以學生為中心的《土質學與土力學》混合式教學改革探究＊

曹小紅，尚彥軍，李守平，孟 和

（1.新疆工程學院，新疆 烏魯木齊 830000，2.新疆地質災害防治重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830000 3.中國科學院大學地質與地球物理研究所,北京 100029）

地質工程專業(yè)學生除了需要具備必要的地質學知識、工程技能和工程勘察設計能力外，還需要具備一定的分析和計算能力；學生需要掌握地質學、力學、巖土工程勘察方法與技術、三維地質建模與計算、3S 技術及空間分析，從地面向地下、甚至入地、上天等更深、更廣闊的空間及適應各類巖土工程勘察、施工、設計工作。對于應用型本科院校地質工程專業(yè)《土質學與土力學》教學改革、課程改革、考核改革趨于勢在必行，從線上線下混合式教學到以進階式全流程動態(tài)評價為主，結合過程性考核、目標性、綜合考核學生基礎知識的掌握程度、實驗動手操作能力、問題綜合分析能力，誠信、敬業(yè)的態(tài)度包含知識、能力、價值觀的綜合考核?！锻临|學與土力學》以講師講解基本概念和計算基礎，副教授、教授講解工程實踐應用，結合精品課等網(wǎng)絡資源，線下實驗操作，同時探索混合式教學模式。隨著地質工程人才培養(yǎng)方案的修訂，專業(yè)人才培養(yǎng)目標逐漸向應用型人才培養(yǎng)模式轉變。講授土體基本物理力學性質、土壓力、土坡穩(wěn)定性分析、地基承載力分析計算與應用、土體動力學特征及工程實踐等，學習完后學生能進行基坑開挖與支護、土體壓縮性、土體抗剪強度計算、擋土墻土壓力計算與設計、土坡穩(wěn)定性分析計算與設計、地基穩(wěn)定性驗算與設計。

《土質學與土力學》是地質工程重要的專業(yè)基礎課，是繼《理論力學》《材料力學》或《工程力學》課程學習后，與專業(yè)課相銜接的一門核心專業(yè)基礎課，為后續(xù)課程《巖石力學》《巖土工程勘察》《基礎工程》《工程物探》奠定基礎。《土質學與土力學》線上教學結合MOOC 教學資源，線下輔導答疑+分組討論、小組匯報、實驗操作、同伴學習、團隊展示提升學習效率，引入SPOC 教學模式，展示各教學環(huán)節(jié)及知識點、土中自重應力、基底壓力計算、土體壓縮性及其指標計算、土體抗剪強度及其工程應用、土壓力及工程設計計算與應用，這部分是教學的重點和難點[1]。對于目前的學習對象在理解→記憶→練習→計算→應用過程中有學習困難，這部分也容易出現(xiàn)學習效果兩極分化，教學需采用線上線下混合式設計；線上講授基本概念、計算方法及其工程應用，線下答疑、強化訓練、加強記憶和知識遷移應用。土坡穩(wěn)定性分析、地基承載力分析計算與應用、土體動力學特征及工程實踐等，學習完后學生能進行基坑開挖與支護、土體壓縮性、土體抗剪強度計算、擋土墻土壓力計算與設計、土坡穩(wěn)定性分析計算與設計、地基穩(wěn)定性驗算與設計，側重工程綜合應用[2]。

通過對比動態(tài)調研分析4 屆學生采用混合式教學+進階式全流程動態(tài)評價教考方法，成績由課前（預習、自測）、課堂（講解、討論、回答問題、實驗）、課后（結果分析、實驗報告、綜合問題分析）幾部分組成，具體包含線上授課搶答加分、課堂提問、同伴學習、線上學習測試、實驗前口頭陳述操作步驟、作業(yè)成績、實驗動手操作、實驗分組比賽、在線網(wǎng)絡自主學習構成評分依據(jù)。手段采用以進階式全流程動態(tài)評價為主，結合過程性考核、目標性、綜合考核學生基礎知識的掌握程度、實驗動手操作能力、問題綜合分析能力，誠信、敬業(yè)的態(tài)度包含知識、能力、價值觀的綜合考核。

通過混合式教學+進階式全流程動態(tài)評價教學方法實踐與改革，主要訓練學生綜合分析計算、工程設計及知識遷移應用的能力。嘗試不同的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)模式，隨著企業(yè)需求與面向就業(yè)單位的不同，教學內容也在向工程教育認證、技能提升的混合式多維度能力提升方向改革。線下課堂基礎知識、基本概念、理論方法、技術原理的學習過程中內容相對單調且無法重復回放，線上教學資源豐富多樣，可滿足各類不同層次的學習者廣泛涉獵各類知識[3-8]。

以學生為中心的混合式教學方法在線上、線下交替教學過程中自學、章節(jié)自測、分組討論、小組匯報、同伴學習、組隊展示等方式提高學習效率，增強學習主動性和學習信心，課堂上討論后需深究的一些問題，學生課后查閱資料，待下次線下課與老師深入探討，同時鍛煉學生的自學能力以及發(fā)現(xiàn)問題→查閱資料→同伴討論→信息互饋→初步形成方案的問題解決模式，以便在后續(xù)課程學習或實習中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，引導和培養(yǎng)學生多元化的資源獲取、消化吸收及知識遷移應用能力，近4 年該方法應用效果較好。

混合式教學的特色是采用混合式教學+進階式全流程動態(tài)評價教考方法，成績由課前（預習、自測）、課堂（講解、討論、回答問題、實驗）、課后（結果分析、實驗報告、綜合問題分析）幾部分組成，含線上授課搶答加分、課堂提問、同伴學習、線上學習測試、實驗前口頭陳述操作步驟、作業(yè)成績、實驗動手操作、實驗分組比賽、在線網(wǎng)絡自主學習構成評分依據(jù)。

以學生為中心的混合式教學創(chuàng)新性體現(xiàn)在以下三方面：一是整合線上教學資源，分類引導，將中國大學MOOC+創(chuàng)新SPOC 教學模式的線上線下混合式教學，針對漢班、民班在課前、課堂、課后、教學反饋、評價機制方面充分調動學習主動性，由傳統(tǒng)線下滿堂灌向自學、測試、討論、同伴學習、分組匯報展示、查閱資料解決問題的主動學習模式轉變。二是以進階式全流程動態(tài)評價為主，結合過程性考核、目標性、考核學生基礎知識的掌握程度、實驗動手操作能力、問題綜合分析能力，融入愛國、誠信、敬業(yè)的課程思政，全面提升學生的知識、能力、價值觀。三是推廣應用線下實驗操作前口頭陳述試驗方法，系統(tǒng)訓練學生的工科思維及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題多元化的資源獲取、消化吸收及知識遷移應用能力。以開放性實驗室為平臺，進行系統(tǒng)的實操、實戰(zhàn)訓練（實驗、實習、實訓、課程設計）[9-18]。

授課方法及考核方式單調，教學方法以傳統(tǒng)的線下為主，作業(yè)、實驗相對固定，計算機等新技術、新方法融入的較少?；A知識的學習過程中線下課堂內容相對單調且無法重復回放，線上教學資源豐富多樣，可滿足各類不同層次的學習者廣泛涉獵各類知識。在線上線下交替教學過程中學生可以通過自學、章節(jié)自測、分組討論、小組匯報、同伴學習、組隊展示等方式提高學習效率，增強學習主動性。在網(wǎng)絡學習平臺、實驗室開放率、教學方法多元化的管理模式還有待進一步加強。

通過對地質勘查14-1、14-2、15-1 班、地質工程15-1、16-1、17-1、17-2、18-1、18-2 班共9 個班試行，從線下逐漸向線上線下混合式過渡，其中地質工程17-1、18-1 是漢族班，17-2、18-2 是雙語班，教學和考核評價以這4 個班為對比分析，17 級采用線下教學、18 級采用線上線下混合式教學，并以地質工程15-1、16-1 為參照、對比分析漢班、雙語班教學經(jīng)驗及教學改革成效。采用混合式教學+進階式全流程動態(tài)評價教考方法，對以上4 屆學生跟蹤調查發(fā)現(xiàn)：漢班課前（預習、自學、自測）較為積極主動，民族生課前預習、自學自測意識不強；漢班在課堂（講解、討論、回答問題、實驗）中表現(xiàn)突出，能調動大多數(shù)學生的積極性，但民族生大多數(shù)能做到認真聽講后主動實驗，討論和回答問題環(huán)節(jié)顯得很被動；漢班課后（結果分析、實驗報告、綜合問題分析）能按時完成，民族生須在老師的督促、引導下完成實驗報告、綜合問題分析等幾部分內容；在線上授課搶答加分、同伴學習這方面民族生表現(xiàn)的很積極主動，但課堂提問、線上學習測試、實驗前口頭陳述操作步驟、課后作業(yè)成績、實驗動手操作、實驗分組比賽、在線網(wǎng)絡自主學習完成率較低，漢班學生在線上授課搶答加分、同伴學習、課堂提問、線上學習測試、實驗前口頭陳述操作步驟、課后作業(yè)成績、實驗動手操作、實驗分組比賽、在線網(wǎng)絡自主學習整體表現(xiàn)較好，但個體差異性表現(xiàn)突出。在采用以進階式全流程動態(tài)評價后個體差異性不顯著，還能通過搶答加分、同伴學習、實驗分組比賽、在線網(wǎng)絡自主學習等降低個體差異的離散性[18-24]。

通過跟蹤調查、推廣應用及對18 級學生的問卷調查發(fā)現(xiàn)，混合式教學+進階式全流程動態(tài)評價教考模式適用于現(xiàn)階段應用型本科院校學生，考試成績相對17 級明顯提高，知識點掌握牢固；學生自學、主動性顯著提升，表現(xiàn)在后期思考校園樓宇地基土承載力、公路邊坡穩(wěn)定性分析、主動查閱文獻資料解決問題這些方面。今后還需在網(wǎng)絡慕課資源的基礎上開發(fā)適合應用型本科院校學生學習的SPOC 模式，并且注重線下實驗操作前口頭陳述實驗方法的推廣應用。

《土質學與土力學》已開設5 輪8 個班的教學方法實踐與改革，教學改革趨勢是逐步實現(xiàn)分級分類教學，提高實驗室開放率，增加章節(jié)自測題量，引入實習單位、用人單位第三方評價機制。其次與相關產(chǎn)教融合單位合作，校園內定期開放網(wǎng)絡學習平臺。在教學過程中針對人才培養(yǎng)、專業(yè)課及實踐教學環(huán)節(jié)總結出我校的特色，凝練出應用型本科院校地質工程專業(yè)特色，針對實踐性強的專業(yè)課提出“混合式教學+進階式全流程動態(tài)評價”教考模式。