基于“两性一度”的“钢筋混凝土结构”金课建设与实践

景月岭，魏松 （合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009）

教育部高等教育司司长吴岩提出教育部今后要大力推进“金课”建设，包括线下“金课”、线上“金课”、线上线下混合式“金课”、虚拟仿真“金课”和社会实践“金课”[1]。金课建设要满足“两性一度”要求。即高阶性、创新性、挑战度。所谓“高阶性”就是知识、能力、素质三者的有机融合，是要培养大学生解决复杂问题的能力及思维方法。所谓“创新性”是课程内容要反映时代性和前沿性，教学形式呈现互动性和先进性，学习结果具有探究性和个性化。所谓“挑战度”是指课程有一定难度，老师备课和学生课下有较高要求[2]。积极推进“金课”建设是国家重视高等教育的体现，是国家提高大学教学质量的重要发力点，也是当前教学改革的主导方向[3]，如何打造金课是目前高校教师教学研究的重点。本文将结合"钢筋混凝土结构"课程，探讨金课建设的研究内容。

钢筋混凝土结构是水利工程中最基本的结构形式，钢筋混凝土结构课程也是水利工程类专业中最为重要的技术基础课程[4]。该课程一般在大三开设，往往是该专业学生接触的第一门专业基础课。钢筋混凝土结构计算理论是建立在大量试验基础之上，构造要求更是试验和工程经验的总结，同时又是一门钢筋混凝土结构设计相关的课程，与工程实践紧密相关，学生学习时往往觉得内容太多太散，不容易抓住重点和建立系统的概念。而学生缺乏工程实践经验，对构造要求及规范中一些经验系数的取法一知半解，传统的授课方式又以讲授法教学为主，学生的学习效果很难及时反馈给授课教师。其次，以往的授课内容以教材为主，而教材内容的编排不能跟随钢筋混凝土技术的发展而及时更新。课程试验内容较少或者内容单一，无法有效支撑钢筋混凝土结构的理论教学。因此，作为水利水电工程核心课程的钢筋混凝土结构要想达到“两性一度”标准，实现“金课”建设要求，就必须紧跟钢筋混凝土技术的发展趋势，将混凝土新技术引入到课程教学，同时采用MOOC、雨课堂等新的教学手段，增加课程的高阶性、创新性、挑战度。

3.1 课程资源凝练

本课程教材主要选用普通高等教育“十一五”国家级规划教材《水工钢筋混凝土结构学》，由河海大学、武汉大学、大连理工大学、郑州大学四校合编。辅导书选用汪基伟、夏友明主编的《水工钢筋混凝土结构》学习指导。

本课程的网络课程利用“中国大学MOOC”水工钢筋混凝土结构学线上教学开展课前线上学习和训练，该课程为国家精品网络课程，由河海大学冷飞、汪基伟、姚菲、蒋建华四位教师主讲。

3.2 教学团队建设

教学团队建设是保障课程顺利实施的前提条件。根据钢筋混凝土结构课程的性质，要求教学团队既要有钢筋混凝土理论的授课教师，又要有钢筋混凝土工程实践经验的教师。目前作者所在的课程组由三位教师构成。其中，一位主讲教师曾经在设计院工作7年，具有丰富的水利工程实践教学经验；
另一位主讲教师具有三年水工结构工程方面的海外留学经历，拥有坚实的混凝土结构理论基础；
还有一位主讲教师具有十余年的教学实践经验、较高的水利工程研究水平。同时，本课题的实验教学部分由我校学院结构实验室承担，实验指导教师具备丰富的指导经验，保证线下课程实验的高质量完成。

3.3 教学内容的梳理

“钢筋混凝土结构”课程是水利类专业重要的技术基础课和专业课，根据金课的“两性一度”标准、课程目标以及选用的教材，并基于学校实验室条件及实验学时，制定了钢筋混凝土适筋梁弯曲破坏实验、钢筋混凝土超筋梁弯曲破坏实验、钢筋混凝土简支梁剪切破坏实验三个教学实验。再根据主讲老师特长，制定详细的授课计划和实验计划。最后，根据水利水电工程专业培养目标和课程体系的安排确定教学内容。厘清课程体系中各门课程的先后关系，如钢筋混凝土类型结构及刚架结构是水电站厂房常见的结构形式，因此，该部分内容需要在学生学习“水电站”课程之前教授完毕。另外，随着预应力技术在水利工程中的普遍应用，本课程还将预应力混凝土结构纳入到教学内容中，从而保障教学内容的科学性和合理性。

3.4 教学方法改进

为了适应线上线下混合式“金课”模式，需要改变原有的上课节奏，探讨在较少的线下课程时间内，保证实现“两性一度”的具体教学方法和师生互动模式。本课程基于国家精品课程慕课河海大学的水工钢筋混凝土结构进行异步SPOC教学。首先，课前任教教师在中国大学MOOC发布课程教学内容及国家精品课程视频，学生课前观看课程视频，并在课程讨论区反馈课程疑难点。课中基于雨课堂平台教师根据学生反馈的疑难点进行重点讲解，同时，对讲授内容和课前视频内容实施随机测试，及时了解学生对知识点的掌握情况。课后通过雨课堂发布作业，学生通过雨课堂提交，教师在雨课堂批改并反馈给学生。

3.5 优化课程考核方式

钢筋混凝土结构原有的考核方式较为单一，期末考试占比高达70%，不利于全面考察学生对理论知识及实践方面的掌握情况。近年来，随着MOOC、雨课堂等智慧教学平台的快速发展，为多元化、多层次的考核方式的管理提供了技术手段[5]。为了实现“金课”的建设目标，本课程改变以往采用期末考试的考核方式，注重学习过程考核，基于MOOC和雨课堂平台采用更为多元化的考核方式，如图1所示，本课程考核方式中课堂测试占20%，作业撰写占10%，课堂演讲占10%，期中考试占20%，实验分析报告占10%，期末考试占30%。加强理论知识与实践能力考核相结合，从多个维度考察学生的学习效果。

图1 课程考核方式构成

“钢筋混凝土结构”按照线上线下混合式“金课”建设要求，在减少线下教学时间的基础上，进一步优化教学进度安排，采取更加灵活的教学模式，按照“两性一度”标准，加强学习过程管理，全面梳理课程教学内容，与“中国大学MOOC”水工钢筋混凝土结构学课程实现对接，合理增加学业挑战度、提高课程难度、增进课程深度，切实改善课程教学质量。根据课程目标和教学内容，学生为主体，以教师为主导，构建线上线下混合式教学模式。由图2所示，课前教师在线上发布课程的视频学习资源，并开放慕课堂讨论区，学生观看视频学习过程中遇到的疑惑可以通过讨论区反馈，同时，教师可以通过雨课堂在课前推送预习课件和一些拓展性的学习资源。然后，上课时采用反转课堂的形式，先由四组学生汇报慕课视频中讲授的知识点。根据学生汇报以及慕课堂讨论区反馈的问题，教师采用雨课堂讲解重难点，同时打开雨课堂的弹幕，实时了解学生的接受效果，对存在问题的地方进行重点讲解。课后通过雨课堂推送作业及复习资料，学生在慕课堂讨论区反馈课上讲解、作业、复习资料存在的问题，教师可通过讨论区与学生互动。同时，针对本课程的实验环节，在线下讲解实验原理、方法、实验测试技术、实验报告撰写等内容，学生在实验室完成实操加载、量测、数据处理与分析等，最后提交实验报告。

图2 钢筋混凝土结构线上线下混合式教学模式

钢筋混凝土结构线上线下混合式教学模式已应用于合肥工业大学的水利水电工程专业的教学，以2017级水利2班为例，该班共有学生37人，通过慕课堂可以导出该班的线上课程数据，慕课堂共发布课程视频80个，从图3的视频学习人数分布可以看出，大多数的视频学习人数在30人以上，表明绝大数学生都学习了课程视频。从图4的人均观看视频时长指数分布可以看出，人均观看视频时长指数基本在1.0以上，表明发布的教学视频都得到了完整观看（本文定义人均观看视频时长指数为视频人均观看时长与视频本身时长的比例）。因此基于MOOC的线上学习方式可以对学生的线上学习情况进行有效管理，并且在线下的反转课堂、课堂测试等环节检验学生的线上学习效果，进而在学习效果较弱的知识点做有针对性的讲解。这种线上线下混合式教学模式一方面改变传统的填鸭式教育，一定程度上增加了课程难度，给与学生较多的学习、思考时间，培养了学生的自学能力。另一方面，节省了传统知识点的讲授时间，而对同学线上学习反映的问题进行有针对性的答疑解惑。由此多出的时间，可以用于教师讲解钢筋混凝土理论的最新进展以及最新应用，同时，给学生布置难度较大的开放性选题，通过小组讨论及汇报的方式，培养学生解决复杂工程问题的能力，促进学生养成高效思维方式，学习结果具有探究性和个性化。MOOC和雨课堂平台的应用，保障教学形式上体现智能化和师生间充分的互动性。综上，本课程的教学模式围绕“两性一度”标准展开，满足线上线下混合式“金课”的建设目标。

图3 视频学习人数分布

图4 人均观看视频时长指数分布

“钢筋混凝土结构”作为水利水电工程专业的核心课程，课程的教学质量及教学效果直接影响后续专业课程的学习以及人才培养质量。本文首先分析了该课程的教学现状，然后对作者所在的课程组利用“中国大学MOOC”水工钢筋混凝土结构学线上教学，开展课前线上学习和训练，在线下通过雨课堂集中进行课堂知识应用、理论分析、问题讨论、能力训练和测试评价等，同时，开展线下课程实验训练与实践，以实现高阶性、创新性、挑战度的“金课”建设要求。