線上線下混合式TFCPS教學系統在“土力學”課程中的研究與應用

蔣凌云

吉首大學張家界學院 湖南張家界 427000

“土力學”課程是高校土木工程類專業的一門必修課，其重要地位不可忽視。前后課程為一系列力學課，后續課程為與土有關的工程實踐，在土木工程專業中，本課程起著承上啟下的作用[1-2]。那么高校如何開展本門課的教學使得學生成為“四學”的學生(即會學的學生、學會的學生、好學的學生、學好的學生)，這便成了當代土木工程類專業教育者亟須解決的問題[3]。因此，筆者緊扣課程培養目標，基于學生學情，自建了TFCPS教學資源支撐系統，通過改革教學方法、創新教學設計和教學評價體系，實現了線上線下混合式TFCPS教學系統在“土力學”課程中的教學應用，旨在培養理論功底扎實、知識技能強的學生輸出產業鏈，做新時代的“四學”人才，為祖國的大好河山建設服務。

1 課程簡介

1.1 課程教學內容與實施

課程選用于玉貞等人編著的清華大學出版社出版的第2版《土力學》教材，教學內容主要為緒論、土的物理性質與工程分類、土的滲透性和滲流問題、土體中的應力計算、土的變形特性和地基沉降計算、土的抗剪強度、擋土結構物上的土壓力、土坡穩定分析、地基承載力等九章內容。其教學內容可概括為土體的四理論(土的三相理論、強度理論、滲透理論、變形理論)及強度理論的三個應用，以及對實際問題的分析與處理。同時在教學過程中，針對地基固結沉降分析、土壓力計算、邊坡穩定性分析等內容，為使學生將所學知識更好地應用于實際工程，筆者借助庫侖巖土軟件，依托該軟件，學生可不受時空和天氣的約束，實現在仿真軟件中將理論知識應用于工程。

課程教學包含三大塊：理論講授、線下試驗、軟件實操。課程采用線上線下混合式的教學模式開展教學，以線上自主學習為主，線下集中講授為輔。學生可在自建學銀在線平臺上進行線上學習，培養學生自主學習能力。土的粒徑級配分析、液塑限聯合測定、擊實曲線、抗剪強度指標等采用線下試驗模式，培養學生實際動手能力。同時依托庫侖軟件模擬實際工程設計與施工，培養學生學以致用與求實創新能力。

1.2 課程教學目標

本課程教學目標包含如下三方面：(1)知識目標為理解土體的四個理論，掌握強度理論的三個應用；(2)能力目標為培養學生自主學習能力和處理實際工程問題的能力；(3)素養目標為充分挖掘課程德育元素，培養學生行業使命感，厚植科技報國的家國情懷。最終將知識、能力、素養三位融合一體，培養西部工程實踐型人才，服務祖國大好河山的現代化建設。

1.3 學情分析

在學科知識上，本課程傳統教學問題為：土體復雜，內容抽象；土力多變，實踐不易；土感不足，認知不一。在認知特征上，學習方法不同，學習者學習效果不一。在情感態度上，本課程授課的主要對象為00后互聯網新生代，他們對互聯網充滿興趣和強烈的求知欲。

2 教學方法與設計

2.1 教學方法

基于上述學情，在多年教學過程中，根據課程教學推進的不同階段，自建了“四平臺、五教法、六步驟”“土力學”教學體系。“四平臺”指學銀在線、超星泛雅、模擬軟件、微信群；“五教法”和“六步驟”分別指教師教學過程中的教學方法和具體步驟，如下圖所示。構成了以四平臺為中心，采用任務驅動、翻轉課堂、案例導向、問題情境、軟件模擬等教學方法的教學體系。

“四平臺、五教法、六步驟”教學體系圖

2.2 教學設計

通過課程改革，筆者自建了三位一體TFCPS教學資源支撐系統。資源數量及資源形式見表1。

表1 TFCPS線上教學資源及形式一覽表

在教學過程中，課前，通過學習通發放課前任務，學生線上提前預習，培養學生自主學習能力；課中，通過線下集中講授、問題情境營造、技能實操等，啟發學生思考，培養學生求實創新的能力；課后，通過線上資源鞏固理論知識、了解學科前沿理論，通過入工地，實現工程實踐感知，通過聽中國故事，增強學生民族自信心，熔鑄科技報國的家國情懷。從學生者的角度層層推進，漸進式喚醒學習者學習興趣，培養具有扎實理論功底的社會需求型人才，服務祖國大好河山的現代化建設。

3 課程創新特色

3.1 圍繞課程教學目標，創新人才培養

本課程定位準確，目標明確，改革理念新穎，根據企業對人才質量的要求，將知識、能力、素養三位融合一體，成就了“用得上、下得去、留得住、干得好”的西部工程實踐型人才為根本培養目標，為教學改革指明了方向。

3.2 依托信息技術，創新教學體系

依托學銀在線、超星泛雅、庫侖巖土軟件、微信群，構建了“四平臺+五教法+六步驟”教學體系，自建具有高階性、挑戰度和自成體系的三位一體TFCPS教學資源支持系統，實現線上與線下結合、理論與實踐融合、知識與能力貫通。

3.3 豐富教學形式，創新教學手段

適當“放權”，尊重學生主體地位，完善教學方法，豐富教學形式，改革教學手段，根據課程教學推進的不同階段，采用“問題導向、翻轉討論、情景模擬、資源提供、智能評價”式教學，漸進式喚醒了學習者學習興趣，誘導自主探索，已形成具有理論功底扎實和知識技能強的學生輸出產業鏈。

3.4 改革課程評價，創新考核模式

自主構建了325全程多元智能考核模式，如表2所示，根據學生實施任務和工作計劃，對于不同的實施項目設置不同權重，采用平時、實踐、期末相結合的線上與線下融合的智能考核方式，理論學習注重實用性，實際操作以技能培養為中心，實現過程評價和課程評價相結合。

表2 “325”全程多元智能考核模式

4 教學效果

線上線下混合式TFCPS教學系統在“土力學”課程中已應用6年，目前取得教學成效如下：

(1)學生的平均成績提升了22.4%，最高成績提升了14.7%。

(2)學生對本課程評教滿意度高。以去年秋季為例，改革后課程評教全校排名提升72位(原88名，現16名)，同行評價教學效果好，被確立為校精品課程和示范課程。

(3)基于課程改革，學生獲省級及以上獎27項，主持省級及以上雙創課題6項。教師獲省級教學獎2項，校級教學獎10余項，主持省級課題4項，發表論文30余篇，實現了以賽促教、教賽融合、教學相長。

5 總結與展望

本課程緊扣“立德樹人”教育理念，強化課程思政教育，豐富課程思政教育內容，促進學生全面成長成才。同時堅持以目標為導向，不斷更新教學內容，并根據信息技術發展、建筑企業需求、學科前沿動態更新教學內容，拓寬跨學科交叉領域知識。未來也將從以下兩方面進一步對本課程進行建設與改革：

(1)創新教學改革，完善課程資源建設。一是增加行業經典實際項目案例，提升課程資源的高階性；二是補充近幾年注冊巖土工程師考試案例、知名建筑企業面試中與土力學相關的問題，提升課程挑戰度。

(2)強化教書育人，推進課程教學團隊建設。通過加強師德師風建設、教育教學與專業能力培訓、各類教學競賽、教育信息技術應用能力培訓等，提升教師教學能力，致力課程建設。