三位一體《土力學》信息化教學探索

蔣凌云

(吉首大學張家界學院 張家界 427000)

根據《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》，《土力學》課程是本科高校土木工程類專業必修專業主干課之一[1-2]。然而土力學是研究土體的一門課程，解決實際工程中與土有關的一系列工程問題。本課程在傳統教學問題中存在內容更新快，知識“瑣碎”，關聯把握“難”；以土體為研究對象，土體結構復雜，受力多變，知識理解“難”；學生對土體認識不足，導致土感認知“難”[3-6]。為解決上述教學難題，筆者通過多年教學不斷進行信息化教學探索，通過自建TFCPS教學資源，建設在線開放課程，引入庫侖巖土模擬技術，構建校企合作平臺，實現了土力學課程三位一體的信息化教學，然學生在學校能學到更扎實的理論知識，打好專業基礎，為今后更好的服務祖國大好河山建設夯實基礎。

1 土力學課程教學困難

學習土力學課程前，要求學習者具備良好的數學和力學功底。然而在多年教學過程中發現，土力學課程教學存在以下三“難”問題：

(1)課程內容更新快，知識“瑣碎”，關聯把握“難”；

(2)研究對象為土體，結構復雜，受力多變，知識理解“難”；

(3)學生對土體認識不足，土感認知“難”。

2 問題解決思路

為解決本課程在傳統教學中的三“難”問題，筆者通過在線開放課程、庫侖巖土模擬技術和校企合作平臺三位一體信息化教學改革，為學生帶來了輕松愉快的學習體驗。同時，通過現代教學技術的融入能夠讓學校掌握與實際工程更為接軌的先進技術。具體解決思路如下：

圖1 《土力學》課程問題解決路線

針對課程教學三“難”問題，筆者還自建了學長在線平臺，讓已畢業學生分析實際工程案例，并錄制成視屏，達成朋輩先行效應，培養學生學以致用能力和行業意識，熔鑄報國情懷。

3 教學方法和措施

3.1在線開放課程

自課程信息化建設以來，目前已在超星泛雅和學銀在線雙平臺上線。課程共建TFCPS線上教學資源2886個(見表1)，線上資源均為師生共創、共建、共享，體現了師生命運共同體。通過平臺資源的三共原則，漸進式喚醒學習者學習興趣，誘導學生自主探索，培養學生知識的理論功底，熔鑄求實創新的精神，追求卓越的奮斗精神和治理災害的責任意識。

表1 TFCPS線上教學資源及應用情況一覽表

3.2庫侖巖土模擬技術 GEO5巖土設計和分析軟件共30個模塊，分邊坡穩定分析、擋土墻設計、基坑設計、淺基礎/深基礎設計等9大解決方案，其中GEO5三維地質建模模塊實現了勘察數據管理、勘察出圖、三維地質建模、巖土計算之間的數據對接，是GEO5在巖土BIM領域邁出的重要步伐。基于該軟件，通過規范化建模、網絡化交互、可視化認知、高性能計算以及智能化決策支持，可模擬實際工程問題的分析、設計與施工全過程，以軟件為載體，模擬真實的工程場景，虛實有機結合，實習跨時空的真實場景對接。

圖2 庫侖軟件模擬

3.3構建校企合作平臺

通過校企合作平臺，建立協同育人項目，搭建產學研教學基地。一方面能夠使校企雙方在更多的教學領域達成更深度的合作，同時為學生的成長提供更多的幫助和資源。學生用過入工地，實現工程實踐感知。同時學生在課題建設、畢業設計論文以及學生就業規劃等方面也有了更深、更密、更廣的選擇。

4 推廣應用價值

本課程自2016年開始進行信息化教學改革，目前應用于應用5年，其教學成果已輻射到一定范圍，具體如下：

(1)先后在我校和二級學院開展了優秀課堂示范，具體為2018年的校級公開示范課和2021年的院級優秀課堂示范，已輻射至學校其他專業，如園林工程、計算機與軟件工程等理工科專業，受益學生三千余人。

(2)課程自建設以來，于2021年8月在學銀在線上線，目前平臺訪問量415萬次，平臺訪問強度6051次/人，受益學生687人，受益院校和機構16所。

(3)教師基于本課程改革，獲湖南省信息化教學競賽一等獎和湖南省課程思政教學競賽三等獎，且信息化教學資源已在湖南省高等教育學會教育技術專業委員會官網競賽專欄全網推廣。

5 結語

基于三位一體的土力學課程信息化教學改革與應用具有一定的意義，具體概括如下：

(1)三位一體信息化教學的必要性。通過教學改革，提高教學效果和質量的需要。同時圍繞課程教學目標，培養具備解決復雜工程問題人才，為新時代現代建設儲備人才。

(2)三位一體信息化教學的合理性。通過信息化教學，教師和學生能快速有效的完成教學，達成教學效果，體現了信息化教學的有效性；教師和學生能跨時空跨領域進行教學，實現信息化教學的開放性。

(3)三位一體信息化教學的先進性。土力學與實際工程相結合的高階性，校企合作搭建的創新性，軟件模擬實際工程技術的挑戰度，將先進信息技術與教學環節的高度融合，實現教學過程的高彈性、高效率、高質量，實現教學的科學性。