“翻轉(zhuǎn)課堂”模式在土力學(xué)課程教學(xué)改革中的應(yīng)用

摘 要：土力學(xué)作為高校土木工程專業(yè)的一門主干課程，運用其理論知識能解決眾多與地質(zhì)相關(guān)的問題，因而采用何種教學(xué)模式，以高效率學(xué)好本門課程顯得尤為重要。筆者通過近幾年的教學(xué)實踐，針對土力學(xué)特點，就土力學(xué)教學(xué)過程中存在的常見問題，運用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，對課程的課前、課中和課后進行了設(shè)計，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)效率，教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞：土力學(xué)；教學(xué)模式；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)實踐

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-9132（2019）13-0006-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.13.002

《土力學(xué)》課程是作為高等院校土木工程、水利工程、工程力學(xué)等專業(yè)開設(shè)的一門主干課程，是基于三大力學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué)等相關(guān)力學(xué)的理論知識而開設(shè)的一門課程，分析和研究土的物理力學(xué)性質(zhì)、土的強度、土體的變形、土體的滲透等問題的一門學(xué)科，是力學(xué)的一個分支，隸屬于散體力學(xué)領(lǐng)域[1]。土力學(xué)研究的對象是土，因土具有非連續(xù)性、各向異性、三相性、力學(xué)性質(zhì)較復(fù)雜等特點，學(xué)習(xí)過程較為抽象，學(xué)習(xí)內(nèi)容繁多，同時要求學(xué)生具有良好的力學(xué)基礎(chǔ)。筆者結(jié)合近幾年土力學(xué)課程的教學(xué)實踐，針對如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生由被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化，學(xué)好土力學(xué)課程等問題進行了探討，提出了以學(xué)生為中心、教師為輔的“翻轉(zhuǎn)課堂”[2-3]教學(xué)模式。

一、土力學(xué)課程特點

運用土力學(xué)知識，不僅能解決邊坡穩(wěn)定性問題，也能評價地基的穩(wěn)定性問題，還能評判土體是否會發(fā)生滲流破壞等問題，為分析實際工程問題提供理論基礎(chǔ)。因此，如何學(xué)好土力學(xué)課程已成為高等院校亟須解決的問題[4-5]。然而土力學(xué)課程具有如下幾個特點。

1.土力學(xué)涉及學(xué)科多，涵蓋范圍廣。土力學(xué)是基于理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué)開設(shè)的一門課程，其知識點涉及面廣，涵蓋范圍繁多，理論知識強，學(xué)習(xí)難度較大。

2.土力學(xué)的學(xué)習(xí)較抽象，學(xué)習(xí)難度大。因土力學(xué)的研究對象為散粒狀的土顆粒，而土體是一種具有碎散性、三相性、自然變異性的物質(zhì)。在研究過程中，研究的是土體的物理力學(xué)性質(zhì)、土體邊坡的穩(wěn)定性、地基的穩(wěn)定性等問題，有眾多的理論推導(dǎo)和假設(shè)，這就要求學(xué)生具有良好的數(shù)學(xué)功底、較強的空間想象能力和邏輯推導(dǎo)能力。

3.土力學(xué)注重理論研究，學(xué)習(xí)過程枯燥。眾多高校的土力學(xué)課程基本以理論授課為主，整個教學(xué)過程中實踐課時不到總課時的五分之一，學(xué)生能動手實操的實驗課程少之又少。因此，在整個學(xué)習(xí)過程中，以理論授課的形式進行本課程的學(xué)習(xí)，不能更好地加深學(xué)生對知識點的理解，不能更好地鞏固理論知識，與此同時整個學(xué)習(xí)過程中略顯程枯燥乏味。

二、土力學(xué)課程教學(xué)中常見問題

土力學(xué)與其他力學(xué)不同，主要研究的是土體力學(xué)，而土體具有碎散性、三相性、自然變異性等特點，學(xué)習(xí)過程中概念較多，內(nèi)容繁瑣，知識面廣。高等院校將土力學(xué)作為土木工程專業(yè)的一門專業(yè)課程來開設(shè)，但因高校學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)增加，眾多高校將本課程學(xué)時進一步壓縮，加之學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)不夠扎實，故想要教師教好本門課程，并讓學(xué)生學(xué)好該課程，將面臨新的挑戰(zhàn)[6-7]。我在近幾年的教學(xué)過程中，不斷發(fā)現(xiàn)土力學(xué)課程的教學(xué)存在以下問題。

1.壓縮課時，教學(xué)任務(wù)加重。瀏覽眾多教材，互相比較不難發(fā)現(xiàn)編者建議本門課程的開課學(xué)時控制在64學(xué)時為宜。但部分研究方向在制定高校人才培養(yǎng)方案時，將本門課程的學(xué)時壓縮至48學(xué)時，甚至更少，這就要求教師應(yīng)具備更強的教學(xué)水平和學(xué)生應(yīng)具備更夯厚的理論基礎(chǔ)。但實際教學(xué)過程中不難發(fā)現(xiàn)，本門課程是基于眾多力學(xué)的基礎(chǔ)上開設(shè)的一門專業(yè)課程，一旦學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)較薄弱，這就導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程時遇到重重困難，難以理解其知識點，無法學(xué)好本門課程。

2.師資隊伍工程實踐經(jīng)驗尚淺[3]。學(xué)習(xí)土力學(xué)課程的本質(zhì)是運用土力學(xué)理論知識解決實際工程中的工程問題。但是，目前眾多教師都是畢業(yè)后直接進入高校從事教學(xué)工作，沒有太多甚至缺乏實踐經(jīng)驗，這就導(dǎo)致課堂理論教學(xué)不能與實際工程完美結(jié)合，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中也不易理解教師傳達的信息，從而致使學(xué)生不能輕松的學(xué)好本門課程，同時學(xué)生畢業(yè)后踏上工作崗位，也不能很快地將理論與實際結(jié)合起來。

3.學(xué)生理論知識薄弱，對問題的分析不夠精準(zhǔn)。高校通常會將土力學(xué)課程安排在大三第一學(xué)期開設(shè)，此時大部分的力學(xué)課程都已學(xué)完，但力學(xué)課程對學(xué)生來說普遍較難，眾多學(xué)生對力學(xué)知識掌握的并不牢固，加之眾多專業(yè)課程也會在大三第一學(xué)期同時開設(shè)，這就使得學(xué)生更沒有充足的時間和精力去學(xué)好本門課程，在時間和空間上學(xué)生都難以分出較多的時間和精力去學(xué)好本門課程，從而增加了學(xué)好本門課程的難度。

4.以理論授課為主，實踐學(xué)時較少。運用土力學(xué)知識，能解決一系列的實際工程中的工程地質(zhì)問題。但由于受學(xué)校試驗設(shè)備和試驗條件的限制，土力學(xué)課程基本以理論授課為主，實踐環(huán)節(jié)較少，因此很多高校目前只開設(shè)了土的液塑限聯(lián)合測定試驗、土的擊實試驗、篩分試驗、剪切試驗和固結(jié)試驗，土體的滲透試驗、三軸壓縮等試驗暫未開設(shè)，一方面這就導(dǎo)致學(xué)生自己動手環(huán)節(jié)過少，而課后又沒有太多的時間去復(fù)習(xí)，從而不能更好地加深課堂理論知識，一旦學(xué)生踏上工作崗位，遇到工程地質(zhì)問題，將不能及時運用已學(xué)知識處理相關(guān)問題，這就為土力學(xué)的教學(xué)與實踐的結(jié)合增加了困難；另一方面，單純的理論授課，會使得課堂枯燥乏味，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

三、課程教學(xué)改革與創(chuàng)新

為解決目前土力學(xué)課程教學(xué)中存在的常見問題，筆者通過近幾年對土力學(xué)課程的教學(xué)探索，積累相關(guān)的教學(xué)經(jīng)驗，提出了如下翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革模式。

（一）課前設(shè)計

土力學(xué)課程因其課時有所壓縮，學(xué)生僅通過課堂學(xué)習(xí)，不足以較完整的掌握本門課程的知識點。教師可通過錄制課程微視頻，采用慕課的形式，提前布置線上任務(wù)，讓學(xué)生提前熟悉下一節(jié)知識點，如有不懂之處，還可以進行回放，在課本上做好標(biāo)記，課中師生共同討論加以解決。也可利用網(wǎng)絡(luò)資源，登錄“愛課程”網(wǎng)、超星學(xué)習(xí)通等網(wǎng)絡(luò)平臺，觀看其他院校精品課程視頻，實現(xiàn)資源共享。同時，教師可提前上傳線上教學(xué)試卷，進行課前預(yù)測。這都為學(xué)好本門課程打下夯實基礎(chǔ)。

（二）課中設(shè)計

傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，以教師的“教”為中心，整堂課幾乎都是教師一人講授，學(xué)生最終能理解多少，教師也未能及時預(yù)測。而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以學(xué)生的“學(xué)”為主導(dǎo)地位。學(xué)生在熟悉本節(jié)知識的前提下，不再處于被動學(xué)習(xí)地位，課中教師將圍繞學(xué)生的問題進行展開，解決學(xué)生課前預(yù)習(xí)過程中存在的疑惑之處，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富了課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容。在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式下，教師可提高理論授課效率，節(jié)約理論授課學(xué)時，增加學(xué)生實踐學(xué)時，同時可帶學(xué)生去學(xué)校周邊工地進行現(xiàn)場實踐。因此，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能夠使學(xué)生更容易、更輕松、更好地理解并學(xué)好本門課程。

（三）課后設(shè)計

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，課堂講授結(jié)束后，教師布置課后作業(yè)，學(xué)生完成并上交作業(yè)，之后教師再進行批改。此過程耗時較長，教師不能及時發(fā)現(xiàn)上一節(jié)內(nèi)容學(xué)生不懂之處，也未能及時進行講解。同時無法避免部分學(xué)生抄襲現(xiàn)象，故教師更不能真實掌握學(xué)生對知識的掌握情況。而翻轉(zhuǎn)課堂在課后教學(xué)設(shè)計中，增加了線上實測環(huán)節(jié)，學(xué)生通過線上完成測試，教師可通過線上數(shù)據(jù)反饋，及時了解學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況。針對多數(shù)學(xué)生易出的錯知識點，下一次課可詳細講解。

四、結(jié)語

近年來通過采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對土力學(xué)教學(xué)進行改革，對本課程的課前、課中、課后分別進行了教學(xué)設(shè)計：課前錄制課程微視頻和線上預(yù)測，課中答疑解惑，課后線上測試。不難發(fā)現(xiàn)課中學(xué)生積極性明顯提高，學(xué)生有針對性的提問，師生互動環(huán)節(jié)有所增加，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣頗豐，學(xué)習(xí)氛圍顯著提高。同時在不壓縮學(xué)時的前提下，增加了學(xué)生實踐環(huán)節(jié)，取得了良好的教學(xué)效果，同時也豐富了自己的教學(xué)經(jīng)驗。

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作者簡介： 蔣凌云（1989— ），女，漢族，湖南永州人，助教，研究方向：巖土工程與建筑材料。

基金項目： 本文系吉首大學(xué)張家界學(xué)院院級教學(xué)改革研究項目資助（Jxjg1715）。