新工科背景下地基處理課程混合式教學模式研究

趙娟 王曉林 張云飛

［摘 要］地基處理是土木工程學科的一門專業課，具有理論內容多、工程案例多、技術更新快、地域性強的特點。文章針對該課程傳統教學模式中存在的問題，提出線上線下混合式教學模式。線上基于教育平臺開發了線上課程、案例庫等；線下除傳統授課外，加入了專題小組匯報討論及工地現場教學，改革教學考核機制，形成了多元化的考核模式，打造出一種適合應用性強、運用新技術和新材料的新工科專業課教學模式。

［關鍵詞］地基處理；新工科；土木工程；混合式教學；教學改革

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2023.24.079

［中圖分類號］G642［文獻標識碼］A［文章編號］1673-0194（2023）24-0239-03

0? ? ?引 言

2017年“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”等吹響了“新工科”建設的號角，確定了高校工科人才培養的新目標，開拓了工程教育改革的新路徑［1］。新工科既是高等工科教育對未來工科發展新態勢和新需求的回應，也是對工程教育領域依據國家、產業和科技領域重大需求的突破性變革［2］，對工科專業提出了新理念、新結構、新模式、新質量、新體系等“五個新”要求［3］。土木工程作為傳統工科專業，發展的同時也迎來了轉型的挑戰。

地基處理是土木工程專業的一門專業課，通過課程學習，讓學生掌握各種地基處理方法，培養學生解決實際工程問題的能力，具有理論內容多、工程案例多、技術更新快、地域性強的特點。地基處理往往應用到前沿的新材料、新能源、新技術，人才培養過程以學生為中心，培養理念以產出為導向，同新工科倡導的培養理念一致。因此，地基處理課程教學模式的創新改革有助于推動復合新工科土木工程人才培養目標的實現，對新工科背景下傳統工科的建設也有借鑒意義。

1? ? ?混合式教學模式

隨著高等教育改革的深入，各專業課程課時一再壓縮，單一的線下教學模式難以滿足需求。如何將信息技術應用于課程教學中，是高校一線教師迫切需要解決的問題。線上教育平臺是對線下教學強有力的補充，可實現優質資源共享，還可根據課程特點、授受對象、培養目標等開發個性化的課程。在線教育平臺可實現師生、生生及學生和教育環境、資源的多元交互，促進課堂教學中師生的深度交互［4］。線上教學具有靈活性好、可重復性強、形式多樣的優點，但也存在對學生自覺性要求高、課堂互動性不強的缺點?，F有各平臺的線上教學無法完全替代線下教學，難以完全滿足專業知識的學習要求，學習效果得不到保證。在此情況下，線上線下相結合的混合式教學模式應運而生。

混合式教學是指學生學習方式的混合，教師教學平臺的混合［5］。學習方式的混合是指線上和線下學習活動的混合，學生既有線上學習行為，又有線下學習行為。教學平臺的混合是指線上資源和線下資料的混合，教師需要建設線上資源或者整合既有精品課程資源，同時對線下教學內容作出調整。這種方式實現了以學生為中心的教學理念，提升了學生積極性，教師在學生學習過程中起到補充和監督作用，彌補了單純“面對面教學”和“網絡教學”的不足。采用線上線下混合式的教學模式是符合當下高等教育發展背景的一種新型模式，對傳統工科專業教學有較好的效果［6］。

2? ? ?地基處理課程教學現狀

地基處理教學內容主要包括特殊土地基處理、十多類地基處理方法的介紹等，傳統教學模式見圖1。

這種教學模式存在以下問題。①地基處理課程每章內容為一種地基處理方法，因此各章節內容相對獨立，前后關聯性不強。每種方法介紹的內容均包括概念、加固原理、設計計算、施工要點、質量檢測、工程案例6部分，學生不易把握知識的主脈，且極易混淆。②地基處理課程涉及的知識體系龐雜，枯燥乏味。傳統的授課方法單一，教學效果不佳，學生的創新意識和實踐動手能力難以提升。③課時少、沒有實踐環節。地基處理課程教學往往偏重理論部分，忽視工程實踐，真實完整的工程案例占比較少。對于一門工程實踐性強的課程，學生不能“侵入式”體驗大量的工程案例，顯然不利于由“課堂”走向“工程”的應用型人才的培養。④技術更新快，教材落后于實際應用。地基處理技術發展較快，如化學電滲法、微生物固化技術、能源樁技術等新技術、新工藝及新方法不斷涌現，但教材編寫與出版滯后，往往不能反映領域內的最新發展技術。

3? ? ?混合式教學改革

本次教學改革對象為土木2019級和土木（專升本）2020級學生，在地基處理課程教學過程中，既有線上教學，又有線下授課，混合式教學模式效果得到了全面的驗證?；旌鲜浇虒W模式課程教學設計見圖2。

3.1? ?基于教育平臺開發線上課程

（1）通過學習通App建立了課程班級群，將線上的資源下載整合，上傳到班級群，包括精品課程、規范、課件、參考教材等，可實現討論任務下達、作業下達批閱、線上授課等。充分利用線上平臺，完成課程網站建立、教學組織管理、教學分析總結。借助平臺科學精確地完成教學組織管理，監督學生線上課程的學習進度，檢查作業的完成情況等；借助平臺對教學效果進行全面的分析與總結。

（2）通過學習通App建立了案例庫，所選工程案例滿足以下特點。①真實與準確性。選擇的案例均取自實際工程，在教學過程中，學生能產生自主意識與專業自豪感。②典型與時代性。案例的選擇圍繞國內外重大工程實踐或當下熱點工程問題，激發學生的擔當意識。③互動與啟發性。案例分析緊扣地基處理技術的基本原理，考慮不同技術方案，學生在分析比較各種方案的技術可行性、工期及經濟性后，考慮工程實踐中決策的諸多影響因素，能在學生之間、學生與教師之間產生討論、互動，并受到啟發，進而堅定自己的選擇，提高學生解決復雜工程技術問題的能力。教學過程中選擇的案例是基于課程培養目標和教學理論要素的，除涵蓋大綱中要求掌握的地基處理方法，還延伸了一些新方法、新技術、新手段等，對教材進行了有力的補充，不僅有成功的工程案例，還有典型的工程事故，以增強學生的工程意識，培養學生的責任心。

3.2? ?改革線下教學模式

（1）將課堂教學轉為工地現場教學，實現教學環境的遷移?，F場教學以實際工程為中心，將教學內容與現場實物相聯系，具有直觀性強、理論聯系實際的特點。雖然課堂上會利用圖片、視頻來加深學生的理解，但“百聞不如一見”，利用現場教學直觀講解，讓學生置身于工程實際中，既能拉近其與課本的距離，更能加深其對理論知識的理解，將抽象、枯燥的內容形象化。此外，組織學生進行工地現場教學。例如，參觀的一個項目正在進行基坑支護沉降點觀測，可以結合實際介紹該項目的地質條件、基坑支護的類型、結構的形式，基坑支護的施工工藝、檢測方法、基坑失穩所造成的后果等。學生往往對實際工程更感興趣，通過現場教學，能夠更深刻地理解這部分內容，激發了學習的積極性，提高了學習效率。

（2）針對該門課程內容各種地基處理方法獨立成章的特點，采用小組匯報互動式的教學模式。按照學號順序，7～8人為一組，協作完成一種地基處理方法的概念、加固機理、設計計算、施工要點、質量檢測、工程案例等6方面內容。學生需課前搜集大量的資料，詳細了解該種方法。在學生準備期間，教師可以微信、釘釘等方式答疑溝通、檢查進度。學生課堂展示的形式不拘泥于板書或PPT等傳統手段，可制作施工動畫、下載相關視頻、文獻檢索相關案例、介紹最新研究進展等。同時，課堂上可與學生和教師提問、互動等。這項教學方式是“浸入式”的，由以“教”為中心轉向了以“學”為中心，使學生成為教學活動的主體，學習活動成為教學活動的中心；教師的作用則從以課堂講授為主，轉向以教學設計、組織、指導、監督、考核為主。

3.3? ?考核方式的改革

將過去以期末考試卷面成績為主的考核方式向更多元化的考核方式轉變。首先，在平時成績考核項目中加入小組匯報表現，可測評學生團隊合作能力、自主學習能力。其次，在期末考核中加入案例設計部分，可考查學生綜合應用能力、處理實際工程問題的能力。

4? ? ?教學改革成效

本次教學改革的成效體現在以下4個方面。

（1）基于線上教育平臺開發的線上課程資源豐富，包括精品課程、名師風采等，可提升學生學習的內驅力；可融入圖像、圖形、聲音、文字等多種形式，容易激發學生的興趣；學生可打破時間、空間限制，實現學習內容自主、學習時間自主。線上學習反哺線下課堂教學，學生在自主學習后，往往在課堂上互動多，抬頭率高。

（2）小組討論環節，學生精心查閱資料，制作PPT，有的小組還進行了施工視頻的剪輯、檢索了大量的工程案例，不僅調動了學生的積極性，還提升了學生的溝通協作能力。

（3）工地現場教學使學生身臨其境，感受到實際工程的復雜性，學生在現場提了很多問題，說明調動了學生的興趣，同時啟發了思考，真正做到了“重理論，強實踐”。

（4）多元化的考核方式加大了平時成績比例，豐富了考核項目，督促學生上課認真聽講、課后總結思考，有效改善了傳統教學課堂上學生專注度低、考前突擊的狀況。期末考試中增加了案例設計比重，對學生提出了更高的要求，不僅需要掌握理論知識，還需要有解決實際工程問題的能力，能夠更好地實現新工科理念下的培養目標。

5? ? ?結束語

線上線下混合式教學模式下實現了教學環境從教室到工地的遷移、教學手段從PPT到線上資源的調整、考核方式從期末理論考試到多元化考核機制的改變。這是一種“以學生為主體，以教師為主導，發揮學生主動性”的教學模式，轉變了教與學的方式，符合新工科背景對人才的時代要求，有助于應用型、實踐型、創新型人才的培養。

主要參考文獻

［1］顧佩華.新工科與新范式：概念、框架和實施路徑［J］.高等工程教育研究，2017（6）：1-13.

［2］姜曉坤，朱泓，李志義.新工科人才培養新模式［J］.高教發展與評估，2018（2）：17-24.

［3］陽令明，張儉民，周基.新工科土木工程專業人才培養模式構建的探索［J］.高等理科教育，2019（5）：96-102.

［4］李若天.基于在線學習平臺的高?；旌鲜浇虒W模式探索與應用［J］.教師，2023（3）：90-92.

［5］祁鑫，宋會英，陳強.線上混合式教學新模式及策略研究

［J］.高教學刊，2020（32）：101-104.

［6］林擁軍，李彤梅，潘毅，等.線上與線下融合的土木工程專業課混合式教學研究［J］.高等建筑教育，2020（1）：

94-104.