基于發(fā)展史及雨課堂的《土力學(xué)》教學(xué)改革探索

張明飛 李福恩

《土力學(xué)》不僅是巖土工程領(lǐng)域的核心學(xué)科、土木工程領(lǐng)域的重要學(xué)科，也是一門兼具理論和實(shí)踐的學(xué)科。因其材料具有天然性、實(shí)用性和復(fù)雜性以及影響因素的多樣性，其內(nèi)容抽象、公式繁多、各章節(jié)的聯(lián)系不強(qiáng)是造成教師難教、學(xué)生難學(xué)的主要原因，不斷壓縮的課時(shí)又在客觀上加劇了物理化學(xué)教學(xué)的難度。2013年以來(lái)，國(guó)家精品課、資源共享課、微格、微課、MOOC等教學(xué)手段借助線上平臺(tái)顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使學(xué)習(xí)變得更加自由而高效，成為了我國(guó)高等教育領(lǐng)域的關(guān)鍵詞和線上教學(xué)的代表。借此東風(fēng)，2016年4月，智慧教學(xué)工具——雨課堂也迅速?gòu)那迦A的課堂中脫穎而出，其目的是連接師生，將課前—課堂—課后的每一個(gè)環(huán)節(jié)都賦予全新的體驗(yàn)，全面提升課堂教學(xué)體驗(yàn)，讓師生互動(dòng)更多，教學(xué)更為便捷，最大限度地釋放教與學(xué)的能量，推動(dòng)教學(xué)改革。

一、《土力學(xué)》的教學(xué)現(xiàn)狀和發(fā)展歷史

（一）《土力學(xué)》教學(xué)現(xiàn)狀

1.內(nèi)容多，課時(shí)少。課程的主要內(nèi)容包括土的組成、物理性質(zhì)、滲透性、土中應(yīng)力、壓縮性、地基變形、抗剪強(qiáng)度、土壓力、地基承載力和土坡穩(wěn)定性，內(nèi)容繁雜，理論多且抽象、概念多且關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，假設(shè)較多，簡(jiǎn)化方式各異，課時(shí)又少。

2.教學(xué)方式單一。《土力學(xué)》的教學(xué)一般以教師課上講授為主，這種“單向灌輸式”的教學(xué)模式主要強(qiáng)調(diào)教師“教”的作用，而忽視了學(xué)生“學(xué)”的重要性;主要強(qiáng)調(diào)課堂上的作用，而忽略了課前課后的重要性。這不僅大大打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣，還降低了課堂教學(xué)的效果和效率。

3.實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐課時(shí)少且形式單一?！锻亮W(xué)》課程中關(guān)于土的滲透性、壓縮性、抗剪強(qiáng)度和土體參數(shù)等方面的內(nèi)容實(shí)踐性很強(qiáng)，學(xué)生缺乏相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，僅依靠課堂的理論學(xué)習(xí)，很難理解和掌握《土力學(xué)》的基本理論，因此實(shí)驗(yàn)是《土力學(xué)》課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而現(xiàn)在的教學(xué)中實(shí)踐課時(shí)很少。土的物理性質(zhì)中公式繁多，三相關(guān)系抽象，缺乏實(shí)際模型或?qū)ν馏w的直接感受。

4.課程考核方式有待提高?！锻亮W(xué)》課程的總評(píng)成績(jī)是由期末理論考試+平時(shí)成績(jī)構(gòu)成，對(duì)實(shí)驗(yàn)部分沒(méi)有考核要求。期末理論考試成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的八成，考試內(nèi)容主要以識(shí)記性的理論知識(shí)為主，而結(jié)合工程實(shí)際的綜合性、分析性的題目?jī)H占很小一部分。這種考核方式對(duì)教學(xué)效果的反饋嚴(yán)重滯后，不利于教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的具體情況對(duì)課程內(nèi)容和進(jìn)度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。同時(shí)，這種考核方式會(huì)導(dǎo)致很多學(xué)生為了通過(guò)考核在考前突擊死記硬背，甚至有些考試成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中也不會(huì)應(yīng)用學(xué)過(guò)的知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題。

5.涉及《土力學(xué)》發(fā)展史的內(nèi)容較少?！锻亮W(xué)》發(fā)展歷程較長(zhǎng)，內(nèi)容多，加入相關(guān)內(nèi)容不僅有利于提高學(xué)生的抬頭率，更有利于學(xué)生理解各個(gè)部分（土體強(qiáng)度、變形、滲透固結(jié)和穩(wěn)定性）的邏輯性。

（二）混合式教學(xué)的必要性

1.克服傳統(tǒng)課堂教學(xué)授課時(shí)間有限的難題?；旌鲜浇虒W(xué)過(guò)程分為課前、課堂、課后三個(gè)階段的師生活動(dòng)。結(jié)合本課程特點(diǎn)，課前側(cè)重于提供基本概念、原理、方法的知識(shí)背景;課后注重復(fù)習(xí)和理解，推送工程案例和前沿科研成果，拓展課堂知識(shí)點(diǎn)。課前、課堂、課后三個(gè)階段的重點(diǎn)各有側(cè)重，突出《土力學(xué)》理論與實(shí)踐并重的學(xué)科特點(diǎn)。

2.促進(jìn)師生線上線下互動(dòng)，及時(shí)獲取反饋信息。《土力學(xué)》假設(shè)較多、簡(jiǎn)化方式各異、材料復(fù)雜，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解參差不齊。因此，開辟一條師生溝通途徑，使教師能夠及時(shí)掌握教學(xué)效果尤為重要。教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生是樂(lè)于分享和溝通的。然而，傳統(tǒng)課堂教學(xué)給學(xué)生的時(shí)間較少，缺少通暢的師生溝通渠道。

3.提供學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性。因?yàn)榻虒W(xué)學(xué)時(shí)有限，教師講解一遍不能保證所有學(xué)生都能準(zhǔn)確快速地理解，因此，為學(xué)生提供反復(fù)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)十分必要。在混合式教學(xué)中，教師可以依托網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上傳教學(xué)視頻動(dòng)畫，讓學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)。

二、雨課堂

（一）雨課堂的特點(diǎn)

1.無(wú)時(shí)間限制。雨課堂的使用不受傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式的束縛，學(xué)生可以隨時(shí)登錄雨課堂學(xué)習(xí)PPT、習(xí)題集或與老師互動(dòng)，只要有網(wǎng)絡(luò)和微信號(hào)就可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，沒(méi)有使用時(shí)間上的限制。

2.個(gè)性化。學(xué)生通過(guò)雨課堂學(xué)習(xí)的過(guò)程都是確定的，因?yàn)槊總€(gè)人對(duì)于學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和掌握不同，雨課堂允許學(xué)生對(duì)于不懂的內(nèi)容通過(guò)彈幕功能進(jìn)行反饋，教師通過(guò)查看教師端就會(huì)知道哪個(gè)學(xué)生在哪個(gè)問(wèn)題上存在問(wèn)題，從而在課后為學(xué)生專門解答。

3.“彈幕式”課堂討論。雨課堂將視頻網(wǎng)站中的彈幕功能移植到了課堂環(huán)境中。彈幕具有“后臺(tái)實(shí)名制”的特點(diǎn)，促使學(xué)生更為踴躍地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，也有利于教師更全面地了解不同學(xué)生的想法。在課堂互動(dòng)中引入彈幕，對(duì)于受二次元文化熏陶成長(zhǎng)起來(lái)的新一代學(xué)生而言有著親切感。

4.數(shù)據(jù)采集與分析。雨課堂可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)記錄下來(lái)，從學(xué)生的課前學(xué)習(xí)、課堂互動(dòng)和課后完成作業(yè)等方面幫助教師分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。課內(nèi)限時(shí)習(xí)題、“不懂”按鍵、“彈幕式”討論、推送“手機(jī)課件”等功能可以自動(dòng)采集學(xué)生在使用過(guò)程中產(chǎn)生的所有學(xué)習(xí)行為，這些數(shù)據(jù)被整合分析后，將幫助教師量化了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從而讓教師更好地評(píng)估自己的教學(xué)過(guò)程，進(jìn)而調(diào)整自己的教學(xué)策略。

5.可以分組。學(xué)生可以自行組隊(duì)，也可以由老師分組，同時(shí)可以建立線上討論區(qū)結(jié)合線下分組和討論，這種方式便于學(xué)生針對(duì)感興趣的問(wèn)題進(jìn)行深入討論和交流，不同小組也可以進(jìn)行穿插學(xué)習(xí)，便于老師將一個(gè)問(wèn)題的不同解決方法交給不同的學(xué)生組進(jìn)行分析、討論和總結(jié)。

6.雨課堂讓教師教得更輕松，讓學(xué)生學(xué)得更快樂(lè)。雨課堂連接課前與課堂的功能為克服多媒體教學(xué)弊端提供了簡(jiǎn)單的應(yīng)對(duì)策略。教師可以在課前向每一位同學(xué)推送預(yù)習(xí)課件，讓學(xué)生在課前完成一定量的預(yù)習(xí)任務(wù)，這樣，在課堂上教師更容易做到以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)，及時(shí)調(diào)整授課風(fēng)格，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性。從學(xué)生的角度考慮，如果學(xué)生能在雨課堂這一應(yīng)用工具的約束下完成一定的課前任務(wù)，有所準(zhǔn)備地進(jìn)入課堂，那么課堂上接受知識(shí)將變得相對(duì)輕松。

（二）雨課堂教學(xué)中存在的問(wèn)題以及對(duì)策

1.課堂頻繁使用手機(jī)，容易導(dǎo)致學(xué)生分心。注意力不集中的同學(xué)容易玩游戲或者瀏覽與學(xué)習(xí)內(nèi)容無(wú)關(guān)的信息，從而降低聽課效率和效果。這就需要建立吸引、監(jiān)督考核和反饋機(jī)制。首先還是依靠老師的師德、教學(xué)藝術(shù)和方法吸引學(xué)生聽講，另外可以加強(qiáng)互動(dòng)和顯示答題測(cè)試，平時(shí)成績(jī)根據(jù)互動(dòng)答題給出。

2.預(yù)習(xí)的真實(shí)性問(wèn)題。由于預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)是在課前和課外在線進(jìn)行，學(xué)生是否真實(shí)參與，難以監(jiān)督。一方面需要加強(qiáng)引導(dǎo)，提高學(xué)生的主動(dòng)性和積極性;另一方面，要合理設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)材料，凝聚預(yù)習(xí)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)，必要時(shí)利用多媒體技術(shù)進(jìn)行輔助，增加動(dòng)畫和視頻等。

3.課后復(fù)習(xí)總結(jié)的問(wèn)題。課后復(fù)習(xí)總結(jié)是很多教師容易忽視的問(wèn)題，僅僅依靠考試前的復(fù)習(xí)往往印象不深，可以通過(guò)設(shè)置課后作業(yè)或者創(chuàng)新題目的方式，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

三、基于發(fā)展歷史及雨課堂的教學(xué)改革

（一）實(shí)施方法

針對(duì)專業(yè)課程《土力學(xué)》，開展基于雨課堂進(jìn)行教學(xué)探索與實(shí)踐，具體實(shí)施方法見圖。

（二）課前—課堂—課后教學(xué)內(nèi)容

通過(guò)雨課堂，有機(jī)串聯(lián)起課前、課堂、課后各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容為：第一，課前教師推送預(yù)習(xí)材料（包含視頻、習(xí)題和語(yǔ)音講解）推送到學(xué)生微信，讓學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)、小組討論，總結(jié)出預(yù)習(xí)中存在的疑點(diǎn)和難點(diǎn)，并通過(guò)自測(cè)練習(xí)掌握自學(xué)效果。第二，由各個(gè)學(xué)習(xí)小組依次展示探究式學(xué)習(xí)中取得的成果和疑惑，存在的疑惑由教師引導(dǎo)全班學(xué)生開展課堂討論，最后教師根據(jù)預(yù)習(xí)和討論的情況，再有針對(duì)性地講解重難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)先學(xué)后教、以學(xué)定教、以教導(dǎo)學(xué)。課上幻燈片逐頁(yè)發(fā)送到學(xué)生微信，使學(xué)生上課不再忙于抄寫、拍照;隨堂限時(shí)習(xí)題應(yīng)答，使學(xué)生聽課更專注;彈幕式討論功能，方便學(xué)生并行討論、隨時(shí)開關(guān);如果沒(méi)有聽懂，學(xué)生可以使用“不懂”按鈕匿名反饋給教師。第三，課后，教師將作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)資料推送到學(xué)生手機(jī)端，學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)及學(xué)習(xí)效果測(cè)試，而且可以通過(guò)手機(jī)終端在雨課堂上回顧教師的授課課件，復(fù)習(xí)課程相關(guān)內(nèi)容。對(duì)于不明白或者想探討的地方，可以通過(guò)雨課堂的“報(bào)告老師”板塊給教師留言，與教師進(jìn)行實(shí)時(shí)問(wèn)答、互動(dòng)探討。

四、結(jié)語(yǔ)

雨課堂利用我們熟悉的微信進(jìn)行個(gè)性化預(yù)習(xí)、互動(dòng)和測(cè)試，操作簡(jiǎn)單，容易上手，投入較小。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，雨課堂更利于調(diào)動(dòng)學(xué)生們的積極性，增強(qiáng)師生之間的互動(dòng)性，通過(guò)數(shù)據(jù)分析讓教學(xué)從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”變成“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”，提高了課堂教學(xué)效率，是值得所有老師和學(xué)生關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。雨課堂實(shí)現(xiàn)了學(xué)生可以不受時(shí)間和空間限制，同時(shí)又可以匿名與教師溝通學(xué)習(xí)心得的目的，這是傳統(tǒng)課堂教學(xué)無(wú)法比擬的。在《土力學(xué)》教學(xué)中融入這些內(nèi)容不僅有利于與學(xué)生互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的好奇心，提高吸引力，也有利于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行更為深入的理解，以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力。這種混合式的教學(xué)模式在教授學(xué)生理論知識(shí)的同時(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的實(shí)踐能力，提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)。對(duì)于《土力學(xué)》這種經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)、假設(shè)較多、理論性較深、有些抽象的學(xué)科來(lái)說(shuō)，翻轉(zhuǎn)課堂要求教師有豐富的《土力學(xué)》知識(shí)儲(chǔ)備。雖然混合式教學(xué)很難，但在國(guó)家重視教學(xué)的背景下，在雨課堂等工具的輔助下，相信混合式教學(xué)的方式和效果會(huì)越來(lái)越好，這也為其他土木類課程的混合式教學(xué)提供了有益參考。

（作者單位：鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院土木建筑學(xué)院）