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陈成芹,武红娟,曹万智,张 微
(1.西北民族大学 土木工程学院,甘肃 兰州 730030；
2.甘肃省新型建材与建筑节能重点实验室，甘肃 兰州 730000)
小班化教学主要指的是学生人数比较少、个性化教育、互动性比较强的教育方式，是实施个性化教学实践的一种新型教学模式[1].根据国务院办公厅《关于深化高等学校创新教育改革的实施意见》[2-4]，小班化教学改革势在必行.
《混凝土结构设计原理》是无机非金属材料专业本科开设的专业平台部分必修课之一[5].该门课程的教学目标是要求学生掌握混凝土结构基本构件的基本设计原理，熟悉各种基本构件受力特点及破坏特征，会对具体工程问题进行分析，能运用该课程介绍的基础理论知识、混凝土和钢筋等原始材料的基本性能进行混凝土结构设计[6-7]，能提出多种设计方案，解决工程实际问题，具备设计和计算混凝土结构基本构件的能力，并提供正确的设计成果，会对不同类型的构件设计结果进行校验，会分析和判断结构构件安全与否.从教学目标可知，本课程对学生未来从事的工作很重要，对本科阶段知识结构的构建也起到举足轻重的作用.2016年培养方案中，该课程只有36学时，知识量大、课时有限、学生差异大，采用“探究式-小班化”互动式教学，更有利于培养学生积极主动的学习态度.此外，学校每年招收的建材专业本科生人数每班控制在30名左右，满足小班化教学的人员要求，针对2016级(1班37人，2班34人和2017级(1班36人，2班25人)两届学生的综合成绩考评，研究“探究式-小班化”互动式教学模式的教学效果.
1.1 学生参与度提高
现在的教学核心是学生在“学”的过程中占主导地位[8]，课前预习，了解重要知识点，课堂上积极与同组同学讨论，加强同学之间的协作能力和语言表达能力.
1.2 教师教学素质提高
教师不仅要有过硬的专业知识，还需要强化现代信息技术的运用能力[9-10]，如腾讯课堂、钉钉、雨课堂、学堂在线等，既能线上上课，还能结合微课，采取翻转课堂教学模式提高学生自主学习的能力[11].教师还要快速适应自己在新的教学模式下的角色转变，“教为辅”，更多的是引导和解疑作用.在控制学生人数的情况下，教师有足够的精力给予每位学生更多的关注，从而有针对性地进行辅导和教学.
1.3 教学环境
人数较少、不影响现场正常施工的情况下，可以适当延长现场的教学活动，学生可以充分将理论知识与实践结合起来，比如，受弯构件的破坏状态，学生通过绑扎钢筋骨架，浇筑混凝土，养护并测试其破坏形态.通过亲身体验，不仅可以了解组成钢筋混凝土骨架的钢筋类型，还懂得了混凝土的配合比组成.在测试过程中，还能亲眼目睹梁在荷载大小变化时，梁所呈现出的破坏状态，从而更好地掌握构件的设计理论.
2.1 教师备课方式
《混凝土结构设计原理》课程的培养目标是设计、施工和检测等应用型人才为导向.2020年春季学期，由于受新冠疫情的影响，根据教育部“停课不停学”的要求，全校提前进行线上教育培训，为线上授课做好充分准备，同时调整备课方式.
1)与现代科技手段和设计方法接轨，开拓学生的认知能力.备课要注重内容的更新与扩充，在讲授混凝土结构的设计方法与原理时，要给学生提供最新的研究报道(如相关学术期刊、数据库和学术公众号)，开阔学生的视野进而引发思考，进一步加强师生互动，体现共同学习的理念.
2)与实际工程相结合，加强应用.《混凝土结构设计原理》的教学不仅要向学生传授理论知识，更要培养他们解决实际问题的能力.因此在备课时注重相关案例的引入，在假设情境下，让学生通过分析案例，进行现场初步判断，比如修建一座桥梁时，如果行驶在桥面上的车辆荷载超载，可能会出现什么问题？如何进行排查？可以让学生以小组的形式进行讨论，不仅可以提高学生解决问题的能力，还可以增强学生的思考和互动能力.
3)突出重点与难点.由于该课程的某些章节前后衔接中存在知识点重复的问题，因此适当采取课堂小测试的方式让学生在给出答案的同时提出疑问，教师则通过答疑的方式讲述本节课的重点与难点，提高了学习效率.
2.2 “探究式-小班化”互动式教学模式
“探究式-小班化”互动式教学模式是一种集数种教学方法于一身的教学模式.为充分调动学生的积极性，提高教学质量，培养学生的创新思维能力和动手能力，进而充分发挥小班化教学的优势.
1)“探究式-小班化”互动式教学设计.首先，教师利用多媒体资源对章节的重点和难点内容进行详细讲解，使学生掌握设计原理基础知识.其次，结合课本上的例题和实际案例，选取一类基本构件开设研讨课，培养他们的创新思维能力和动手能力.例如针对 “T型截面受弯构件的承载能力计算”进行研讨，要求学生通过课下查阅文献资料，在课上分组汇报两种T形截面承载能力计算的异同点、设计时需要注意的问题等.在课堂教学中，以情景式问题切入主题，进行小组讨论、成果展示和教师点评等，具体教学设计如表1所示.
表1 “探究式-小班化”互动式教学环节
2)围绕“结构设计原理”中的重点、疑点、难点以及现阶段慕课建设、自动习题集和钢结构等热点问题、学科前沿讲给学生，不仅拓宽了学生的认知面.而且有利于培养学生的创新思维，同时也激发了学生的科研热情.
3)充分利用各种信息化工具帮助学生答疑解惑.“雨课堂”小程序的运用，实时在线测试与答疑，提升学生参与度，实现双向互动，提高学习效果.图1是课堂上讲过的课下进行测试的结果.每次课的5分钟“问卷星”答卷小程序，总结本次课的主要内容知识点，为教师课后的答疑提供依据.传统的QQ、微信、短信和电话，也可以达到信息的及时沟通.丰富的网络资源，方便学生自己查找资料，进行汇总，解决问题.
(a)2017级建材1班 (b)2017级建材2班
由图1可知，2017级建材1班的总体正确率是80.56%，2班的正确率为84.00%，2班正确率偏高，表示2班对此问题的整体掌握程度较好，上课效率比较好.全班同学都做对的题目，2班有三道题，1班只有一道题，说明 2班学生的课堂教学效果比较好，学习能力较强.两个班的问题主要出在第4题和第5题，表明两个班的学生对此问题掌握的都还不够，需要学生课下查找相关资料、认真复习或者咨询老师，对该知识点进行巩固.“雨课堂”小程序线上测试，是一种不错的教学工具，不但可以了解学生对知识点的掌握程度，还可以清楚的知道哪些同学掌握的比较差，为下一步的教学提供依据.
2.3 引导学生改变学习方式
三步走，查漏补缺，轻松掌握所学知识.第一步是课前预习，通过听《结构设计原理》精品课资源或者带着老师设定的情景问题去预习.小班化教学为师生互动提供了有利的条件，这就要求老师引导学生进行科学深入的预习，而不是简单浏览教科书上的内容，比如：在讲授偏心受压构件这一章的内容前，给出案例，根据受力的位置，哪些情况属于偏心受压构件？偏心受压构件受力破坏时有何特点？让学生带着问题去思考，提升预习效果；
第二步是认真听课，及时查漏补缺，提高课堂效率，加强师生之间的互动和交流；
第三步，学生在课下及时对所学重难点进行总结，及时完成老师在“雨课堂”小程序布置的线上测验和线下作业，如有不明白的，可以在做题过程中标注出来，教师通过观看作业，就会收到相关信息，共同的问题则集中讲解，个别问题针对性指导，及时反馈给学生.为查漏补缺，学生还可以查看老师的直播回放，丰富知识点，进而达到事半功倍的效果.
2.4 构建新的课程考核体系
该课程的总评成绩包括平时成绩、期中成绩和期末考试[12-15]，根据对大学生创新性思维能力的要求，考核方式进行了调整和改革.
1)平时成绩 包括课堂考勤、平时作业，占总评成绩的20%，其中课堂考勤占 20% ，平时作业占80%[16].《混凝土结构设计原理》课是一门应用性和实践性很强的课程[17]，需要在实践中熟练掌握每一种基本构件的设计原理和承载力计算公式.为了提高学生的理解能力和计算能力，平时作业至少四次，要求学生写在统一的作业纸上，主要作业内容见表2.
表2 平时作业
由表2可知，四次作业内容包括混凝土结构设计原理的基础设计和基本构件设计，基本上涵盖了课程的计算内容.学生在做平时作业时，对不确定的知识点会反复查阅相关规范和课本中出现的例题，然后针对老师布置的课后题独立思考，得出计算过程；
课下老师集中讲解计算公式和适用条件.定理和概念类理论课不再作为最终的评价结果，而是通过平时作业的方式增加课堂互动、动手操作能力和实验设计的逻辑思维能力考查，将教学评价贯穿于整个教学过程.
2)期末总评考核 20%平时成绩，20%期中成绩，60%期末成绩，这三部分成绩为该门课程的最终成绩[21].其中，期中成绩是针对前九周的学习情况，采用随堂测验的方式，考察学生对重要知识点的掌握程度.《混凝土结构设计原理》课程属于专业必修课，期末考核采用闭卷考试形式，对整个学期的所有知识点进行考核，不仅考核理论知识的掌握情况，还会考察学生的实践能力、综合运用知识的能力等2016级和2017级四个班的期末总评成绩分布折线图，见图2.
由图2可知，采用传统教学方法的2016级建材1、2班成绩波动比较大，1班成绩分布范围(4，77)，平均分是55.73分；
2班成绩分布范围(32.6，95.8)，平均分是72.04分；
2班的成绩高于1班，在相同教学方法成绩差别较大，主要原因是学生的基础存在较大差距，课堂氛围也很重要，2班学生上课比较活跃，课堂上与教师互动频繁，这也带动了其他学生的学习积极性.采用“探究式-小班化” 互动式教学的2017级建材班的成绩分布比较均匀，1班成绩分布范围(67，90)，平均分是81.33分；
2班成绩分布范围(76.0，91.0)，平均分是81.82分，两个班的成绩相当，2班成绩略高于1班，这说明学生的参与度非常高，学习氛围在新方法下非常融洽，尤其是平时成绩比较差的学生，说明他们并不是成绩差，而是学习不认真、学习态度不端正，如果稍微努力一下，就可以将成绩提上来.令人欣慰的是，对于工字型的截面设计问题，虽然课堂上并未给学生讲解，但是很多学生能够从已有知识出发，通过T形截面的截面设计理论机型设计和验算，学会了运用所学知识，这说明小班化教学明显提升了学生的思维能力和综合分析能力.
图2 2016级和2017级建材班期末总评成绩分布折线图
从两届学生的成绩波动情况和平均分得知，采用“探究式-小班化”互动式教学模式，改变了教学过程中的角色转化，提高了学生的积极性，使他们爱动脑筋，善于发散思维，直观的表现就是成绩，变化非常大，特别是基础比较薄弱的同学，在大氛围的带动下，也学会了思考，同学们能够相互交流探讨，课下积极完成作业，在最终的考核中，也有了很好的表现.与传统的教学方式相比，“探究式-小班化”互动式教学可以显著提高学生的成绩，激发了学生上课的积极性，使他们能够自觉查阅资料，学生之间讨论互动增多.
2.5 “探究式-小班化”互动式教学面临的挑战
通过考核成绩了解到，采用新的教学模式以来，学生的学习效果很明显，成绩提高很大.但是也面临新的问题和挑战.
首先，与传统教学模式相比，这种教学方式增加了学生的负担，比如：课外预习部分，学生需要根据老师推荐的视频资料，提前观看视频，通常需要1小时左右，并记录自己不懂的知识点；
课上老师引入问题，学生以小组为单位进行讨论[22].随着互联网技术的发展，手机、电脑、IPAID戳手可得，wifi覆盖全校，电子网络资源、电子图书馆等等，学生可以随时查阅获取他们想要的资料.但是还有一部分学生表示不适应小班化教学多互动、多任务的要求，他们考试60分万岁，平时的学习态度就是得过且过，虽然按时上课，但是趁老师不注意就玩游戏.还有一部分学生平时不学习，期末考试时搞突击.为避免这类问题，充分发挥小班化教学的优势，高等教育必须真正回归到学生以学业为中心和高校以本科教育教学为中心这两个初心.
其次，小班化教学对教师和教学资源的要求也提高了.教师需要课下综合课程内容，精心设计教学内容，根据内容给学生提供针对性强或者自行制作的视频、微课提前进行预习；
教师需要掌握各种教学软件，并充分利用各种软件，让每一个学生都积极参与到课堂中来.目前，并不是所有教师都能胜任这种小班化教学方式[23].“探究式-小班化”互动式教学模式的教学效果，受很多因素的影响，比如教师的科研能力强、成果多，可以将自己的研究成果融入到课堂中，提升自身的课堂组织能力.从硬件设施上，需要加大投入，加快智慧教室建设，建立开放式学习模式.
最后，教学理念的转变.“探究式-小班化”互动式教学，并不是简单的减少学生人数，而是将教学过程视为师生之间交往、互动的过程，通过过程实现精神的交流、灵魂的碰撞、大爱的传递.通过微信问卷形式可以掌握学生名单、利用课堂点名、回答问题等形式，了解学生出勤情况、上课发言情况、作业完成情况、课堂测试情况.可以在授课时观察学生的学习动态，加强与学生的互动和交流[24]，还可以了解学生的学习方法、学习习惯，了解学生的思想动态和人格素养.
“探究式-小班化”互动式教学方式是一次非常重大的课堂教学革命[25].任何一种新方法的实施，都需要一个过程，“探究式-小班化”互动式教学方法还需要继续完善，争取获得更好的教学效果.
本文介绍了“探究式-小班化”互动式教学模式在《混凝土结构设计原理》课程教学中的应用.我校2016级和2017级两届学生的成绩说明新的教学模式的教学效果是非常明显的，调动了学生的积极性，尤其是基础知识比较薄弱、动手能力较差的学生，改变了他们的学习态度，学习效果非常明显.虽然这种教学模式面临很多挑战，学生自主学习的时间延长、作业数量增多、学生之间互动数量增多，同样对教师的要求也高，要熟练掌握使用现代信息技术手段，精心设计教学内容，参与科研活动，让教师和学生之间的关系“亦师亦友”.
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