土力學課程混合式教學模式的探索與實踐

李連志 劉振平

摘要：《土力學》是土木工程專業重要的專業基礎課，具有理論知識和工程實踐緊密結合的特點。文章針對《土力學》傳統課程教學的弊端，進行了混合式教學模式的探索與實踐，在一定程度上改善和解決了傳統課堂講授中缺乏能力培養和大班授課無法實施個性化教育等問題，同時也提升了學生自主學習和終身學習能力，相關做法和經驗可為同類課程的建設與實施提供參考。

關鍵詞：土力學；在線開放課程；混合式教學；課程建設；教學改革

1 前言

隨著以慕課（Massive Open Online Courses，MOOC）為代表的在線開放課程在全球范圍內的迅速發展，教育部在2015年發布《教育部關于加強高等學校在線開放課程建設應用與管理的意見》（教高〔2015〕3號），對推動我國大規模在線開放課程建設走上“高校主體、政府支持、社會參與”的中國特色發展道路具有重大意義。以MOOC為代表的中國特色在線開放課程體系已初步形成，2017年教育部組織開展了國家精品在線開放課程認定工作。這一系列舉措旨在加速推薦高校課程建設與教學改革。同時，我們看到教育部文件從2011年的精品開放課程到2015年的在線開放課程的轉變，不僅僅是提法的差異，更是注重應用和基于產出的教學理念的體現。

由于基于產出的教育理念（Outcome-Based Education，簡稱OBE）聚焦社會對人才的實際需求，強調圍繞學習產出來組織課程建設、安排教學時間和設計關鍵資源而越來越受到人們的關注。那么，如何建設一門能讓學生通過自主學習達成教師預期的在線開放課程呢？本文以黑龍江工程學院必修課《土力學》在線課程的構建和實施為例，探討高校工科課程混合式學習的構建對策。

2 《土力學》在線課程的建設

2.1 《土力學》課程教學設計與分析

首先，《土力學》是土木工程專業的專業基礎課，所包含的知識既是土木工程專業學生必須掌握的專業知識，又是后面專業模塊課程學習所必需的基礎知識，是一門理論與應用、技術與實踐結合緊密的課程。內容涉及土的物理性質、滲透特性、應力應變關系、強度理論及工程中的三大實踐應用問題，即壓力問題、地基承載力問題和邊坡穩定性問題等。內容充實、邏輯關系緊密、層次清晰，但知識點多，學習難度較大。在48學時的講授中，難以開展討論課、參與度較高的習題課等教學方法和“重能力，求創新” 的累加式考試方法改革，學生總感覺“吃不飽”。

其次，《土力學》課程具有很強的工程實踐背景，在課堂上向本科生引入實踐教學環節非常必要，然而土木工程專業修學《土力學》課程的學生較多，各同學的信息化能力不一致，教師難以照顧每一名同學的個體差異，師生之間、生生之間的課堂交互難于開展，課下交互渠道不便。

最后，《土力學》課程學習目標要求學生能夠應用土力學原理解決有關土的復雜工程問題和具備初步的科學研究或技術研究、應用開發等創新能力，并結合實驗實訓環節，培養學生具有較扎實的自然科學基礎、較強的實踐能力、較高的綜合素質。但本課程通過傳統的課堂教學模式講授，學習評價又以閉卷考試為主，課程中涉及的能力培養在課程的學習和評價過程中難以體現。

而在線開放課程具有多媒體資源豐富、內容更新快、交流渠道多樣化、學習方式自主化等優勢，通過學生課下自主學習結合課上討論的混合式教學模式，改善課程教學課時不足、教學手段與現實脫節、學習方式和評價方式單一、個性化學習欠佳、師生課上課下交流不充分等問題，并促進學生各層面的學習和體驗。實行個性化學習，在適當的時間，通過適當的學習方式，給不同學生提供適當的學習內容和學習支持，以取得最佳學習效果，這不僅能夠有效發揮教師的引導、啟發和監控整個學習過程的主導作用，還能有效激發學生的學習主動性、積極性及創造性。

2.2 《土力學》課程建設模式

課程團隊將《土力學》百余個知識點，通過制作流暢的二維、三維動畫及演示文稿，采用更加適合學生發展的開放、多元、自主學習的教學方式方法，緊密聯系工程實際問題，錄制合成微課程供學生線上學習使用。采用學生線上自主學習課程各知識點，課上教師組織輔導、答疑、分組討論等“翻轉課堂”的形式，以學生為中心，充分發揮學生在學習中的主體地位。具體建設模式見圖1。

2.3 《土力學》課程的評價與持續改進

為驗證、評價學生學習情況，通過課程平臺提取出學生學習的數據（課程視頻觀看進度、次數，測驗成績等），注重過程考核和能力考核，把一次閉卷考試分散到各知識點的測驗，形成累加式評價，引導學生從考核“學習成績”向評價“學習成效”轉變，從注重“考試結果”向注重“學習過程”轉變，進一步增強學生學習的主動性，提高學生的學習能力和實踐能力。

為了提高課程資源質量，課程團隊組織觀摩課、學生座談交流，多方面征集師生意見，并結合課程平臺反饋的數據，對影響課程教學質量的各要素進行有效分析，建立一個便捷、可操作性強的課程評價、信息反饋和持續改進機制。

3 《土力學》課程建設的幾點經驗與對策

3.1 知識點分解

準備建設一門在線開放課程首先要做的就是知識點分解。在線開放課程的組成單元不再是教科書中的各章節，而是知識點。要將課程中所有的內容都分解為可錄制成片為15 min以內的微視頻并非易事。課程團隊采用在視頻最后留下問題、引入等方式將一個大的知識點分解為若干個小的微視頻，比如，《土力學》中地基最終沉降量計算的分層總和法是一個獨立的知識點，在傳統課堂中完整的講授加上習題鞏固一般要2學時，而在線開放課程可以分解為分層總和法的基本假定、基本公式、應用、算例4段相互關聯的微視頻。

3.2 知識點呈現方式

在線開放課程中知識點的呈現方式雖然都是通過微視頻展現出來的，可是視頻的表現形式要由授課團隊確定。由于《土力學》是典型的工科課程，各知識點包含理論推導、實驗操作、算例、工程實踐應用等，那么就要選擇更便于學生理解的方式來呈現該知識點，如攝影棚錄制、演示文稿屏幕錄制、實驗室或工程現場錄制、手寫解題過程錄制等方式。

3.3 教學課件的準備

在錄制課程資源前準備一份流暢的教學課件是建好一門在線開放課程的基礎和必要條件。這里所說的流暢，是要保證教學課件會隨著任課教師的講解而呈現出動畫演示效果，《土力學》課程建設的經驗是15 s左右教學課件宜出現一次動畫效果，這樣既可以吸引學生的注意力，又能突出課程重點。盡量避免1 min以上無動畫效果的教學視頻。

3.4 課程錄制的準備

教師是授課的高手，而錄制團隊是成片的高手，任課教師要把預期的知識點呈現方式與錄制團隊進行充分溝通，同時錄制團隊也會向任課教師提出很多可能會影響成片質量的意見和建議，比如，出鏡時衣著整潔得體，避免穿著條紋、格子、花色繁復的上裝，適度的肢體及面部表情會更有親和力等，盡量彌補由于機位和錄制投入的限制而降低了講課風采。

3.5 課程運行階段

混合式教學中教師可以控制的是見面課，而線上自主學習部分全部交由課程平臺和學生。那么，第一次的“導學課”就至關重要了，任課教師要充分調動學生的自主學習意識，在見面課前要求學生完成對應知識點的自學，可組織固定時間的網絡論壇答疑互動。同時，課程平臺提供的其他相關功能、課后的測試題與對應知識點的相關性、難度等都是督促學生獨立、自主完成線上學習的必要條件。

3.6 持續改進

通過見面課組織學生討論、課程平臺提供的學情分析數據，有針對性地對部分不便于學生自學理解和掌握的知識點進行重新設計和錄制，亦可通過座談的方式讓學生提出期望的知識點呈現方式，真正做到以學生為中心。

4 結語

通過《土力學》在線開放課程的建設與實踐，課程團隊所構建的混合式教學模式在一定程度上改善和解決了傳統課堂講授中缺乏能力培養和大班授課無法實施個性化教育的弊端，同時也提升了學生自主學習和終身學習能力，可為其他在線開放課程建設提供借鑒。

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