地方性应用型本科院校混合式课堂教学探索

叶金铋，赵花丽，金晓勤，叶国琛

摘  要：为了应对地方性应用型本科高校面临的挑战，凸显地方特色，实现根植地方，服务地方的目标，混合式课堂被引入到土力学的教学过程中，建立基于雨课堂的混合式课堂教学模式，并利用思维导图法对学生的知识体系进行梳理，设置实验教学班和传统教学班进行对比分析。研究和实践结果表明，（1）在采用混合式课堂教学模式后，学生参与度提高，兴趣浓厚，较易形成土力学知识框架;（2）混合式课堂教学班成绩总体优良，传统教学班学生则以中等分数段居多，混合式课堂教学效果优于传统教学方法;（3）雨课堂是混合课堂教学方式的一种有效授课工具，思维导图是一种知识梳理的有效辅助工具，未来应探索将更多的先进技术引入到土力学课堂教学中。

关键词：混合式课堂;土力学;雨课堂;思维导图

中图分类号：G642 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）07-0089-04

Abstract： In response to challenges faced by local application-oriented universities， the mixed classroom was employed in the teaching process of Soil Mechanics， which is based on the Rain Classroom. The mind map method was used to sort out the knowledge framework of students. Experimental classes and traditional classes were set up for comparative analysis. The test results showed that： （1） When adopting the mixed classroom teaching mode， the students would have a higher degree of participation and interest， and it is easier to form a knowledge framework of soil mechanics. （2） The class， which used the mixed teaching method， has a better performance and no students failed， while the traditional class has a majority of students with intermediate grades. （3） Rain Classroom is an effective teaching tool for mixed classroom， the mind mapping is useful for knowledge sorting， and more advanced technologies should be employed in the classroom of Soil Mechanics in the future.

Keywords： mixed classroom; Soil Mechanics; Rain Classroom; mind mapping

土力学是研究土体应力、变形、强度及长期稳定性的学科，是一门重要的专业基础课，在土木工程专业整个课程体系中占据枢纽地位。用于土木、交通和水利等领域，与土木工程学生毕业后从事勘察、施工、设计和管理等工作存在密切联系。由于土体本身的性质，其力学特性复杂多变，具有较强的区域性，需要进行室内试验、原位测试、数值模拟等，理论性与实践性较强，掌握较为困难，造成土力学教学难度大。因此迫切需要改进现有的教学模式和教学理念以提高教学效果。目前，随着互联网和计算机技术的发展，多元化的教学是大势所趋[1]，理应探索将更多的先进教学工具引入到课题中，让学生在教学过程中占据主导地位，以学生为中心。新工业革命对高等工程教育提出了严峻的挑战，现代快节奏的生活也让人们关注教育投入与产出的比例，高校作为高等工程教育的主要承担者，也面临着重大转变。OBE在1981年由Spady提出后，得到了广泛的认可并迅速发展，目前已形成完整的理论体系，被认为是工程教育的正确方向。建立基于OBE理念[2]的多元化教学方式将有助于提高土力学教学效果，尤其是多元化教学能有效调动学生学习积极性。李为腾等[3]开展了土力学案例教学，调动了学生的兴趣，提高了学习效果，证实多元化教学的有效性。

在课程体系的建设上，国内外土木名校主要是设立课程群。刘林等[4]对比了美国伊利诺伊大学、英国伦敦帝国理工学院、同济大学和北京交通大学的课程体系，发现国内外的高校普遍是先构筑一个大土木专业教育平台，然后设置一个或若干个课程群，每个课程群由若干门专业课组成，在四所高校中，岩土工程都占据了重要地位。如北京交通大学土木工程专业就设置了建筑工程、桥梁工程、隧道与地下工程和岩土工程四个课程群，其中隧道与地下工程、岩土工程课程群与土力学相关度最大。近年来各大城市在地铁、深基坑和隧道等地下空间的开发强度越来越大，工程难度也随之提升，迫切需要有高素质的土木工程毕业生以满足日益增长的工程需求。然而，地方性应用型本科院校在岩土工程领域的发展却值得担忧，受限于学校本身师资水平不足，管理又相对落后，岩土学科群未形成，仅仅是开设了工程地质、土力学和基础工程三门课，未形成系统性的教学体系。岩土学科的发展已经严重滞后于城市发展，难以满足用人单位对人才的需求。在“双一流”建设浪潮中，入选“双一流”建设的地方高校无论是绝对数还是相对数均很低，反映了地方高校整体学科水平所面临的困境[5]，而“双一流”建设扶优、扶强、扶特，地方高校如不能取得突破性进展，与“双一流”学校的差距只会越来越大。學校和学院层面的战略决策对学科的发展至关重要，但令人遗憾的是地方高校管理水平有限，容易盲目攀高、趋同，学科建设贪大求全。既然是地方性应用型本科大学，就应该凸显地方特色，根植地方，服务地方，在利用好区域内特殊资源的情况下，劣势甚至可以转换成优势[6]。因此，地方高校应转变思维，坚持自身的办学特色，找准自身的优势，发展特色学科，朝着应用性的道路发展。地方高校本科生毕业后大多在生产第一线，培养学生的自学和应用能力显得尤为重要。土木工程作为应用性很强的实践性学科，本科生毕业后大多从事土木工程相关的施工和管理工作，学生实践能力的培养是教学的重要目标。土力学与学生未来从事施工和管理有很大关联性，地基和基础的建设离不开土力学，地铁和高层建筑等的发展需要一大批掌握岩土工程相关知识的人才。土力学的教学相对枯燥，有很多理论公式，学生容易感觉困惑，学习积极性不足。

如何利用有限的条件尽可能提高学生在岩土工程方面的知识水平和能力是亟待破解的问题，培养出适应时代发展和地方需求的学生是岩土学科责无旁贷的责任，其中的土力学教学是岩土工程的基石，提升土力学教学水平可以有效提高学生对岩土工程的领悟程度。在土力学的教学中，引入多元化的教学手段，让学生不仅掌握理论知识，更重要是提高对土力学的兴趣。一般情况下，人们对图像的记忆要比文字更为深刻，图像表达意义更为直接，而文字需经过转换，学生不容易记忆，利用网络资源上的影像，可以让学生形成感性认识，在其后通过教师的讲解，更易形成对土力学的理解。土力学是与岩土体相关的学科，与大自然的形成与发展有直接联系，铁路、公路和地铁等工程的发展离不开土力学，而网络资源上与地质相关的内容丰富，典型的有《航拍中国》《美国国家地理》《伟大工程巡礼》《超级工程》，慕课（MOOC）等。学生如能合理利用这些网络资源，对土力学的教学将大有裨益。因此，土力学教学不仅是教会学生学习土力学知识，更重要的是教会学生利用好现代化的资源，引导学生自主学习，以学生为主体，以学生学习到的知识和掌握的能力为衡量标准，不断激发学生的学习兴趣。

一、基于雨课堂的混合式教学模式设计

雨课堂教学将复杂的信息技术融入PowerPoint和微信，跨越了课外与课堂教学的鸿沟，将课前-课上-课后连成一体[7]。雨课堂有利于训练学生研究型思维，促进优良学风的形成，培养学生精益求精的大国工匠精神，保持与时偕行的能力，得到了广泛认可[8-9]。当然，混合式教学模式不仅仅局限于雨课堂本身，微课、MOOC、虚拟仿真软件、VR、腾讯课堂、Zoom会议、bilibili等资源都可以成为混合式教学的工具[10-13]。只要有利于学生的学习，都可以用于土力学的教学，不必拘泥于何种教学工具，应关注的是学生的掌握程度及教学效果的评价。

（一）混合式教学模式建立

基于雨课堂的混合式教学模式流程如图1所示。 混合式教学流程与传统教学方式相比，分为教师端和学生端两个主题，改变了传统以教师为主的方式，增加了学生的参与度。沟通方式呈现多维化，可以通过QQ、微信等工具进行交流，教师通过雨课堂及时掌握学生学习情况。学生的学习不仅局限于课堂学习和课后作业，而是贯穿课前、课中和课后，且该过程是循环进行的，学生在循环过程中得到不断的提升。在该教学方式下，教师与学生是学习的合作者，不再是教师教学学生学习的方式，教师更多的是引导学生的学习，掌控课前、课中和课后的进度，对学生的学习效果进行检查和考核。

（二）思维导图

土力学内容纷繁复杂，采用“教师讲授，学生听讲”传统模式进行教学时，学生在面对新名词和术语时，常会感觉到头绪繁多，难以消化理解。思维导图已在多个学科领域中用于教学，并取得一定成效[14]。将其引入到土力学的教学中，帮助学生梳理繁杂的知识体系，让其形成一条清晰的知识脉络。土压力计算的思维导图如图2所示，在该思维导图下，整个土压力计算的脉络清楚。思维导图将需要掌握的文字内容以图的形式展示出来，学生易形成完整的知识体系，记住讲述的内容，遇到类似问题时能举一反三。一般情况下，图像记忆较为深刻，学生通过对土力学思维导图的学习，可以形成知识框架体系，掌握好土力学。

二、混合式课堂实施

（一）方案对比设计

为了量化混合式教学的效果，对比了两个教学班。教学班1有69人，教学班2有79人。其中教学班1采用传统教学方式，即“课堂授课+课后作业”，教学班2采用混合式课堂教学。以下从学生问卷调查和考试成绩两个方面进行对比。

（二）结果对比

学生问卷调查结果见表1。

发放问卷148份，收回148份，所有问卷都有效。采用混合式课堂教学方式后，学生在课前预习的比例更高，达到97.47%，远高于传统教学班的43.48%;88.61%的学生认为疑问得到了解答，高于传统班的59.42%;学生对课堂满意度达到了94.94%，高于传统教学班的72.46%;有78.48%的学生认为自己已经形成土力学的知识框架体系，高于传统班的43.48%。總体而言，采用混合式教学模式后，学生更多地参与到课程的学习中，整个学习过程是带着问题进行听课，疑问得到解答，对课程的满意度提高，形成完整的知识框架，学习效果得到显著提高。

两个班的总成绩对比如图3所示。混合式教学班优秀和良好的比例分别为36.7%和40.5%，传统教学班优秀和良好的比例分别为13.0%和29.0%。可见混合式课堂教学班成绩总体优良，传统教学班学生则以中等分数段居多。混合式课堂教学班没有分数低于60分的同学，而传统教学班有4名同学不及格，占比5.8%。

三、结论

为了提高应用型本科高校土力学的教学水平，顺应时代发展，满足地方需求，将混合式课堂引入到土力学的教学过程中，构建了基于雨课堂的混合式课堂教学模型，并利用思维导图对学生的知识体系进行梳理。为了验证混合式课堂的教学效果，设置了混合式课堂教学班和传统教学班进行对比分析。研究结果表明：

（1）采用混合式教学模式后，学生对课程的参与度得到明显提升，学生与教师的沟通更为顺畅，形成完整的土力学知识框架，土力学学习兴趣得到提高;

（2）混合式课堂教学班成绩总体优良且全部及格，传统教学班学生则以中等分数段居多，采用混合式课堂教学后，提高了学生的总成绩;

（3）雨课堂是混合课堂教学方式的一种有效授课工具，QQ、微信等是有效的沟通工具，思维导图有利于知识框架体系的形成。

参考文献：

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