基于“學生關注”的土力學與地基基礎課程教學改革探討

摘要：在土力學與地基基礎民航特色專業課程建設的基礎上，針對大班教學的特點制定教學目標，設計課程教學策略“里”計劃及“表”活動。研究90后學生群體的普遍關注目標和興趣取向，提出增強課程吸引力的教學方法改革方案，對目前教學管理中的課堂教學提出建議，同時在實踐教學環節開展情景式教學方法改革，進而構建土力學與地基基礎課程新型教學模式。對教學研究部分理論成果進行教學試用，已取得較好效果，為相關專業基礎課程的教學改革提供理論依據及參考。

關鍵詞：土力學與地基基礎；學生興趣取向；教學策略；教學改革

中圖分類號：G6423；TU4文獻標志碼：A文章編號：

10052909（2017）05004205

土力學與地基基礎是機場學院交通工程專業基礎課，該課程具有知識點繁多、工程計算公式復雜、相關理論較枯燥、非民航特色等特點，學生在學習過程中普遍缺乏興趣及主動性，并對該課程與民航具體工作的相關性提出質疑。2013—2015年期間，課程組對該課程開展民航特色化改革[1]，主要內容為：理清課程與機場工程具體業務的關系，增補民航特色的案例，將民航基礎知識與課程具體題目背景融合，課程聯動考核機制等。通過調整，將土力學與地基基礎中各教學內容與民航特色結合，提升了課程內容的行業特點與吸引力，學生評價較好。但考核成績和課后調查顯示，大多數學生在學習中依然缺乏興趣，對課程內容中主要知識點的關注度不足，對課程專業知識的實際工程意義及衍生拓展內容掌握不足，且在具體應用時靈活性較差。

上述問題的原因為學生在學習過程中缺乏對知識的主觀攝取積極性，大多數知識雖然添加了民航專業背景，專業性與工程性有所提升，但仍缺乏對學生“關注點”的刺激作用，知識的灌入效果較差。目前，學習土力學與地基基礎課程的學生數量約為140人，學生在網絡信息及媒體信息的熏陶下，對新興事物和具有沖突性、創新性的目標懷有強烈的好奇心，而對傳統知識、專業知識、傳統課堂授課方法普遍具有厭煩抵觸情緒。

鑒于此，筆者在課程專業特色建設的基礎上，研究學生群體特征，對學生熱點關注及感興趣的目標（如網絡小說、電影、事故、傳說等）進行分析，研究其內在結構和對學生興趣的刺激特點。結合目前在信息教學、網絡教學、創新授課模式等方面的先進研究成果[2-4]，對現有課程教學內容進行結構調整、內容補充，對授課方式和課堂組織重新設計，從各方面綜合提升該課程對學生的吸引力，將專業知識學習與學生的好奇心有機結合，促進學生對相關專業知識的主動攝取。在此基礎上提出土力學與地基基礎課程的新型教學模式，并對現有教學策略、課程內容結構、教學組織、教學管理提出可行性建議，為相關基礎課程的教學改革提供參考。

一、課程教學目標及教學策略

（一）教學目標

針對學生現狀提升課程教學效果，教學策略的制定至關重要，而要制定科學合理的教學策略，首先必須明確教學目標。在教學資源一定的條件下，教學目標與教學人數密切相關[5]。當學生數目較少時，教學組織一般為小班授課，教師可根據不同學生的興趣愛好量身定制教學引導計劃，因材施教，從而最大限度提升學生對該課程的學習興趣。當學生數目較大時，教學資源有限，無法滿足因材施教模式要求。土力學與地基基礎目前任課教師1名，課程組總人數3人，每屆學生人數為140人，此條件下就必須對教學目標作出調整，課程教學需保障絕大多數學習者達到掌握課程重要知識點及專業技能的目標。

（二）教學策略

在明確本課程教學目標的前提下，制定符合教學目標且能充分利用現有教學資源的教學策略。所謂教學策略是指為達到教學目標而設定的課程教學總方略，包括教學計劃及教學活動的總體。基于土力學與地基基礎的課程特點，該課程的教學總方略為綜合提升課程教學各方面對學生興趣點和關注度的刺激作用，增強學生對課程知識攝入的主觀能動性。由于大班授課的教學資源限制，這種教學策略又與小班授課的單人輔導模式有很大不同，最佳方式為通過教學手段及教學內容改革調動大多數學生的興趣，通過教學設計和教學管理樹立小部分學生作為榜樣，從而帶動班級整體的學習氛圍，提升教學效果。

教學策略有“表”“里”之分，“表”為教學組織、教學管理、教學方法、教學表演等一系列與教學有關的可視化教學活動，是教學過程的一線實施環節，也是新技術、新方法的直接運用環節，教師對課程教學改革的一切思維和想法都通過這一過程實現。“里”為一切教學活動反映的規律和特性，這些規律和特性是人為制定的，其意義和目的直指教學目標，是為了達到預期教學效果而設定的最大限度符合學習者學習興趣和學習能力的教學定理。“里”為“表”的內在機理，而“表”為“里”的外在表現。教學策略的實施通過“表”的教學活動具體實現，但在制定教學策略的時候，“里”的研究和確定卻必須在“表”之前，這樣才能保障二者的協調統一。

1.“里”的設計

基于土力學與地基基礎課程的教學策略，為提高課程教學過程對學生的吸引力，就必須通過多種方式提升課程活力，這些方式包括課程內容、講解表演、師生互動等，目前對于師生互動、講解表演等方面，結合先進的網絡及多媒體技術已有許多研究[6-7]，土力學與地基基礎的教學過程中也有所采用，但教學效果依然沒有較大改善。采用較有活力的課堂活動可以提供學生輕松的學習氛圍，但不能從根本上改變學生對課程教學內容和知識點的枯燥感覺，在這一前提下，就必須使教學內容生動和富有吸引力，通過揉合影視、傳說、小說、新聞等因素進入課程內容，使教學內容富有吸引力。

綜上，改善教學內容吸引力的本質是在教學內容中營造一個又一個富有魅力的高潮，從而使學生在學習過程中能持續保持對所學知識內容的興奮度，提升其主動參與和獲取知識的積極性。

（1）課程內容高潮的設定必須符合學生關注點特征和學習能力的基本規律。神經醫學的相關研究表明，中樞神經系統的興奮性適度增強可改善學習記憶，但過度的興奮會對學習效果造成阻礙[8]。所以在教學內容的高潮設定中，必須對外在因素進行選取，在保持高潮部分吸引力和刺激適度興奮的基礎上，避免出現學生因過度興奮，而影響教學秩序及學習效果的情況。endprint

（2）課程高潮結構的安排需合理。研究目前90后學生的關注對象，其中很多學生比較關注網絡小說及影視作品，且此熱度持續時間可長達1～3年。已有研究表明，各大網站熱度排名靠前的網絡小說中高潮情節的設定，開篇3章為黃金關鍵點，設定高潮迭起、懸念頻發的情節能最大限度刺激讀者興趣，后面內容基本為每8～10章一個小高潮，每30章左右一個大高潮，而作者更新小說速度平均為每日1～2章。以時間結構表現為：每5～8天構建一個小高潮，每3周左右構建一個大高潮。參考網絡小說的高潮結構設定，將其引入專業課教學中。土力學與地基基礎46課時，23次課，授課內容共8章，每章大約分2～4次課不等，時間為1.5～3周左右，則在課程高潮結構設定中每章設定一個大高潮，每次課安排一次小高潮。

其中，大高潮為依據相關授課內容及此章節知識點，將其與學生感興趣的影視、故事、傳說、事故、新聞及具有吸引眼球效應的工程案例相結合，在分析和講解的過程中將知識點的具體意義及計算方法傳遞給學生。講解順序為：介紹背景（吸引注意）、設置懸疑（提出問題）、方法思考（講解過程中指出解決問題的相關知識點）、解決問題（具體解決方案及計算過程）、結果分析（章節知識點總結）。小高潮的方式為多方面，可以是教學內容、教學表演、有獎答題、課堂游戲等方式，讓學生在輕松的過程中感受課堂教學趣味性。除此之外，在課程教學的初始階段必須“先聲奪人”，在初始的前兩堂課程中，打造精彩授課內容，通過各種方式使學生對該課程產生興趣。

2.“表”的實現

教學策略的“表”活動是“里”設計的體現，其中包括教學內容的調整和確定、教學組織及教學管理模式的構建、教學方法和教學手段的選取、課堂教學時間結構的確定。教學方法的選取及課堂教學時間結構相輔相成，二者必須協調統一。

教學方法及教學時間結構的確定均是為了提升課堂教學效果，目的是營造活潑的師生交互式教學氛圍，用各種方法提升學生的學習效果，具體包括：

（1）啟發式教學。此方法一般結合具體事例分析進行，首先提出具體工程問題或學生感興趣的話題，然后用暗示性的講解引導學生按照教師的思維進行思考，啟發學生獨立思考的能力。

（2）互動式教學。此方法一般通過教師提問或教學游戲的方式進行，目的為通過這種形式豐富課堂教學內容，同時提高學生在教學活動中的參與度，激發學生參與學習的興趣，提升知識灌入的有效性。

（3）督促式教學。此方法多偏向于傳統式教學，往往與教學管理相輔相成。學生的自由度一般較高，課堂教學中需要在一定程度上融入督促式教學方式，表現形式為小測驗或小考核，該方法有利于課堂管理，并避免學生學習過程中松散風氣的形成。

（4）應考培訓式教學。此方法針對學生中的一部分群體，一般通過具體例題講解進行，例題多為歷年考試題，并在講解過程中深入剖析題目中的失分點，讓學生抱著相對謹慎和認真的態度對待專業知識。

（5）表演式教學。此方法要求任課教師的個人表演能力。教師通過衣著、表情、肢體語言等多方面綜合提升自己在學生中的印象，同時在講課中要具備較高的“講故事”能力，通過教學表演，能將相關知識點的講解效果提升至平均水平以上。該方法對教師個人魅力和在學生中的威望要求較高。教師在教學過程中，不僅需要保障課堂教學效果，

在課外教學（科研項目、實踐環節、日常交流）過程中也要加強與學生之間的交流，綜合提升教師在學生群體中的影響力。

在具體課堂教學方法及教學時間結構的設計中需采用多種方法并重的綜合方式，依據不同章節本身的特點，將各種方法合理融入教學過程中，綜合提升課程的吸引力。

二、教學內容及方法設計

土力學與地基基礎是一門研究土的變形、破壞基本規律及地基基礎設計的課程，知識點繁多、工程應用計算公式復雜。在課程內容建設的過程中需深入挖掘土力學相關理論知識與影視、小說、事故、網絡熱點新聞之間的關系，將學生的興趣和關注目標引入課程具體教學，豐富教學內容。以下舉具體范例說明課程內容的建設。

（一）課程知識與傳說

90后學生群體的關注對象中，網絡小說、傳說占據了很大的份額，且具備長時間吸引學生關注的特征。因此，可將學生感興趣的話題點引入課程，例如：西游記中孫悟空被如來壓在五行山下五百年，動彈不得，從土力學的角度分析這一事例可以融入許多知識點：（1）“五行山對孫悟空的壓力到底有多大，此壓力是什么性質，此壓力是否五百年固定不變”等問題涉及土的自重應力及地下水升降對土體自重應力的影響。（2）“孫悟空刀槍不入，可看作剛體，不可變形，而其下方土體在受到長時間固定荷載作用時發生沉陷，孫悟空被壓五百年，是否會發生向下沉陷？如果其沉陷過深完全被壓到土體內部，唐僧如何發現并施救？”這些問題涉及土體變形的根本原因——附加應力計算、土體沉陷計算分層綜合法、土體沉陷與時間的關系等內容。（3）“如來需要孫悟空去西天取經，他在構建五行山時如何確定當地的地基土參數，以便計算五行山總重，預測山體五百年的沉陷變形？”這一問題的分析涉及土力學的一個重要實驗——土的固結變形實驗，及孔隙率、e-p曲線的相關概念和計算。通過問題的分析，可將《土力學與地基基礎》教材第三章的全部內容及知識點串聯在一起。

此教學內容可作為大高潮點來設計，同時講授過程中可采用啟發式教學引導學生不斷深入發現問題和分析問題。其中可結合互動式教學中的提問環節或設計問題游戲環節增加課程教學的趣味性。綜合提升教學對學生關注度的刺激。

（二）課程知識與軍事

二戰中的標準戰爭模式是火炮集群、機械化推進。在陣地戰中，首先會炮火覆蓋攻擊，然后才是地面部隊推進，而防守方由于沒有合適的抵御方式，往往在炮火攻擊中傷亡較大。到二戰后期，英國士兵在面對德方的機械化炮火覆蓋攻擊中發明了一種防御工事——單兵洞，就是在地面上垂直向下挖一個洞，然后蹲入其中，只要炮彈不落入坑中，生存的機會很大。后期單兵洞進一步發展，在向下垂直挖出的洞壁上向側面開挖出耳洞，耳洞設置為直角拐彎式，這樣即使炮彈落入坑中，士兵依然有較大的生存幾率。但是由于沒有合適的計算方法，許多士兵挖出的單兵洞存在安全問題，往往由于側壁土壓力過大、穩定性降低，在炮彈振動作用下，引發土體抗剪強度下降，導致土壁失穩，發生側壁滑坡、洞體塌陷，士兵直接被活埋。endprint

結合這一軍事事故分析，涉及土力學與地基基礎中土的抗剪強度、土壓力與土坡穩定、朗肯土壓力理論計算、庫倫土壓力理論計算等方面的內容。可以將土力學的相關內容和知識點

串聯講授。此內容可作為大高潮點來設計，講授過程中啟發式教學和互動式教學相結合，同時此部分內容使用表演式教學可收獲較好效果，結合其中涉及的土壓力計算過程可采用應考培訓式教學加深學生對該知識計算部分的掌握。

以上范例學生興趣較大、關注度較高，可作為大高潮。同時可將影視或現實新聞中相關地基塌陷事故作為小高潮補充到日常教學，對民航機場建設及后期運營過程中出現的問題也可采用土力學

知識作專門分析，促進學生將所學知識與民航專業掛鉤。

三、考核機制及教學管理

課程組于2015年對土力學與地基基礎提出課程聯動管理考核機制及課堂活動平時成績滿分激勵機制，即在課堂平時教學中采用提問及游戲的方式鼓勵學生參與，依據其參與效果最高可給與一次平時成績滿分的激勵，其中考核內容涉及土力學與地基基礎前續課程，如建筑材料等，幫助學生理清課程之間的支撐關系，及掌握專業課程的基礎支撐知識點，進而搭建專業知識結構體系。在此基礎上文章主要著眼于課程教學管理與實踐教學環節的組織和考核。

（1）教學組織是將學生組織起來參與課堂教學活動，是教學管理中至關重要的第一環節。必須通過點名、談話、課程吸引、考核威懾等多種方式強化學生到課意識，保障其參與課程的教學活動。

（2）在日常教學中，教師應當盡力營造輕松活潑的教學環境，但要注意避免教學活動中的松散狀態。當學生有所厭煩和疲累時，需通過案例分析、師生互動等方式緩解課堂教學氛圍；當學生在課堂中出現開小差、玩手機、說話等散漫趨勢時，需嚴厲制止，保障課堂教學秩序；當學生由于精彩案例過于興奮，互相討論，導致課堂氣氛失控時，需通過啟發、引導等手段降低討論的熱度，平復學生心態，將課堂教學引入正常氣氛。

（3）土力學與地基基礎除課內教學外，需進行8學時的課外實驗環節教學，以往的教學模式主要為教師先在課堂教學中對實驗內容進行詳細講解，間隔一段時間后，組織學生進行實驗，但發現現場有很多學生已對講解內容有所遺忘，且在實驗之前也沒有做好準備，實驗過程對教師指導的依賴程度較高，現場較混亂，實驗效果不理想。鑒于此，文章提出先實驗后總結的情景式教學方法，即在具體實驗教學之前，以實驗組為單位，提前布置實驗自學內容，同時提出較嚴格的考核要求，督促學生進行自學及資料查閱，現場實驗組織時，充分發揮學生的主動性，教師作為現場監督、考核角色出現，在實驗后評判各組提交的實驗報告，并在后續課堂教學中予以總結。該方法在2015—2016學年第一學期的土力學與地基基礎實驗教學中應用，教學效果較傳統方式大幅提高，學生通過先動手后學習的方式，對相關實驗過程、實驗數據處理、實驗注意事項的理解及掌握較好，期末考試中涉及實驗內容的失分率與往年相比大幅下降。

目前，土力學與地基基礎教學內容改革尚未完成，在前一學期土力學與地基基礎的教學過程中對部分高潮教學內容、教學方法及管理考核機制進行了試用，效果良好。課程組以一個學期前三排就坐學生身份數作為統計，即一個學期在前三排就坐的不同學生數，例如：第一堂課前三排就坐學生為35人，此時該指標為35；第二堂課時，上次就坐的學生有10位坐到后排，但前三排中相比上次課出現了3位新面孔，則該指標為38。得出如下結論：土力學與地基基礎選課學生數為138，而身份數指標為72，即在一個學期的教學中有72位學生在前三排就坐過，占學生總數的52.2%，同學期其他兩門專業課程該指標為21.2%與36.2%，證明該研究成果對學生吸引力的提升效果明顯。

四、結語

在土力學與地基基礎民航特色專業研究的基礎上，研究如何提升課程教學對90后學生群體的吸引力及關注度。首先分析了大班教學的特點，研究學生群體的普遍關注目標和興趣取向，從“表”“里”兩方面論述了課程教學策略制定，對基于“學生關注”的課程教學內容提出具體改革方案，分析適用的教學方法，并針對以往教學管理中存在的問題進行分析，提出切實可行的建議，對實驗教學環節進行情景式教學方法改革，進而構建了土力學與地基基礎課程新型教學模式。文章提出基于“學生關注”的教學理論系統目前尚未構建完成，但在前一學期對部分研究成果進行了教學試行，并取得較好效果，為相關專業基礎課程的教學改革提供了參考。參考文獻：

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Abstract： On the basis of civil aviation professional course construction of soil mechanics and geotechnical engineering， the instructional objectives were formulated considering characteristics of big class teaching， the inside plan and outside activities of teaching strategy were designed. Attention targets and interest orientation of post90s students were studied， and then reform plan of teaching method to increase course attraction was proposed. Some proposals of classroom teaching in teaching management were offered， and situational teaching method was adopted to reform practice teaching link. Then， new teaching model of soil mechanics and geotechnical engineering was built. Teaching trial about partial research results was carried out， and favourable effect was obtained， which provided theory basis and teaching reference for teaching reformation of relevant professional basic courses.

Keywords： soil mechanics and geotechnical engineering； interest orientation of students； teaching strategy； teaching reformation

（編輯周沫）endprint