多元混合教學(xué)模式在《土力學(xué)》課程中的應(yīng)用
——以為地基失穩(wěn)為例

蔣凌云

（吉首大學(xué)張家界學(xué)院，湖南 張家界 427000）

建筑地基失穩(wěn)事故偶有發(fā)生，工程設(shè)計、施工管理和過程檢驗的任一環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理工作失誤，都可能直接或間接地導(dǎo)致事故發(fā)生，從質(zhì)量管理的5M1E（人、材、機(jī)、料、法、環(huán)）內(nèi)容看，“人”是質(zhì)量工作最核心要素，故通過嚴(yán)格工程教學(xué)，充分發(fā)揮人的主觀能動性，是可以最大程度降低事故發(fā)生的概率和造成的損害程度。因此，如何在《土力學(xué)》課程的教學(xué)過程中培養(yǎng)不僅要具備扎實的專業(yè)基礎(chǔ)、遵守職業(yè)道德規(guī)范、具有強(qiáng)烈的質(zhì)量安全責(zé)任意識、還應(yīng)具備豐厚的科學(xué)素養(yǎng)、科技報國的家國情懷、精益求精的工匠精神和強(qiáng)烈的民族自信心的學(xué)生就顯得尤為重要。筆者在近幾年《土力學(xué)》課程的教學(xué)過程中，通過不斷探索與實踐，根據(jù)學(xué)生的學(xué)情，運用問題驅(qū)動法、討論法、“CMC”法、OMO 教學(xué)法、問題情境等教學(xué)法，構(gòu)建多元混合式教學(xué)模式，對學(xué)生的知識探究、能力建設(shè)、價值引領(lǐng)、人格養(yǎng)成都起到了幫助作用。

一、學(xué)情分析

（一）學(xué)科知識

本課程是高校土木工程專業(yè)大三學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)核心課或作為相關(guān)從業(yè)人員的一門專業(yè)輔導(dǎo)課，學(xué)習(xí)者理論水平層次不一，個體差異較大。而地基失穩(wěn)常見的原因及在豎向荷載作用下地基的失穩(wěn)形式和過程主要是針對在進(jìn)行地基穩(wěn)定性分析時的一個知識內(nèi)容，前期需要完成《高等數(shù)學(xué)》《土木工程材料》《理論力學(xué)》《材料力學(xué)》等課程的學(xué)習(xí)，為后續(xù)《基礎(chǔ)工程》《高層建筑》《建筑施工》《建筑結(jié)構(gòu)抗震》等課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

（二）認(rèn)知特征

美國學(xué)者埃德加·戴爾（Edgar Dale）于1946 年提出了“學(xué)習(xí)金字塔”（Cone of Learning）理論。他以語言學(xué)習(xí)為例，在初次學(xué)習(xí)兩個星期后：講授、聽講能夠記住學(xué)習(xí)內(nèi)容的5%；閱讀能夠記住學(xué)習(xí)內(nèi)容的10%；聆聽能夠記住學(xué)習(xí)內(nèi)容的20%；看圖能夠記住30%；看影像，看展覽，看演示，現(xiàn)場觀摩能夠記住50%；參與討論，發(fā)言能夠記住70%；做報告、給別人講、親身體驗、動手做能夠記住90%。從學(xué)習(xí)金字塔可以說明：學(xué)習(xí)方法不同，學(xué)習(xí)效果大不一樣。因此，教師要學(xué)會調(diào)整甚至改變教學(xué)方式和角色，充分尊重學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的能力，提高學(xué)生素質(zhì)，為學(xué)生的終生發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

（三）情感態(tài)度

本課程的授課對象以大三學(xué)生為主，而這些學(xué)生大部分是00 后互聯(lián)網(wǎng)新生代，其主要特征是對互聯(lián)網(wǎng)充滿興趣和強(qiáng)烈的求知欲。依托互聯(lián)網(wǎng)，充分挖掘互聯(lián)網(wǎng)中的教育教學(xué)資源，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，并處理問題。

二、多元混合式教學(xué)方法

以李廣信等人編著的清華大學(xué)出版社的《土力學(xué)》（第2 版）為參考教材，本次以第8 章地基承載力（8.1 概述、8.2 地基的失穩(wěn)形式和過程）為例。

（一）問題驅(qū)動法

課前通過學(xué)習(xí)通發(fā)布三項任務(wù)，以問題為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨立思考的能力。具體任務(wù)如下：任務(wù)一，通過超星學(xué)習(xí)通和愛課程網(wǎng)提前預(yù)習(xí)；任務(wù)二，近日抖音熱榜湖北省監(jiān)利縣尺八鎮(zhèn)某民房發(fā)生傾斜，分析該建筑產(chǎn)生傾斜的原因（以問卷形式發(fā)放）；任務(wù)三，利用互聯(lián)網(wǎng)資源，收集地基失穩(wěn)的案例，并以圖片或視頻方式上傳至學(xué)習(xí)通平臺。

（二）討論法

課前選擇已畢業(yè)且在不同職位（質(zhì)檢員、結(jié)構(gòu)設(shè)計師、施工員）工作的學(xué)生，從質(zhì)檢、結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工多角度綜合分析湖北省監(jiān)利縣尺八鎮(zhèn)某民房產(chǎn)生傾斜的原因，錄制成視頻引入課中，并結(jié)合學(xué)生課前問卷調(diào)查結(jié)果，綜合討論民房產(chǎn)生傾斜的正真原因，引出知識點二：建筑地基失穩(wěn)常見的原因之一。以學(xué)長分享建筑傾斜原因視頻的方式，要求學(xué)生學(xué)以致用，強(qiáng)化學(xué)生為國建設(shè)的使命擔(dān)當(dāng)。

（三）“CMC”導(dǎo)向法

課中知識點講授采用“案例（Case）-模型（Model）-對比（Contast）”相結(jié)合。首先，對湖北某民房進(jìn)行介紹，引出地基失穩(wěn)的定義，并基于Revit 軟件對上述民房進(jìn)行建模，將地基失穩(wěn)抽象概念具體化，再分析該民房產(chǎn)生傾斜的原因，強(qiáng)調(diào)建筑安全意識。再介紹上海中心大廈，增強(qiáng)學(xué)生民族自信心和自豪感。最后將上海中心大廈與湖北某民房進(jìn)行質(zhì)量對比，要求學(xué)生應(yīng)具備矜持不拘的科學(xué)素養(yǎng)。

（四）OMO 教學(xué)法

OMO，英文全稱Online Merge Offline，即線上與線下融合。自建《土力學(xué)》信息化精品在線課程平臺，線上基于問題導(dǎo)向提前預(yù)習(xí)，線下依托學(xué)習(xí)通智慧教學(xué)手段，輔以線上互動，進(jìn)行地基失穩(wěn)相關(guān)知識講解，將信息技術(shù)用于教書育人，實現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)；同時要求學(xué)生進(jìn)入線上平臺資源庫，觀看《聽中國故事，悟人生智慧》內(nèi)的紀(jì)錄片中國奇跡——湘江賓館整體平移，了解我國前沿建筑故事，領(lǐng)略國人智慧，弘揚(yáng)中華精神，培養(yǎng)學(xué)生民族自信。

（五）問題情境教學(xué)法

依托學(xué)生課前任務(wù)學(xué)生提交的素材，課中以“搶答”的形式，選取搶答第一名學(xué)生提交的案例，并進(jìn)行講解，綜合搶答順序和提交素材的質(zhì)量，獎勵相應(yīng)的課程積分，增強(qiáng)課堂趣味性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。同時以提問的方式，隨機(jī)抽取一位同學(xué)回答，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、處理問題的能力，并根據(jù)回答的質(zhì)量獎勵相應(yīng)課程積分。

三、實施過程

（一）課前階段

課前通過學(xué)習(xí)通發(fā)布與地基失穩(wěn)有關(guān)的三項任務(wù)，具體如下：

任務(wù)一，通過超星學(xué)習(xí)通和愛課程網(wǎng)提前預(yù)習(xí)第8 章地基承載力（8.1 概述、8.2地基的失穩(wěn)形式和過程）；任務(wù)二，近日抖音熱榜湖北省監(jiān)利縣尺八鎮(zhèn)某民房產(chǎn)生傾斜的原因（以問卷形式發(fā)放）？任務(wù)三，利用互聯(lián)網(wǎng)資源，收集地基失穩(wěn)的案例，并以圖片或視頻方式上傳（在學(xué)習(xí)通作業(yè)區(qū)發(fā)放）。目的在于以問題為導(dǎo)向，旨在培養(yǎng)學(xué)生動手能力和收集整理資料能力，了解國內(nèi)外建筑地基失穩(wěn)的案例，并提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨立思考的能力。

（二）課中階段

1.知識導(dǎo)入。

依托課前任務(wù)二，播放任務(wù)二中傾斜建筑的視頻，引出本節(jié)課知識點一：地基失穩(wěn)的定義。進(jìn)行地基失穩(wěn)定義的講解，因地基失穩(wěn)定義較抽象，學(xué)生難以理解，故基于Revit 軟件對湖北省監(jiān)利縣尺八鎮(zhèn)民房建模，化抽象定義為具體圖像，加深學(xué)生對地基失穩(wěn)定義的理解。

2.原因分享。

課前連線已畢業(yè)且在工程一線工作的學(xué)生，以質(zhì)檢、結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工多角度綜合分析導(dǎo)致湖北省監(jiān)利縣尺八鎮(zhèn)某民房產(chǎn)生傾斜的原因，并錄制成視頻，在課中分享。通過學(xué)長分享的建筑傾斜原因視頻，旨在引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識用于行業(yè)建設(shè)，做到學(xué)以致用、用以促學(xué)、學(xué)用相長，樹立學(xué)生的行業(yè)使命感，強(qiáng)化學(xué)生為國建設(shè)的使命擔(dān)當(dāng)。

3.問卷結(jié)果分析。

根據(jù)課前問卷調(diào)查結(jié)果和查閱的相關(guān)資料，綜合分析湖北某民房產(chǎn)生傾斜的主要原因，進(jìn)而引出建筑地基失穩(wěn)常見原因之一：持力層土體自身承載力不夠（內(nèi)因）。通過上述工程案例地基失穩(wěn)原因的分析，強(qiáng)調(diào)安全意識，培養(yǎng)學(xué)生遵守職業(yè)道德規(guī)范，求真務(wù)實、安全至上的職業(yè)精神，爭做一名合格的建筑工作者，強(qiáng)化學(xué)生對國家、社會和人民的責(zé)任感。

4.課堂互動。

首先，通過學(xué)習(xí)通“搶答”活動，將搶答第一名學(xué)生提交的作品（任務(wù)三）列入課中案例。其次，對該建筑進(jìn)行簡單介紹，并隨機(jī)抽取一位同學(xué)現(xiàn)場回答：該建筑產(chǎn)生傾倒的原因是什么？然后，隨機(jī)抽取一位同學(xué)回答，并根據(jù)學(xué)生回答的內(nèi)容和相關(guān)資料進(jìn)行講解，分析案例中的建筑傾倒的原因，進(jìn)而引出導(dǎo)致建筑地基失穩(wěn)常見原因之二：堆載導(dǎo)致建筑地基產(chǎn)生過大“壓力差”（外因）。最后根據(jù)學(xué)生互動情況給予相應(yīng)積分。本環(huán)節(jié)目的是鞏固課堂地基失穩(wěn)的理論知識，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題的能力。

5.案例對比。

設(shè)計三個案例，分別為湖北省監(jiān)利縣尺八鎮(zhèn)某民房（案例一）、搶答第一名學(xué)生提交的地基失穩(wěn)案例（案例二）、“中國第一、世界第二”高樓上海中心大廈（案例三）。簡要介紹上海中心大廈的建筑規(guī)模與施工難度，再將來三個案例進(jìn)行建筑質(zhì)量對比，贊美穩(wěn)定建筑，批評失穩(wěn)建筑。通過介紹案例三中建筑的樓層之高荷載之大，增強(qiáng)學(xué)生民族自信心和自豪感，熔鑄學(xué)生科技報國的家國情懷。通過案例一二與案例三進(jìn)行質(zhì)量對比，要求學(xué)生應(yīng)具備矜持不拘、求實創(chuàng)新、嚴(yán)格要求的責(zé)任心和豐厚的科學(xué)素養(yǎng)。

6.知識剖析。

豎向荷載作用下建筑地基的失穩(wěn)形式和過程。一是整體剪切破壞：破壞特征為兩側(cè)地表土體隆起且土體中有完整滑裂面，適用于土質(zhì)堅實（密砂、硬粘土）和基礎(chǔ)埋深較小的情況；二是局部剪切破壞：破壞特征為兩側(cè)地表土體略微隆起且土體中僅有局部滑裂面，適用于松軟地基和基礎(chǔ)埋深較大的情況；三是沖切破壞：破壞特征為基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)幾乎整體垂直下切，兩側(cè)地表土體無隆起，適用于松軟地基和基礎(chǔ)埋深大的情況。

7.知識拓展。

觀看紀(jì)錄片《聽中國故事，悟人生智慧》之全國最大整體平移古建筑——湘江賓館整體平移視頻，并思考該紀(jì)錄片平移過程應(yīng)注意哪些細(xì)節(jié)問題？通過分析不同的工程案例，啟發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力。同時播放《湘江賓館整體平移》紀(jì)錄片，了解我國前沿建筑故事，領(lǐng)略國人智慧，弘揚(yáng)中華精神，培養(yǎng)學(xué)生工匠精神和民族自信心。

（三）課后階段

課后思考三個問題分別是“新世界七大奇跡”之一港珠澳大橋作為中國建筑史上歷程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋梁項目，是如何保證該建筑的地基穩(wěn)定，實現(xiàn)伶仃洋天塹變通途的、思考建筑地基失穩(wěn)的機(jī)理、2021 年5 月18 日下午，深圳華強(qiáng)北賽格大廈出現(xiàn)晃動現(xiàn)象，試分析出現(xiàn)晃動的原因。通過布置三個課后思考題，啟發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力。

四、教學(xué)效果

依托自建信息化精品課程，充分運用信息技術(shù)，注重與時俱進(jìn)，積極探索地基失穩(wěn)的德育元素，如為國建設(shè)的使命擔(dān)當(dāng)、豐厚的科學(xué)素養(yǎng)、科技報國的家國情懷、精益求精的工匠精神、強(qiáng)烈的民族自信心等。將思政融會貫穿教育教學(xué)全過程，充分體現(xiàn)教師的“教書匠”和“大先生”的雙重角色。

教學(xué)知識點的巧妙設(shè)計，多種教學(xué)方法的靈活運用，豐富了教師的教學(xué)資源，體現(xiàn)了個性化教學(xué)設(shè)計原則，助力提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，畢業(yè)生的朋輩輔導(dǎo)榜樣先行，授之以魚的同時更注重授之以“漁”。

五、結(jié)語

在多年從事《土力學(xué)》教學(xué)中，通過不斷探索與實踐，將問題驅(qū)動法、討論法、“CMC”法、OMO 教學(xué)法、問題情境等教學(xué)法應(yīng)用于《土力學(xué)》課程的教學(xué)中，構(gòu)建多元混合式教學(xué)模式，對學(xué)生的知識探究、能力建設(shè)、價值引領(lǐng)、人格養(yǎng)成都起到了幫助作用。未來可從師生互動設(shè)計精度和吸引力，問題導(dǎo)向的案例互動方面著手，不斷優(yōu)化教學(xué)方法與手段，嘗試借助情景互動、4D 虛擬仿真等手段，加強(qiáng)師生情景互動，提高學(xué)生的知識吸收轉(zhuǎn)化率和課堂參與的積極性，助力學(xué)生全面發(fā)展。