摘要：本文基于“以学生为中心”的教育理念，对结构力学课程线上教学进行研究，从线上教学设计、线上教学具体实施、线上教学采用的方法等方面进行改革实践，从而提升结构力学的线上教学质量，更有利于土木工程专业应用型人才的培养。
关键词：结构力学；以学生为中心；线上教学；教学模式
中图分类号：G622 文献标识码：A
引言
结构力学课程是各高等院校土木工程专业的重要专业基础课，也是一门重要的必修课，该课程的学习效果关系着学生的专业基础能力。后疫情时代，线上教学的开展显得尤为重要。加强线上教学模式及教学实践研究，结合教学模式、教学方法、教学评价等教学改革，提高学生学习兴趣，为课程开展教学提供参考。
一、教学理念
“以学生为中心”是现代教育的基本教育理念。以学生为中心，学生主体，以学为主，先学后教，全面发展。积极调动学生学习的主动性和内驱力，依据该教学理念，结构力学课程线上教学更注重学生学习的全过程以及学生能力的培养和未来的发展。
1.关注每一位学生
教师要从学生对课程知识的理解和掌握出发，而不是从教师的讲授或教材的内容设置出发。即教学始终要以学生为本，强化学生的自主学习，学生是课堂中的主体，在课堂活动中把空间和时间留给学生，让学生主动学习，合作探究；要转换教师角色，诚心诚意地成为教学活动的组织者、合作者和参与者，真正做到以民主平等的心态与学生合作、交流。
2.关注学生学习全过程
教师在教学中不仅要追求教学的结果，更重要的是关注学生对课堂教学活动参与的全过程，通过学习参与的主动程度，关注学生学习全过程的内在体验。
3.关注学生发展
教学不应该只是单纯地传授知识，要关注学生未来的发展。应该重视学生创新思维能力的培养，以及独立思考能力。同时应该注重学生的情感态度和价值观的培养。

4. 注重教师自身的专业学习

    “以学生为中心”的教育理念，并不否认教师自身的专业发展，体现教师是课堂的引领，就应该提升教师的专业水平。教师在传授知识的同时，要不断学习先进的理念和知识。教师自身的专业发展直接带动了教育教学的质量。
线上教学给了学生更多的主导性和自主性，更易实现“学生为中心”的教学理念，从而激发学生的学习兴趣和热情，有利于提高教育教学水平和质量。
二、教学目标
基于“以学生为中心”的教育理念，结构力学课程设置了三个层面的教学目标。
1.知识目标
掌握各类杆件结构的内力、位移及稳定性的计算原理和方法，熟悉各类结构的受力特点和性能，从而为学习后续专业课程及进行结构分析、设计和科学研究奠定重要的基础。
2.能力目标
培养结构分析与计算等方面能力；具备将实际工程问题抽象为相应力学模型并能选用相应结构力学方法或常用力学计算软件进行结构的力学分析及计算的基本能力；具备解决工程实践中相应的结构力学实际问题的能力。
3.思政目标
通过融入各类课程思政元素，让学生领略力学智慧，培养科学思维和探索精神；厚植工程伦理，提高职业素养、大国工匠精神，实现“三全育人”教育理念。
三、教学设计
为实现线上教学与线下课堂质量等质同效，针对线上教学对结构力学进行了新的教学设计。从整合教学内容、拆分教学目标、任务点支撑课程知识点、有效利用教学模块等教学设计，实现多元化的教学手段，以促进学生线上学习效果。
1.整合教学内容
结合线上教学的特点，以及学生线上学习的条件，并考虑学生对于线上学习的接受能力和接受程度，对结构力学的教学内容进行系统的分析，确定每次课每一小节的教学内容。明确每次课的教学目标，进而确定教学重点和难点，以及授课设计思路。整合后的教学内容更适合于线上教学，以及课堂上的设计和安排
2.拆分教学目标
将课程的教学目标，包括知识目标、能力目标、思政目标划分到每一个章节当中，确定每次课的教学目标。以递进的方式，将知识目标划分为了解、理解、掌握、熟练掌握，更明确学生对各个知识点的掌握程度。将能力目标分为结构分析能力、计算能力，将实际工程问题抽象为力学模型能力、解决工程实践问题的能力，将思政目标融入到知识目标和能力目标中，注重思政元素在授课章节中的融入。
3.任务点支撑课程知识点
结合前述教学目标以及授课内容，将结构力学课程需要掌握的知识点以任务点的形式发放。按照每次课的课程进度，将学习任务点发放给学生，并在学习通掌握学生任务点完成情况，以及掌握情况。
4.有效利用教学模块
利用学习通平台的教学模块，将结构力学课程按照教学模块进行体现。有教学目标、教学内容、电子版教材、电子教案、视频、课件PPT、章前测、随堂测试、课后作业、知识拓展等模块。模块教学提高了学生的学习兴趣，增加了学生学习的积极性，激发了学生自觉性和自主学习能力，更有利于教育教学效果。
四、教学方法
为实现线上教学与线下课堂质量等质同效，激发学生的学习兴趣，在线上教学中采用了丰富的教学方法。如案例分析法、启发式教学方法、讨论式教学法、
互动式教学方法等。
1.案例分析法
采用案例分析法，将实际工程案例引入结构力学教学中，并将知识点的讲授转化为对工程案例的分析，使学生更容易理解、体会。
例如，在讲授桁架结构时，引入国家体育场“鸟巢”，以及南京长江大桥等学生非常熟悉的实际工程结构，使学生对于桁架结构的掌握更加形象具体，理解的更加深刻，并能够理论联系实际，真正使课程知识点与实际工程案例相结合，能够利用课程所学的知识解决实际问题。
2.启发式教学方法
例如，讲到超静定结构的超静定次数时，为了启发学生对于超静定次数多判别，教师会以启发的方式。向学生提问：请同学们对比一下静定结构与超静定结构有那些差别呢？一个超静定结构与之接近的静定结构有几个多余约束呢？启发学生思考答案，即有几个多余约束就有是几次的超静定结构。同时，启发学生：同一个超静定结构有多种分析方法，可以选取不同的静定结构作为基本结构与其对比，从而确定超经典次数。
采用启发式教学方法，通过教师提出的问题，引发学生的思考，向学生提供思维线索，指明思维方向，完成分析和求解过程。通过启发、设问、互动，极大地调动了学生的求知欲、使学生的思维更加活跃，培养学生对科研问题的探究精神。
3.讨论式教学法
采用讨论教学法，例如，让学生线上完成讨论题或分组讨论：力法计算时基本结构的选取有几种方式？让学生尝试多种可能，通过讨论确定哪一种基本体系是最合适的，或者选取哪一种基本结构是计算最简便等等。再例如，可以结合结构搭建模型，跟学生讨论结构设计中遇到的困难、需要注意的问题、常遇到的问题等，在讨论出多种解法和不同方案的同时，培养学生的创新意识。
4.互动式教学方法
线上教学不同于线下教师授课，师生不能面对面授课，只能分别对着电脑。为确保线上教学与线下课堂质量等质同效，课堂互动显得尤为重要。线上教学采用开视频的方式，模拟面对面的课堂。教师设置了抢答题、分组讨论、选人作答等方式，跟学生互动。为了促进学生积极参与课堂互动，教师在第二节课告知学生课程考核方式备案表，让学生了解参与课堂互动的次数和积极性将计入平时成绩。从目前教学效果情况看，大部分同学互动非常积极，效果显著。
五、课程教学过程
结构力学线上教学具有相对完整的教学过程，学生的整个学习过程分为三个层次：课前自主学习、课中重难点分析、课后巩固反馈。如图1所示。
 
图1 《结构力学》教学过程
1.课前的准备
①教师编写线上教学任务
教师根据教学日历，针对线上教学每一次课的教学安排和教学目标、教学内容重难点，编写线上教学任务。线上教学任务包括：课程基本信息、课前预习内容、课堂教授内容、课后复习题、思考题和课后作业。该任务通过学习通，在线上教学开展的前一周向学生发布，供学生学习参考。
②教师准备线上教学课件
根据线上教学不同于线下的特点，将线下使用的结构力学PPT课件进行修改和完善，使其更加适用于线上教学，并提前上传到学习通中。同时，利用学习通的多个互动模块：课前测、是非题、投票题、判断对错题、选择题和简答题等，将其插入到课件中，让力学理论教学不再乏味。
③学生课前自学
课前，教师在超星学习通平台上设置任务点，提前2～3天发放给学生，引导学生完成任务点的自学。学生在明确本次课的学习目标后，通过研读教材、观看视频、动画模拟、自学PPT课件等方式进行自主学习，并通过课前测试模块检测自学效果。教师可以通过学习通平台的任务点完成数据统计，及时了解学生知识点的完成情况、学习投入情况，以及遇到的问题，并根据具体情况，实时调整下一次课的课堂教学内容。
2.课堂线上教学
课上，教师利用超星学习通与腾讯会议直播相结合的方式进行线上教学。课上讲授课程的重难点内容，答疑学生通过课前自学反馈的问题。学生带着课前自学遇到的问题听课，精力会更集中，知识掌握的效果也更好。通过课上教学，使学生学会整理知识点，解决课前学习困惑问题，加深对知识点的理解和掌握。通过对45分钟的课堂进行合理划分，使讲授、互动、练习、答疑相得益彰，从而激发学生对课程内容学习的积极性和主动性，使“教”与“学”都取得了良好的效果。
3.课后巩固反馈
教师精心设计课后作业，课后通过学习通平台发放给学生。教师设置作业发放和完成时间，要求学生按照设定时间认真完成作业，教师对作业进行批改。课后作业主要是课上内容的重难点的习题，以作图、分析、计算题为主，巩固学生课前课中所学的知识，培养学生的计算能力和分析解决问题的能力。教师也能通过课后作业了解学生学习状态和态度、知识掌握的程度及存在的问题，针对课后的反馈准备为下一次课的教学课程资源，体现教学灵活性、适用性、针对性及有效性。
结语
本文基于“以学生为中心”的教育理念，对结构力学线上教学模式进行探讨，通过教学设计、教学实施、教学过程及教学评价等建设得到以下结论：①合理设计预习内容，兼顾趣味性和知识性，真正的起到引导作用。提高学生的自主学习能力，激发学生的学习热情；②利用超星学习通平台的模块，设计整个线上教学环节，增加互动等方式，确保线上教学与线下课堂质量等质同效，提升结构力学线上教学质量；③结构力学课程团队在对本课程的建设中通过教学资源共享及线上教学的经验不断完善课程建设，采用不同的教学方法和教学手段，尝试和探索翻转课堂和混合式教学。