基于暢課平臺(tái)的土力學(xué)與基礎(chǔ)工程課程混合式教學(xué)改革與實(shí)踐

劉欽 王靜 田威 張亞國(guó) 黃沛

摘? 要：作為信息技術(shù)與教育教學(xué)融合的產(chǎn)物，“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)平臺(tái)近年來(lái)發(fā)展迅猛，其能夠很好彌補(bǔ)傳統(tǒng)線下課堂教學(xué)中的不足。暢課平臺(tái)具有學(xué)習(xí)管理、MOOC、SPOC、翻轉(zhuǎn)課堂和智能教室等多種應(yīng)用場(chǎng)景的功能，基于該平臺(tái)探索實(shí)施土力學(xué)與基礎(chǔ)工程課程的混合教學(xué)模式，將傳統(tǒng)的線下課堂授課與線上暢課平臺(tái)教學(xué)充分結(jié)合，融合知識(shí)點(diǎn)與學(xué)生的關(guān)注熱點(diǎn)，開展線上騰訊會(huì)議直播、線下面授混合教學(xué)，充分激發(fā)學(xué)生的興趣。實(shí)踐證明，混合教學(xué)模式可操作性強(qiáng)，能夠取得良好教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：暢課;土力學(xué);混合式教學(xué);教學(xué)改革;教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2023）23-0139-05

Abstract： As a product of the integration of information technology and education， the "Internet plus" teaching platform has developed rapidly in recent years， and it can make up for the shortcomings of traditional offline classroom teaching. The TronClass platform has the functions of learning management， MOOC， SPOC， flipped classroom， smart classroom and other application scenarios. Based on this platform， this paper explores to implement the hybrid teaching mode of "Soil Mechanics and Foundation Engineering" course， and fully combines traditional offline classroom teaching with online TronClass platform， which integrates knowledge points with students' hot spots and launches mixed teaching through Tencent conference live broadcast and offline face-to-face teaching to fully stimulate students' interests. Practice has proved that this mixed teaching mode has strong operability and can achieve great teaching effects.

Keywords： TronClass; soil mechanics; mixed teaching; teaching reform; teaching practice

近年來(lái)，“互聯(lián)網(wǎng)+”概念被正式納入頂層設(shè)計(jì)，也被作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，同時(shí)“互聯(lián)網(wǎng)+”也給傳統(tǒng)高等教育帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)[1]?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”徹底改變了學(xué)校傳統(tǒng)的教學(xué)方法，特別是在2020年春季上學(xué)期新型冠狀病毒傳播時(shí)期，全國(guó)大多數(shù)院校的學(xué)生都無(wú)法如期歸校，大量學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)不能因病毒傳播而受到影響，所以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)就勢(shì)全面展開，讓所有學(xué)生都停課不停學(xué)，傳統(tǒng)教學(xué)方法受到嚴(yán)峻考驗(yàn)。各種線上課程平臺(tái)出現(xiàn)了注冊(cè)、使用規(guī)模的爆發(fā)式增長(zhǎng)，例如騰訊課堂、SPOC、學(xué)堂在線、中國(guó)大學(xué)MOOC和超星爾雅等，與此同時(shí)錄播、直播等線上方式也不斷創(chuàng)新[2]。然而，整體將全部課程完全進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，暴露出互聯(lián)網(wǎng)本身存在的一些問題，比如線上學(xué)習(xí)模式要求學(xué)生的自我約束能力很高，線上課程完成率也不高（據(jù)統(tǒng)計(jì)不足10%）[3];數(shù)量龐大的互聯(lián)網(wǎng)開放課程，學(xué)生無(wú)從選擇，同時(shí)也與學(xué)生的個(gè)性需求存在沖突，不系統(tǒng)的學(xué)習(xí)難以形成統(tǒng)一的專業(yè)化知識(shí)體系。對(duì)于學(xué)生來(lái)講，虛擬的“互聯(lián)網(wǎng)+”授課無(wú)法面對(duì)面彼此相互交流，學(xué)生隔著屏幕很難感受到學(xué)習(xí)氛圍，也無(wú)法深度體驗(yàn)老師的精氣神與言談舉止，場(chǎng)景空間感較差;對(duì)于授課老師來(lái)講，由于學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境和場(chǎng)地不確定，受眾面較廣，老師難以及時(shí)了解每個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，也無(wú)法實(shí)時(shí)掌控學(xué)生的在線學(xué)習(xí)狀態(tài)。因此，現(xiàn)有技術(shù)條件下的“互聯(lián)網(wǎng)+”線上教學(xué)，想完全替代傳統(tǒng)教學(xué)模式尚存在困難，要滿足高等院校學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)要求也有難度[2]。

2018年，教育部指出要提高教師運(yùn)用信息化教學(xué)平臺(tái)的能力，足夠重視課堂教學(xué)這一主陣地，積極開展線上線下混合式教學(xué)[4]。開展線上線下混合教學(xué)的最終目標(biāo)不僅僅是去運(yùn)用信息化平臺(tái)、是去建設(shè)數(shù)字化、信息化的教學(xué)資源，更不僅僅是去開展復(fù)雜多樣的教學(xué)活動(dòng)，而是高效提升大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)的深度。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要致力于信息化教學(xué)設(shè)計(jì)、平臺(tái)建設(shè)、視頻錄制和教學(xué)組織，暫未形成系統(tǒng)、全面的線上線下深度融合、相互補(bǔ)充的教學(xué)模式[5]。

暢課（TronClass）是一個(gè)以學(xué)生、教師、教務(wù)為中心，結(jié)合云端技術(shù)打造的學(xué)習(xí)、行動(dòng)和社交一體化的互動(dòng)式智慧型學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，支持學(xué)習(xí)管理、MOOC、SPOC、翻轉(zhuǎn)課堂和智能教室等多種應(yīng)用場(chǎng)景，目的在沖破時(shí)空和地域束縛，建立一個(gè)智慧型教育發(fā)展新生態(tài)環(huán)境。運(yùn)用暢課（TronClass）平臺(tái)，教師可以發(fā)布課件、布置作業(yè)、批改作業(yè)等教學(xué)行為，學(xué)生可以完成作業(yè)、進(jìn)行交流互動(dòng)等學(xué)習(xí)行為，也可以記錄平時(shí)成績(jī)、教學(xué)過程數(shù)據(jù)并自動(dòng)進(jìn)行教學(xué)過程數(shù)據(jù)分析[6]。

基于這樣一個(gè)背景，教學(xué)團(tuán)隊(duì)以長(zhǎng)安大學(xué)土木工程專業(yè)（以下簡(jiǎn)稱“本專業(yè)”）核心基礎(chǔ)課程土力學(xué)與基礎(chǔ)工程為例，運(yùn)用暢課平臺(tái)，通過不斷摸索與實(shí)踐，討論和總結(jié)線上與線下混合式教學(xué)在土力學(xué)與基礎(chǔ)工程課程教學(xué)中的具體應(yīng)用，可為本專業(yè)其他課程的教學(xué)提供借鑒。

一? 土力學(xué)與基礎(chǔ)工程課程傳統(tǒng)教學(xué)模式面臨的問題與挑戰(zhàn)

（一）? 土力學(xué)與基礎(chǔ)工程課程特點(diǎn)

土力學(xué)與基礎(chǔ)工程是一門綜合性、多學(xué)科交叉的課程，實(shí)踐性非常強(qiáng)，需要依托感性認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)才能較好把握、理解其實(shí)際結(jié)構(gòu)。要求學(xué)生通過該課程學(xué)習(xí)達(dá)到能運(yùn)用土力學(xué)的基本原理和概念，結(jié)合設(shè)計(jì)理論，分析和解決常見的地基基礎(chǔ)問題，包括土力學(xué)（專業(yè)基礎(chǔ)）和基礎(chǔ)工程（專業(yè)）兩部分內(nèi)容，涉及工程地質(zhì)學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工等幾個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。課程的基本任務(wù)是講授土力學(xué)的基本原理、基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)原則和基本計(jì)算方法，具有理論與應(yīng)用、技術(shù)與實(shí)踐緊密結(jié)合的特點(diǎn)。

1? 以土力學(xué)的基本原理為基礎(chǔ)

土是一種特殊的材料，土的力學(xué)性質(zhì)與其他材料的力學(xué)性質(zhì)存在很大的區(qū)別。為保證地基與基礎(chǔ)的安全，需要科學(xué)合理地簡(jiǎn)化實(shí)際工程，并在簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行受力分析，因此，從客觀上要求學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)必須扎實(shí)，對(duì)土力學(xué)基本原理在掌握。

2? 與工程實(shí)際結(jié)合緊密，實(shí)踐性強(qiáng)

土木類專業(yè)課主要是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力，對(duì)于工程問題來(lái)講，尤其是大型復(fù)雜工程，簡(jiǎn)化力學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須采取有效的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施，這些措施一方面基于力學(xué)概念分析得到，另一方面是基于工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，這也是理論問題與工程問題的主要區(qū)別[5]。另外，對(duì)具體的建筑物來(lái)講，需要采用什么樣的基礎(chǔ)，除了經(jīng)驗(yàn)之外，在最新的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中都有規(guī)定。因此，土力學(xué)與基礎(chǔ)工程課程需要結(jié)合現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范講解。比如，土力學(xué)與基礎(chǔ)工程課程內(nèi)容涉及GB 50007—2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、JGJ79—2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》、GB50009—2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、JGJ 94—2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范等》。

3? 內(nèi)容多，范圍廣，學(xué)習(xí)難度大

由于工程本身非常復(fù)雜，土力學(xué)與基礎(chǔ)工程課程包含的內(nèi)容非常多，這門課要求先修課程涵蓋理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、鋼筋混凝土基本理論和工程地質(zhì)等，如此多的內(nèi)容，在有限的課時(shí)內(nèi)講透或者學(xué)好，無(wú)論對(duì)老師還是學(xué)生來(lái)講，都是一種挑戰(zhàn)。

（二）? 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

1? 教材理論知識(shí)滯后于工程實(shí)踐

理論上講，大學(xué)工科教材的內(nèi)容應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)。近年來(lái)，隨著國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迅猛發(fā)展，導(dǎo)致工程中會(huì)出現(xiàn)大量新方法、新工藝、新理論，新材料，標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和規(guī)范等也在不斷地修訂，因此，教材也應(yīng)該持續(xù)更新和發(fā)展。但是實(shí)際教學(xué)中，由于教材往往涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，要做到教材理論與工程實(shí)踐同步非常困難。

2? 傳統(tǒng)教學(xué)模式手段較單一

目前，大學(xué)課堂的專業(yè)課教學(xué)絕大多數(shù)都是采用多媒體和板書的方式，不同的是要么以多媒體教學(xué)為主，板書為輔，要么以板書為主，多媒體教學(xué)為輔。傳統(tǒng)的教學(xué)模式有其優(yōu)勢(shì)：內(nèi)容豐富、直觀，效率較高;但不足也是非常明顯的：基本為填鴨式教學(xué)，信息量過大，不能給學(xué)生留夠獨(dú)立思考的時(shí)間，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生難以深入理解和掌握重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容。

（三）? 傳統(tǒng)教學(xué)模式面臨的挑戰(zhàn)

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式當(dāng)中，為了完成教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)，形成的是一種理論框架和活動(dòng)程序，以教師、教材和課堂為中心。然而對(duì)于學(xué)生來(lái)講，在全部教學(xué)過程中往往處于被動(dòng)接受知識(shí)的地位，這樣以來(lái)，無(wú)形中學(xué)生的積極主動(dòng)性就會(huì)被忽視，學(xué)生的興趣及參與度也不高，導(dǎo)致難以很好發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。怎樣激發(fā)學(xué)生的興趣，充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與度和投入度[7]，是傳統(tǒng)教學(xué)模式面臨的挑戰(zhàn)。

二? 混合式教學(xué)模式改革實(shí)施

土力學(xué)與基礎(chǔ)工程課程是一門實(shí)踐性和理論性都比較強(qiáng)的課程，既屬于應(yīng)用學(xué)科又屬于工程技術(shù)。學(xué)校土木工程專業(yè)本科生的這門課程，由最初的72學(xué)時(shí)（包含8學(xué)時(shí)試驗(yàn)課）壓縮到現(xiàn)在的56學(xué)時(shí)（包含8學(xué)時(shí)試驗(yàn)課），實(shí)際課堂講授只有48學(xué)時(shí)，使得該門課本來(lái)就內(nèi)容多課時(shí)少的局面更加局促，課堂授課拓展空間進(jìn)一步壓縮，因此，急需對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新，對(duì)授課過程及考核方式進(jìn)行改革，對(duì)學(xué)生全時(shí)空學(xué)習(xí)進(jìn)行引導(dǎo)，以取得更好的教學(xué)效果。

（一）? 教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)調(diào)整

線上教學(xué)主要借助暢課平臺(tái)，教材、授課大綱、教學(xué)日歷及所有的授課課件，授課視頻均在開課前兩星期完成，如圖1所示。其中，英文課件是針對(duì)來(lái)自發(fā)展中國(guó)家的學(xué)生，授課語(yǔ)言是英語(yǔ)，留學(xué)生來(lái)中國(guó)之前的知識(shí)儲(chǔ)備普遍薄弱，線上教學(xué)模式有助于其提前預(yù)習(xí)，尤其是教學(xué)視頻，比傳統(tǒng)的課本更有吸引力，更能激發(fā)的興趣。

授課視頻主要鏈接自中國(guó)大學(xué)慕課網(wǎng)站，要求學(xué)生在課前完成自主預(yù)習(xí)，正式上課時(shí)，隨堂提問并讓學(xué)生完成小測(cè)試題，引發(fā)學(xué)生線下繼續(xù)深究的興趣，如圖2所示。

每周4學(xué)時(shí)的內(nèi)容，按時(shí)發(fā)布，根據(jù)情況安排小測(cè)試，除了第一章緒論之外，其他每章均留有作業(yè)，作業(yè)的完成時(shí)間一般設(shè)置為兩周，學(xué)生完成作業(yè)后拍照上傳至系統(tǒng)當(dāng)中，老師按時(shí)線上批改，系統(tǒng)中也能看到學(xué)生交作業(yè)的情況和作業(yè)的完成質(zhì)量，如圖3所示。

線下授課時(shí)，將課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容再次講解，以便學(xué)生加深理解和記憶。

（二）? 教學(xué)實(shí)踐

線上直播教學(xué)正式開始前，建立直播教學(xué)微信群，開始在暢課平臺(tái)發(fā)布公告信息通知每個(gè)學(xué)生加入微信群，群里不定期的發(fā)布上課、作業(yè)的通知和公告。直播軟件采用騰訊會(huì)議，每次上課前在微信群里發(fā)布騰訊會(huì)議號(hào)，要求學(xué)生在10 min之內(nèi)通過暢課平臺(tái)進(jìn)行簽到，未簽到者視為遲到或者曠課，如圖4所示。

上課開始后，要求所有學(xué)生關(guān)閉話筒，提問時(shí)學(xué)生選擇性地打開話筒。開啟騰訊會(huì)議中的屏幕分享功能進(jìn)行上課，結(jié)果暢課平臺(tái)中的課堂模式，里面有書寫功能的“黑板”模塊，如圖5所示。

通過平臺(tái)，可以掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)數(shù)，參考資料查看及下載次數(shù)，線上鏈接查看次數(shù)等，以掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，如圖6所示。

學(xué)生的最終成績(jī)由學(xué)習(xí)過程中的平時(shí)成績(jī)（包括點(diǎn)名、作業(yè)完成情況、隨堂測(cè)試完成情況等，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算）和最終線下的卷面成績(jī)按比例決定。

疫情解封時(shí)，可以隨時(shí)恢復(fù)線下教學(xué)，線下教學(xué)過程中，集中解答學(xué)生的疑問，通過傳統(tǒng)面對(duì)面的教學(xué)方式，能夠彌補(bǔ)線上教學(xué)的不足。

實(shí)踐證明，線上線下混合教學(xué)模式下能夠取得良好的教學(xué)效果。

三? 結(jié)束語(yǔ)

相比于傳統(tǒng)線下教學(xué)模式來(lái)講，混合式教學(xué)模式靈活度高，教學(xué)資料豐富，能夠?qū)W(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和主觀能動(dòng)性激發(fā)，能夠充分發(fā)揮線上和線下授課的各自優(yōu)勢(shì)，完全能夠保障學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，能夠完成既定的教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)可避免學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中思維疲勞問題，能夠取得良好的教學(xué)效果，促進(jìn)創(chuàng)新實(shí)踐人才的培養(yǎng)。

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基金項(xiàng)目：陜西本科和高等繼續(xù)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于土木工程專業(yè)認(rèn)證的課程體系建設(shè)與實(shí)踐研究”（21BY033）;長(zhǎng)安大學(xué)研究生教育教學(xué)改革資助項(xiàng)目“土木工程專業(yè)巖土方向來(lái)華留學(xué)生教學(xué)模式創(chuàng)新探索”（300108211036）;山東大學(xué)本科教育教學(xué)改革資助項(xiàng)目“山東大學(xué)交叉學(xué)科復(fù)合型人才培養(yǎng)新模式與本科教學(xué)改革新舉措”（31400061120012）;山東大學(xué)研究生教育教學(xué)改革資助項(xiàng)目“山東大學(xué)大型地下工程智能巡檢方向交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)”（31400061220033）

第一作者簡(jiǎn)介：劉欽（1983-），男，漢族，陜西山陽(yáng)人，博士，副教授。研究方向?yàn)閹r土與地下工程方面的科研與教學(xué)。