地方性應(yīng)用型本科院?；旌鲜秸n堂教學(xué)探索

葉金鉍，趙花麗，金曉勤，葉國琛

摘? 要：為了應(yīng)對地方性應(yīng)用型本科高校面臨的挑戰(zhàn)，凸顯地方特色，實現(xiàn)根植地方，服務(wù)地方的目標(biāo)，混合式課堂被引入到土力學(xué)的教學(xué)過程中，建立基于雨課堂的混合式課堂教學(xué)模式，并利用思維導(dǎo)圖法對學(xué)生的知識體系進行梳理，設(shè)置實驗教學(xué)班和傳統(tǒng)教學(xué)班進行對比分析。研究和實踐結(jié)果表明，（1）在采用混合式課堂教學(xué)模式后，學(xué)生參與度提高，興趣濃厚，較易形成土力學(xué)知識框架;（2）混合式課堂教學(xué)班成績總體優(yōu)良，傳統(tǒng)教學(xué)班學(xué)生則以中等分?jǐn)?shù)段居多，混合式課堂教學(xué)效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方法;（3）雨課堂是混合課堂教學(xué)方式的一種有效授課工具，思維導(dǎo)圖是一種知識梳理的有效輔助工具，未來應(yīng)探索將更多的先進技術(shù)引入到土力學(xué)課堂教學(xué)中。

關(guān)鍵詞：混合式課堂;土力學(xué);雨課堂;思維導(dǎo)圖

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）07-0089-04

Abstract： In response to challenges faced by local application-oriented universities， the mixed classroom was employed in the teaching process of Soil Mechanics， which is based on the Rain Classroom. The mind map method was used to sort out the knowledge framework of students. Experimental classes and traditional classes were set up for comparative analysis. The test results showed that： （1） When adopting the mixed classroom teaching mode， the students would have a higher degree of participation and interest， and it is easier to form a knowledge framework of soil mechanics. （2） The class， which used the mixed teaching method， has a better performance and no students failed， while the traditional class has a majority of students with intermediate grades. （3） Rain Classroom is an effective teaching tool for mixed classroom， the mind mapping is useful for knowledge sorting， and more advanced technologies should be employed in the classroom of Soil Mechanics in the future.

Keywords： mixed classroom; Soil Mechanics; Rain Classroom; mind mapping

土力學(xué)是研究土體應(yīng)力、變形、強度及長期穩(wěn)定性的學(xué)科，是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在土木工程專業(yè)整個課程體系中占據(jù)樞紐地位。用于土木、交通和水利等領(lǐng)域，與土木工程學(xué)生畢業(yè)后從事勘察、施工、設(shè)計和管理等工作存在密切聯(lián)系。由于土體本身的性質(zhì)，其力學(xué)特性復(fù)雜多變，具有較強的區(qū)域性，需要進行室內(nèi)試驗、原位測試、數(shù)值模擬等，理論性與實踐性較強，掌握較為困難，造成土力學(xué)教學(xué)難度大。因此迫切需要改進現(xiàn)有的教學(xué)模式和教學(xué)理念以提高教學(xué)效果。目前，隨著互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)的發(fā)展，多元化的教學(xué)是大勢所趨[1]，理應(yīng)探索將更多的先進教學(xué)工具引入到課題中，讓學(xué)生在教學(xué)過程中占據(jù)主導(dǎo)地位，以學(xué)生為中心。新工業(yè)革命對高等工程教育提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，現(xiàn)代快節(jié)奏的生活也讓人們關(guān)注教育投入與產(chǎn)出的比例，高校作為高等工程教育的主要承擔(dān)者，也面臨著重大轉(zhuǎn)變。OBE在1981年由Spady提出后，得到了廣泛的認(rèn)可并迅速發(fā)展，目前已形成完整的理論體系，被認(rèn)為是工程教育的正確方向。建立基于OBE理念[2]的多元化教學(xué)方式將有助于提高土力學(xué)教學(xué)效果，尤其是多元化教學(xué)能有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。李為騰等[3]開展了土力學(xué)案例教學(xué)，調(diào)動了學(xué)生的興趣，提高了學(xué)習(xí)效果，證實多元化教學(xué)的有效性。

在課程體系的建設(shè)上，國內(nèi)外土木名校主要是設(shè)立課程群。劉林等[4]對比了美國伊利諾伊大學(xué)、英國倫敦帝國理工學(xué)院、同濟大學(xué)和北京交通大學(xué)的課程體系，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外的高校普遍是先構(gòu)筑一個大土木專業(yè)教育平臺，然后設(shè)置一個或若干個課程群，每個課程群由若干門專業(yè)課組成，在四所高校中，巖土工程都占據(jù)了重要地位。如北京交通大學(xué)土木工程專業(yè)就設(shè)置了建筑工程、橋梁工程、隧道與地下工程和巖土工程四個課程群，其中隧道與地下工程、巖土工程課程群與土力學(xué)相關(guān)度最大。近年來各大城市在地鐵、深基坑和隧道等地下空間的開發(fā)強度越來越大，工程難度也隨之提升，迫切需要有高素質(zhì)的土木工程畢業(yè)生以滿足日益增長的工程需求。然而，地方性應(yīng)用型本科院校在巖土工程領(lǐng)域的發(fā)展卻值得擔(dān)憂，受限于學(xué)校本身師資水平不足，管理又相對落后，巖土學(xué)科群未形成，僅僅是開設(shè)了工程地質(zhì)、土力學(xué)和基礎(chǔ)工程三門課，未形成系統(tǒng)性的教學(xué)體系。巖土學(xué)科的發(fā)展已經(jīng)嚴(yán)重滯后于城市發(fā)展，難以滿足用人單位對人才的需求。在“雙一流”建設(shè)浪潮中，入選“雙一流”建設(shè)的地方高校無論是絕對數(shù)還是相對數(shù)均很低，反映了地方高校整體學(xué)科水平所面臨的困境[5]，而“雙一流”建設(shè)扶優(yōu)、扶強、扶特，地方高校如不能取得突破性進展，與“雙一流”學(xué)校的差距只會越來越大。學(xué)校和學(xué)院層面的戰(zhàn)略決策對學(xué)科的發(fā)展至關(guān)重要，但令人遺憾的是地方高校管理水平有限，容易盲目攀高、趨同，學(xué)科建設(shè)貪大求全。既然是地方性應(yīng)用型本科大學(xué)，就應(yīng)該凸顯地方特色，根植地方，服務(wù)地方，在利用好區(qū)域內(nèi)特殊資源的情況下，劣勢甚至可以轉(zhuǎn)換成優(yōu)勢[6]。因此，地方高校應(yīng)轉(zhuǎn)變思維，堅持自身的辦學(xué)特色，找準(zhǔn)自身的優(yōu)勢，發(fā)展特色學(xué)科，朝著應(yīng)用性的道路發(fā)展。地方高校本科生畢業(yè)后大多在生產(chǎn)第一線，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)和應(yīng)用能力顯得尤為重要。土木工程作為應(yīng)用性很強的實踐性學(xué)科，本科生畢業(yè)后大多從事土木工程相關(guān)的施工和管理工作，學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)是教學(xué)的重要目標(biāo)。土力學(xué)與學(xué)生未來從事施工和管理有很大關(guān)聯(lián)性，地基和基礎(chǔ)的建設(shè)離不開土力學(xué)，地鐵和高層建筑等的發(fā)展需要一大批掌握巖土工程相關(guān)知識的人才。土力學(xué)的教學(xué)相對枯燥，有很多理論公式，學(xué)生容易感覺困惑，學(xué)習(xí)積極性不足。

如何利用有限的條件盡可能提高學(xué)生在巖土工程方面的知識水平和能力是亟待破解的問題，培養(yǎng)出適應(yīng)時代發(fā)展和地方需求的學(xué)生是巖土學(xué)科責(zé)無旁貸的責(zé)任，其中的土力學(xué)教學(xué)是巖土工程的基石，提升土力學(xué)教學(xué)水平可以有效提高學(xué)生對巖土工程的領(lǐng)悟程度。在土力學(xué)的教學(xué)中，引入多元化的教學(xué)手段，讓學(xué)生不僅掌握理論知識，更重要是提高對土力學(xué)的興趣。一般情況下，人們對圖像的記憶要比文字更為深刻，圖像表達(dá)意義更為直接，而文字需經(jīng)過轉(zhuǎn)換，學(xué)生不容易記憶，利用網(wǎng)絡(luò)資源上的影像，可以讓學(xué)生形成感性認(rèn)識，在其后通過教師的講解，更易形成對土力學(xué)的理解。土力學(xué)是與巖土體相關(guān)的學(xué)科，與大自然的形成與發(fā)展有直接聯(lián)系，鐵路、公路和地鐵等工程的發(fā)展離不開土力學(xué)，而網(wǎng)絡(luò)資源上與地質(zhì)相關(guān)的內(nèi)容豐富，典型的有《航拍中國》《美國國家地理》《偉大工程巡禮》《超級工程》，慕課（MOOC）等。學(xué)生如能合理利用這些網(wǎng)絡(luò)資源，對土力學(xué)的教學(xué)將大有裨益。因此，土力學(xué)教學(xué)不僅是教會學(xué)生學(xué)習(xí)土力學(xué)知識，更重要的是教會學(xué)生利用好現(xiàn)代化的資源，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，以學(xué)生為主體，以學(xué)生學(xué)習(xí)到的知識和掌握的能力為衡量標(biāo)準(zhǔn)，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

一、基于雨課堂的混合式教學(xué)模式設(shè)計

雨課堂教學(xué)將復(fù)雜的信息技術(shù)融入PowerPoint和微信，跨越了課外與課堂教學(xué)的鴻溝，將課前-課上-課后連成一體[7]。雨課堂有利于訓(xùn)練學(xué)生研究型思維，促進優(yōu)良學(xué)風(fēng)的形成，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，保持與時偕行的能力，得到了廣泛認(rèn)可[8-9]。當(dāng)然，混合式教學(xué)模式不僅僅局限于雨課堂本身，微課、MOOC、虛擬仿真軟件、VR、騰訊課堂、Zoom會議、bilibili等資源都可以成為混合式教學(xué)的工具[10-13]。只要有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，都可以用于土力學(xué)的教學(xué)，不必拘泥于何種教學(xué)工具，應(yīng)關(guān)注的是學(xué)生的掌握程度及教學(xué)效果的評價。

（一）混合式教學(xué)模式建立

基于雨課堂的混合式教學(xué)模式流程如圖1所示。 混合式教學(xué)流程與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，分為教師端和學(xué)生端兩個主題，改變了傳統(tǒng)以教師為主的方式，增加了學(xué)生的參與度。溝通方式呈現(xiàn)多維化，可以通過QQ、微信等工具進行交流，教師通過雨課堂及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況。學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅局限于課堂學(xué)習(xí)和課后作業(yè)，而是貫穿課前、課中和課后，且該過程是循環(huán)進行的，學(xué)生在循環(huán)過程中得到不斷的提升。在該教學(xué)方式下，教師與學(xué)生是學(xué)習(xí)的合作者，不再是教師教學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)的方式，教師更多的是引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)，掌控課前、課中和課后的進度，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行檢查和考核。

（二）思維導(dǎo)圖

土力學(xué)內(nèi)容紛繁復(fù)雜，采用“教師講授，學(xué)生聽講”傳統(tǒng)模式進行教學(xué)時，學(xué)生在面對新名詞和術(shù)語時，常會感覺到頭緒繁多，難以消化理解。思維導(dǎo)圖已在多個學(xué)科領(lǐng)域中用于教學(xué)，并取得一定成效[14]。將其引入到土力學(xué)的教學(xué)中，幫助學(xué)生梳理繁雜的知識體系，讓其形成一條清晰的知識脈絡(luò)。土壓力計算的思維導(dǎo)圖如圖2所示，在該思維導(dǎo)圖下，整個土壓力計算的脈絡(luò)清楚。思維導(dǎo)圖將需要掌握的文字內(nèi)容以圖的形式展示出來，學(xué)生易形成完整的知識體系，記住講述的內(nèi)容，遇到類似問題時能舉一反三。一般情況下，圖像記憶較為深刻，學(xué)生通過對土力學(xué)思維導(dǎo)圖的學(xué)習(xí)，可以形成知識框架體系，掌握好土力學(xué)。

二、混合式課堂實施

（一）方案對比設(shè)計

為了量化混合式教學(xué)的效果，對比了兩個教學(xué)班。教學(xué)班1有69人，教學(xué)班2有79人。其中教學(xué)班1采用傳統(tǒng)教學(xué)方式，即“課堂授課+課后作業(yè)”，教學(xué)班2采用混合式課堂教學(xué)。以下從學(xué)生問卷調(diào)查和考試成績兩個方面進行對比。

（二）結(jié)果對比

學(xué)生問卷調(diào)查結(jié)果見表1。

發(fā)放問卷148份，收回148份，所有問卷都有效。采用混合式課堂教學(xué)方式后，學(xué)生在課前預(yù)習(xí)的比例更高，達(dá)到97.47%，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)教學(xué)班的43.48%;88.61%的學(xué)生認(rèn)為疑問得到了解答，高于傳統(tǒng)班的59.42%;學(xué)生對課堂滿意度達(dá)到了94.94%，高于傳統(tǒng)教學(xué)班的72.46%;有78.48%的學(xué)生認(rèn)為自己已經(jīng)形成土力學(xué)的知識框架體系，高于傳統(tǒng)班的43.48%?？傮w而言，采用混合式教學(xué)模式后，學(xué)生更多地參與到課程的學(xué)習(xí)中，整個學(xué)習(xí)過程是帶著問題進行聽課，疑問得到解答，對課程的滿意度提高，形成完整的知識框架，學(xué)習(xí)效果得到顯著提高。

兩個班的總成績對比如圖3所示?；旌鲜浇虒W(xué)班優(yōu)秀和良好的比例分別為36.7%和40.5%，傳統(tǒng)教學(xué)班優(yōu)秀和良好的比例分別為13.0%和29.0%?？梢娀旌鲜秸n堂教學(xué)班成績總體優(yōu)良，傳統(tǒng)教學(xué)班學(xué)生則以中等分?jǐn)?shù)段居多。混合式課堂教學(xué)班沒有分?jǐn)?shù)低于60分的同學(xué)，而傳統(tǒng)教學(xué)班有4名同學(xué)不及格，占比5.8%。

三、結(jié)論

為了提高應(yīng)用型本科高校土力學(xué)的教學(xué)水平，順應(yīng)時代發(fā)展，滿足地方需求，將混合式課堂引入到土力學(xué)的教學(xué)過程中，構(gòu)建了基于雨課堂的混合式課堂教學(xué)模型，并利用思維導(dǎo)圖對學(xué)生的知識體系進行梳理。為了驗證混合式課堂的教學(xué)效果，設(shè)置了混合式課堂教學(xué)班和傳統(tǒng)教學(xué)班進行對比分析。研究結(jié)果表明：

（1）采用混合式教學(xué)模式后，學(xué)生對課程的參與度得到明顯提升，學(xué)生與教師的溝通更為順暢，形成完整的土力學(xué)知識框架，土力學(xué)學(xué)習(xí)興趣得到提高;

（2）混合式課堂教學(xué)班成績總體優(yōu)良且全部及格，傳統(tǒng)教學(xué)班學(xué)生則以中等分?jǐn)?shù)段居多，采用混合式課堂教學(xué)后，提高了學(xué)生的總成績;

（3）雨課堂是混合課堂教學(xué)方式的一種有效授課工具，QQ、微信等是有效的溝通工具，思維導(dǎo)圖有利于知識框架體系的形成。

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