《结构力学》的课堂翻转

土木工程系 廖妮

   前言

  结构力学是土木工程、水利工程和工程力学等专业必修的一门重要的专业基础课，也是一门内容十分丰富的课程，然而，由于该课程具有概念多、理论性强、计算繁琐等的特点，容易是学生有畏难的情绪导致学习效果不佳，学生普遍感到学习起来困难，很难建立对该学科的学习兴趣。基于结构力学特点和翻转课堂的思想，下面从传统教学方式中的问题和如何实现课堂翻转两大方面进行探讨。

   1目前的教学方式中出现的问题

　　土木工程专业的专业基础课有理论力学、材料力学、结构力学、测量工程和建筑材料等，其中的理论力学、材料力学和结构力学是本专业核心基础课，同时这三门课程也是多数同学学习中较为困难的课程。在一些土木工程专业院校，每学期补考率和重修率最高的课程都是这三门课程。以结构力学为例，目前的上课方式大多为板书加PPT，由于有大量的计算演示过程，即便是PPT授课，教师也需要用黑板加粉笔进行教学。教师按照教学大纲和进程计划在45分钟的课堂中将每一道例题和每一个知识点讲解给大家。如结构力学超静定结构的力法方程，这部分只是较抽象，知识点不易理解，课堂上教师讲解一遍力法方程的原理，学生在没有提前学习的情况下可能听得懵懵懂懂。因时间有限，教师在有限的45分钟内需继续讲解下一个知识点。由于该学科知识点间强的逻辑性，一个知识点的不理解导致后续知识很难再听懂。而学生由于听不懂丧失了学习的兴趣，把力学课程当成了大学生涯的拦路虎，很多留级甚至退学的学生中均有一两门力学课程未达到合格标准。

   2 翻转课堂带来的教学改革

　　随着教育界科学技术革命的到来，翻转课堂可以改变上述教学中出现的问题。

　　在微时代的潮流中，教育领域产生了“微课程”。教师针对某一个知识点在15分钟，甚至更短的时间内讲清楚。如上述的力法方程原理，学生在课前收听或观看教学音频或视频，听一遍可能似懂非懂，听两遍可以接受并理解，听三遍可能会加深印象，听四遍或许能学以致用。如此，在课前学生已掌握了知识点，并能完成相关作业。而在课堂上，老师的职责是回答并进一步提高学生的应用能力，在翻转课堂的理念下，利用微课程将原来的教学模式彻底改革，以促进学生的主动学习性并使所有的学生都能理解某一难懂的知识点，同时将任课教师从大量的讲解中解放出来。这种教学模式带来的最大好处是，土木工程专业的学生不再对力学课程感到惧怕，有了坚实的力学基础后可以更好地学习后续的专业课。

   3基于翻转课堂的专业课教学改革

　　土木工程专业的专业课教学任务是通过学习使学生能够掌握设计和施工技术与管理的基本技能，并具备一定的专业素养。基于翻转课堂的教学模式下，学生可在课前观看教师提供或在线免费的视频资料。在课堂上，教师只需将施工方法进行总结和归纳，翻转课堂的教学模式让专业课不再枯燥，同时让学生在课后有迫切需要提高专业知识的紧迫感，最关键的是我们的本科生能够在最短的时间内适应工作岗位。

   三、翻转课堂在《结构力学》教学中的应用

   （一）微课视频的制作

   微课的选题着重于教学重点、难点、疑点和典型问题。以《结构力学》中“虚功原理和结构位移计算”部分为例，将知识点精选如下表所示。每个知识点控制在15分钟内。

   采用录屏软件录制屏幕课件，记录教学过程，后期再结合其他多媒体素材以及教师的讲解制作合成视频。录制时保证课件的精确化，动画设置应突出重点，逐步呈现。将抽象概念与实际工况相互联系起来。

   （二）翻转课堂的实现

   仍以“虚功原理和结构位移计算为例”，通过微课的学习，学生对虚功原理和位移有了一定了解，在课堂教学时，教师就基本原理进行重点讲解，同时强调课前学生自学时成果反馈中提出的问题。更多的课堂时间用于典型例题的讨论。如，比较谈论，虚功原理在刚体体系和变形体体系当中应用的异同点，讨论结构位移计算在实际工况中的意义。通过组织学生自发的谈论，探讨所学知识，使得知识得以内化和提升，并使学生在谈论探讨过程中找到成就感以及自己所学知识得意义.学生课后在通过在线题目练习进行复习总结和完成相关测评，进一步巩固深化知识。同时学生的测评和反馈也将为教师的课程完善提供依据和参考。

   四 结论

   本文将传统翻转课堂应用于《结构力学》教学实践，实现翻转课堂模式进行了初步研究。在以学生为中心的教育理念上强调教师的引导作用，提出基于翻转课堂的教学模型，同时结合《结构力学》课程特点，分析了微课制作和翻转课堂实现方式及其注意事项，可为结构力学教学模式改革提供参考。