。吴岩司长明确指出了要合理运用现代信息技术手段，积极推进慕课建设与应用，开展基于慕课的线上线下混合式教学，开辟“智能+教育”新途径。按教育部“高教40条”和“六卓越一拔尖”文件精神，基于大连理工大学本科人才培养的目标定位，依托我校土木水利实验教学国家级示范中心，对土木水利专业核心课程之一的“结构力学”课程建设进行研究是很有意义和必要的。
传统的结构力学教学片面地强调了力学知识的掌握，忽视了学生工程实践、科学研究与工程设计方法的基本训练，忽视了基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究、设计、分析与解释，并通过信息综合得到合理有效结论的能力培养。为了适应时代的需求，结构力学课程迫切需要建立起紧跟科学技术发展的教学体系，建立多方位、多层次的教学内容、方法和手段，更加注重基本概念的科学运用、联系工程实际，以学生为中心，强调学生实践和创新能力的培养，为后续专业学习及培养知识-能力-素质三位一体的专业创新人才打下良好的基础。
二 结构力学课程建设及混合教学的开展
（一）融入思政元素的课程内容建设
在课程教学中构建思政教育内容，将传统中国文化和近年来我国取得的辉煌成就融入课堂教学中。引导学生建立爱党、爱国的情怀，建立学生的历史使命感和社会责任感，培养能堪当民族复兴大任的时代新人。比如介绍我校桥梁研究所设计的星海湾跨海大桥具备国内多个首创，从中引出桥面的结构形式，温度引起的位移计算等问题；学习结构几何组成分析时，可以根据成语记住分析问题的技巧；在学习拱的计算的时候，可以以我国著名的赵州桥为例，作为世界上现存第二早、保存最完整的古代单孔敞肩石拱桥，赵州桥体现了我国古代劳动人民智慧的结晶，开创了中国桥梁建造的崭新局面。在教学中将思想政治教育融入专业教育中，不仅要传授基本的理论知识，更要注重培养思想品质过硬的社会主义建设者和接班人。
（二）结构力学慕课建设
在慕课建设进入快车道的重要战略机遇期，应对挑战，积极探索慕课建设，是推进教学改革，提高人才培养质量，提升高校办学水平的重要举措。“结构力学”作为土木及水利工程等专业的一门主要专业大类课程，由于近年来学时的减少，课堂信息量也相应减少，鉴于课程本身难学及课堂教学的局限性，团队成员于2016年开始结构力学中文及英文课程的慕课建设。结构力学中文慕课基于基本概念和理论+实验表达+难点释疑及讨论的体系，开创了采用实验与理论相融合的教学新思路，通过释疑与讨论课帮助学生理解结构力学中的重点和难点，主要建设内容包括以下三个方面：（1）结构力学慕课以知识点为单位划分教学内容，打破传统的系统性知识，重新组合教学内容，将新的科学与研究成果引入课程知识体系，比如笔者科研中基于拟力法的结构非线性分析中，拟力法的基本原理可以采用结构力学的基本知识进行推导。（2）慕课中的实验表达将传统结构力学教学方法与重要工程研究方法——实验研究紧密结合。学生在学习结构力学的过程中往往重理论轻实践，而目前国内针对结构力学学科很少有高校开设实验课程。本课程建设将实验结构力学融入到教学活动中，很好地弥补了这一缺失。实验表达采用讲解实验原理、拍摄具体实验操作过程与数据处理过程相结合的方式，使同学们可以直观地观察实验现象，加深对与之相关的结构概念的理解，也解决了实验场地和实验装置等资源有限的问题[4]。（3）难点释疑及讨论是针对同学们平时反馈较多的易混易错知识点而专门进入实际课堂实景拍摄，以学生的实际学习状况为基础，实现了老师和同学的互动。针对典型习题，采用提问讨论的形式将易错点讲通讲透，而同学给出的错误答案均为实际教学中容易出现的典型错误。上课过程中，学生可实时将自己的分析结果投入主屏幕，方便进行对比，充分利用信息技术资源支持教学。结构力学中文慕课于2017年上线中国大学慕课平台，并于2018年获得了国家精品课程。结构力学英文慕课也于2018年底在学堂在线上线。
（三）结构力学实践教学研究
教学团队与烟台大学、烟台新天地实验技术有限公司共同研制了一种结构力学教学平台，并于2016年授权发明专利（如图1所示），该实验平台(如图2)集成了结构力学模型、加载装置、测量装置，实现一体化。平台为四立柱门式框架自反力结构，上下横梁采用H型钢梁。上下横梁、立柱均安装直线导轨，导轨隐藏在型钢内部，导轨上安装可移动的小车，小车上可安装支座、加载油缸等。可对实验模型多点施加竖向荷载、水平荷载及结点弯矩；也可用于空间结构模型实验，实现多点、多方向拉压力加载，能系统完成结构力学基本理论的相关验证实验，且开展一些综合性设计性实验。经过几年的探索，团队已经开发完善了十四个实验题目及相应的实验报告，带头人陈廷国教授已于2016年秋季首次开始了实验结构力学选修课，共计20学时，有25名学生选修了课程，由考试成绩分析可知，选修了实验结构力学课程的学生成绩普遍较好。为不同的结构力学实验内容设计不同的表现方法，结合现代教育技术手段，利用不同的平台为学生们提供多层次的实验，以提高教学质量和学生们的学习兴趣，具体实践研究包括如下内容：（1）课堂实物演示：根据研究内容设计实验装置，便于在课堂为学生们演示以及实际操作；（2）实验视频：设计实验内容及脚本，进行实验视频的拍摄与后期制作，根据学时安排和实验内容将实验视频加入课程PPT，部分视频可上传至课程学习APP及结构力学课程网站，方便学生课后学习；（3）自主创新实验：鼓励学生根据授课内容，自行设计实验模型及方案，通过亲自实验体会力学原理，提高学生的创新能力和分析问题、解决问题的能力，此外，也有助于不断扩充实验结构力学资料库。
（四）结构力学混合教学的实施
基于建设好的结构力学在线课程资源，2017年9月至2018年1月及2018年9月至2019年1月在大连理工大学建设工程学部面向土木、水利类专业学生开设了两期《结构力学》混合式教学试点班。课程总学时为64学时，其中建议在线学习时间为145小时，面授21学时，共11次。学期初，根据学生情况进行了分班，采取自愿原则，其中自主选课学生57人，重修学生41人。本课程教学模式为自主线上学习与面授相结合。线上学习部分包括教学视频、作业及答疑，面授部分包括上一阶段学习内容小结、下一阶段学习要点、答疑与讨论及随堂测验。上一阶段学习内容小结部分将上次课所安排教学内容的重难点进行总结，将学生在线学习中可能遇到的问题统一讲解；下一阶段学习要点部分将本次课到下次课之间学生需要在线学习的内容进行概括式讲解，使学生带着问题进行学习，给学生指引方向；答疑与讨论部分将学生在线上提出的问题进行讲解，并针对学生课上提出的疑问进行讨论；随堂测验部分针对上一阶段的学习内容的重难点进行课上手机测验，随时了解学生对重难点的掌握情况。本课程应用了多种在线学习平台及手机app。在线学习平台为中国大学MOOC、大工慕课，对应的手机应用为中国大学慕课app及超星学习通。同时面授中应用了“以为学习”app进行随堂测验及实时互动，学生可同步获取教学课件并应用手机答题，答案可通过后台及时反馈于助教，以便教师了解学生知识掌握情况，真正做到有的放矢[5]。
最后对混合教学试点班与普通结构力学班的期末考试成绩进行了对比分析。混合式教学试点班课程考核情况：总成绩包括平时成绩（30%），期中考试（10%），期末考试（60%），其中平时成绩包括在线学习完成度与随堂测验成绩。期末考试成绩与学习过程跟踪数据表明，影响成绩的因素主要有面授出勤、在线学习完成度与随堂测验成绩[6]。不出勤同学的平均分和及格率远低于出勤同学，说明面授对于学生学习有不可替代的作用，对于初次学习的同学，面授的指引作用尤为显著；在线学习任务点完成数少的同学平均分和及格率较低，在线学习时间与期末成绩大体呈正相关趋势，说明在线学习在混合式教学中亦起到重要作用；随堂测验成绩与期末成绩大体呈正相关趋势，说明期末成绩高的同学平时学习进度也较快，期末突击影响因素较小。
三结论
结构力学在中文及全英文在线课程资源的建设不仅为学生提供了更广的学习资料，也为国际学生线上、线下自主学习创造条件；在教学中融入思政元素，采用智慧课堂技术，通过边讲边练等翻转课堂的形式实现有效互动，促进学生自主学习、个性化学习，全面提升结构力学课程的教学质量。今后将继续进行混合式教学的实践与探究，继续发挥在线学习的优越性。针对之前进行过的混合式教学试点班中出现的问题（针对个别较难知识点习题较少等），不断完善在线开放课程教学资源，以更好地适应混合式教学的发展,在以后的混合式教学中会更加注重面授质量与学生学习过程观察与督促，并将成果纳入教学内容改革。
参考文献
[1]蔡振兴.应用型人才培养模式下结构力学改革的探索[J].内江科技,2018,39(10):146-147.
[2]曲激婷,陈廷国,黄丽华.结构力学实验促理论的教学方法探索与实践[J].教育教学论坛,2018(43):146-147.
[3]张营营.结构力学上机实验课程现状[J].教育现代化,2018,5(29):200-201.
[4]胡敏,乔俊飞,于庆峰.关于结构力学课程教学改革的探索与实践[J].科教导刊(上旬刊),2018(06):90-91.
[5]齐宝欣,王宇,宋岩升.培养土木卓越工程师的材料力学教学改革[J].教育现代化,2018,5(22):1-2+18.
[6]李泽涛,刘京红,冀雅婉,等.《结构力学》课堂教学的改革探索[J].住宅与房地产,2018(12):232.
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