基于暢課平臺的土力學與基礎工程課程混合式教學改革與實踐

劉欽 王靜 田威 張亞國 黃沛

摘? 要：作為信息技術與教育教學融合的產物，“互聯網+”教學平臺近年來發展迅猛，其能夠很好彌補傳統線下課堂教學中的不足。暢課平臺具有學習管理、MOOC、SPOC、翻轉課堂和智能教室等多種應用場景的功能，基于該平臺探索實施土力學與基礎工程課程的混合教學模式，將傳統的線下課堂授課與線上暢課平臺教學充分結合，融合知識點與學生的關注熱點，開展線上騰訊會議直播、線下面授混合教學，充分激發學生的興趣。實踐證明，混合教學模式可操作性強，能夠取得良好教學效果。

關鍵詞：暢課;土力學;混合式教學;教學改革;教學實踐

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：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，“互聯網+”概念被正式納入頂層設計，也被作為我國經濟和社會發展的重要戰略，同時“互聯網+”也給傳統高等教育帶來了巨大的挑戰[1]?！盎ヂ摼W+”徹底改變了學校傳統的教學方法，特別是在2020年春季上學期新型冠狀病毒傳播時期，全國大多數院校的學生都無法如期歸校，大量學生的學習任務不能因病毒傳播而受到影響，所以網絡教學就勢全面展開，讓所有學生都停課不停學，傳統教學方法受到嚴峻考驗。各種線上課程平臺出現了注冊、使用規模的爆發式增長，例如騰訊課堂、SPOC、學堂在線、中國大學MOOC和超星爾雅等，與此同時錄播、直播等線上方式也不斷創新[2]。然而，整體將全部課程完全進行線上學習，暴露出互聯網本身存在的一些問題，比如線上學習模式要求學生的自我約束能力很高，線上課程完成率也不高（據統計不足10%）[3];數量龐大的互聯網開放課程，學生無從選擇，同時也與學生的個性需求存在沖突，不系統的學習難以形成統一的專業化知識體系。對于學生來講，虛擬的“互聯網+”授課無法面對面彼此相互交流，學生隔著屏幕很難感受到學習氛圍，也無法深度體驗老師的精氣神與言談舉止，場景空間感較差;對于授課老師來講，由于學生的學習環境和場地不確定，受眾面較廣，老師難以及時了解每個學生對知識點的掌握情況，也無法實時掌控學生的在線學習狀態。因此，現有技術條件下的“互聯網+”線上教學，想完全替代傳統教學模式尚存在困難，要滿足高等院校學生的專業課學習要求也有難度[2]。

2018年，教育部指出要提高教師運用信息化教學平臺的能力，足夠重視課堂教學這一主陣地，積極開展線上線下混合式教學[4]。開展線上線下混合教學的最終目標不僅僅是去運用信息化平臺、是去建設數字化、信息化的教學資源，更不僅僅是去開展復雜多樣的教學活動，而是高效提升大多數學生學習的深度。目前國內外學者主要致力于信息化教學設計、平臺建設、視頻錄制和教學組織，暫未形成系統、全面的線上線下深度融合、相互補充的教學模式[5]。

暢課（TronClass）是一個以學生、教師、教務為中心，結合云端技術打造的學習、行動和社交一體化的互動式智慧型學習管理系統，支持學習管理、MOOC、SPOC、翻轉課堂和智能教室等多種應用場景，目的在沖破時空和地域束縛，建立一個智慧型教育發展新生態環境。運用暢課（TronClass）平臺，教師可以發布課件、布置作業、批改作業等教學行為，學生可以完成作業、進行交流互動等學習行為，也可以記錄平時成績、教學過程數據并自動進行教學過程數據分析[6]。

基于這樣一個背景，教學團隊以長安大學土木工程專業（以下簡稱“本專業”）核心基礎課程土力學與基礎工程為例，運用暢課平臺，通過不斷摸索與實踐，討論和總結線上與線下混合式教學在土力學與基礎工程課程教學中的具體應用，可為本專業其他課程的教學提供借鑒。

一? 土力學與基礎工程課程傳統教學模式面臨的問題與挑戰

（一）? 土力學與基礎工程課程特點

土力學與基礎工程是一門綜合性、多學科交叉的課程，實踐性非常強，需要依托感性認識和經驗才能較好把握、理解其實際結構。要求學生通過該課程學習達到能運用土力學的基本原理和概念，結合設計理論，分析和解決常見的地基基礎問題，包括土力學（專業基礎）和基礎工程（專業）兩部分內容，涉及工程地質學、結構設計和施工等幾個學科領域。課程的基本任務是講授土力學的基本原理、基礎工程的設計原則和基本計算方法，具有理論與應用、技術與實踐緊密結合的特點。

1? 以土力學的基本原理為基礎

土是一種特殊的材料，土的力學性質與其他材料的力學性質存在很大的區別。為保證地基與基礎的安全，需要科學合理地簡化實際工程，并在簡化的基礎上進行受力分析，因此，從客觀上要求學生的力學基礎必須扎實，對土力學基本原理在掌握。

2? 與工程實際結合緊密，實踐性強

土木類專業課主要是培養學生綜合運用專業知識解決實際工程問題的能力，對于工程問題來講，尤其是大型復雜工程，簡化力學模型進行計算分析是遠遠不夠的，還必須采取有效的結構構造措施，這些措施一方面基于力學概念分析得到，另一方面是基于工程經驗的總結，這也是理論問題與工程問題的主要區別[5]。另外，對具體的建筑物來講，需要采用什么樣的基礎，除了經驗之外，在最新的地基基礎設計規范中都有規定。因此，土力學與基礎工程課程需要結合現行國家規范講解。比如，土力學與基礎工程課程內容涉及GB 50007—2011《建筑地基基礎設計規范》、JGJ79—2012《建筑地基處理技術規范》、GB50009—2012《建筑結構荷載規范》、JGJ 94—2008《建筑樁基技術規范等》。

3? 內容多，范圍廣，學習難度大

由于工程本身非常復雜，土力學與基礎工程課程包含的內容非常多，這門課要求先修課程涵蓋理論力學、材料力學、結構力學、彈性力學、鋼筋混凝土基本理論和工程地質等，如此多的內容，在有限的課時內講透或者學好，無論對老師還是學生來講，都是一種挑戰。

（二）? 傳統教學模式存在的問題

1? 教材理論知識滯后于工程實踐

理論上講，大學工科教材的內容應該與時俱進。近年來，隨著國家基礎設施建設的迅猛發展，導致工程中會出現大量新方法、新工藝、新理論，新材料，標準、規程和規范等也在不斷地修訂，因此，教材也應該持續更新和發展。但是實際教學中，由于教材往往涉及多個環節，要做到教材理論與工程實踐同步非常困難。

2? 傳統教學模式手段較單一

目前，大學課堂的專業課教學絕大多數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為主，板書為輔，要么以板書為主，多媒體教學為輔。傳統的教學模式有其優勢：內容豐富、直觀，效率較高;但不足也是非常明顯的：基本為填鴨式教學，信息量過大，不能給學生留夠獨立思考的時間，進而導致學生難以深入理解和掌握重點、難點內容。

（三）? 傳統教學模式面臨的挑戰

在傳統的課堂教學模式當中，為了完成教學目標和教學任務，形成的是一種理論框架和活動程序，以教師、教材和課堂為中心。然而對于學生來講，在全部教學過程中往往處于被動接受知識的地位，這樣以來，無形中學生的積極主動性就會被忽視，學生的興趣及參與度也不高，導致難以很好發揮學生學習的主觀能動性。怎樣激發學生的興趣，充分發揮學生在學習過程中的主觀能動性，提高學生在學習過程中的參與度和投入度[7]，是傳統教學模式面臨的挑戰。

二? 混合式教學模式改革實施

土力學與基礎工程課程是一門實踐性和理論性都比較強的課程，既屬于應用學科又屬于工程技術。學校土木工程專業本科生的這門課程，由最初的72學時（包含8學時試驗課）壓縮到現在的56學時（包含8學時試驗課），實際課堂講授只有48學時，使得該門課本來就內容多課時少的局面更加局促，課堂授課拓展空間進一步壓縮，因此，急需對教學模式進行創新，對授課過程及考核方式進行改革，對學生全時空學習進行引導，以取得更好的教學效果。

（一）? 教學內容結構調整

線上教學主要借助暢課平臺，教材、授課大綱、教學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，英文課件是針對來自發展中國家的學生，授課語言是英語，留學生來中國之前的知識儲備普遍薄弱，線上教學模式有助于其提前預習，尤其是教學視頻，比傳統的課本更有吸引力，更能激發的興趣。

授課視頻主要鏈接自中國大學慕課網站，要求學生在課前完成自主預習，正式上課時，隨堂提問并讓學生完成小測試題，引發學生線下繼續深究的興趣，如圖2所示。

每周4學時的內容，按時發布，根據情況安排小測試，除了第一章緒論之外，其他每章均留有作業，作業的完成時間一般設置為兩周，學生完成作業后拍照上傳至系統當中，老師按時線上批改，系統中也能看到學生交作業的情況和作業的完成質量，如圖3所示。

線下授課時，將課程的重點和難點內容再次講解，以便學生加深理解和記憶。

（二）? 教學實踐

線上直播教學正式開始前，建立直播教學微信群，開始在暢課平臺發布公告信息通知每個學生加入微信群，群里不定期的發布上課、作業的通知和公告。直播軟件采用騰訊會議，每次上課前在微信群里發布騰訊會議號，要求學生在10 min之內通過暢課平臺進行簽到，未簽到者視為遲到或者曠課，如圖4所示。

上課開始后，要求所有學生關閉話筒，提問時學生選擇性地打開話筒。開啟騰訊會議中的屏幕分享功能進行上課，結果暢課平臺中的課堂模式，里面有書寫功能的“黑板”模塊，如圖5所示。

通過平臺，可以掌握學生的學習活動數，參考資料查看及下載次數，線上鏈接查看次數等，以掌握學生的學習情況，如圖6所示。

學生的最終成績由學習過程中的平時成績（包括點名、作業完成情況、隨堂測試完成情況等，系統自動計算）和最終線下的卷面成績按比例決定。

疫情解封時，可以隨時恢復線下教學，線下教學過程中，集中解答學生的疑問，通過傳統面對面的教學方式，能夠彌補線上教學的不足。

實踐證明，線上線下混合教學模式下能夠取得良好的教學效果。

三? 結束語

相比于傳統線下教學模式來講，混合式教學模式靈活度高，教學資料豐富，能夠將學生自主學習的興趣和主觀能動性激發，能夠充分發揮線上和線下授課的各自優勢，完全能夠保障學生對基礎知識的學習，能夠完成既定的教學目標，同時可避免學生在學習過程中思維疲勞問題，能夠取得良好的教學效果，促進創新實踐人才的培養。

參考文獻：

[1] 郭建強.基于MOOC平臺的“土力學”課程線上線下混合教學法探索[J].科教文匯（上旬刊），2021（4）：67-68.

[2] 梁橋，鄒洪波，劉杰.線上線下混合式教學改革實踐——以“土力學與地基基礎”課程為例[J].教育教學論壇，2021（11）：69-72.

[3] 黃雙成，梅二召.MOOC存在的缺陷及改善途徑[J].繼續教育，2018，32（7）：40-41.

[4] 沈揚，吳佳偉，芮笑曦.基于“金課”建設的河海大學土力學在線開放課程建設實踐與思考[J].高等建筑教育，2020，29（1）：24-30.

[5] 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，2020，29（1）：91-101.

[6] 張小虎，武君蔚，劉昕.基于智慧學習系統建構大學生深度學習模式研究[J].科技經濟導刊，2019，27（10）：10-12.

[7] 張樂芳，田漢軍.運用信息化平臺提升學生學習投入度的探索與實踐研究——以暢課教與學學習平臺為例[J].工業和信息化教育，2019（9）：79-85.

基金項目：陜西本科和高等繼續教育教學改革研究項目“基于土木工程專業認證的課程體系建設與實踐研究”（21BY033）;長安大學研究生教育教學改革資助項目“土木工程專業巖土方向來華留學生教學模式創新探索”（300108211036）;山東大學本科教育教學改革資助項目“山東大學交叉學科復合型人才培養新模式與本科教學改革新舉措”（31400061120012）;山東大學研究生教育教學改革資助項目“山東大學大型地下工程智能巡檢方向交叉學科研究生培養”（31400061220033）

第一作者簡介：劉欽（1983-），男，漢族，陜西山陽人，博士，副教授。研究方向為巖土與地下工程方面的科研與教學。