“翻轉課堂”模式在土力學課程教學改革中的應用

摘 要：土力學作為高校土木工程專業的一門主干課程，運用其理論知識能解決眾多與地質相關的問題，因而采用何種教學模式，以高效率學好本門課程顯得尤為重要。筆者通過近幾年的教學實踐，針對土力學特點，就土力學教學過程中存在的常見問題，運用翻轉課堂教學模式，對課程的課前、課中和課后進行了設計，增強了學生的學習積極性，提高了學生對本門課程的學習效率，教學效果良好。

關鍵詞：土力學；教學模式；翻轉課堂；教學實踐

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A

文章編號：1673-9132（2019）13-0006-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.13.002

《土力學》課程是作為高等院校土木工程、水利工程、工程力學等專業開設的一門主干課程，是基于三大力學、彈性力學、流體力學等相關力學的理論知識而開設的一門課程，分析和研究土的物理力學性質、土的強度、土體的變形、土體的滲透等問題的一門學科，是力學的一個分支，隸屬于散體力學領域[1]。土力學研究的對象是土，因土具有非連續性、各向異性、三相性、力學性質較復雜等特點，學習過程較為抽象，學習內容繁多，同時要求學生具有良好的力學基礎。筆者結合近幾年土力學課程的教學實踐，針對如何培養學生的學習興趣，提高學生學習效率，讓學生由被動學習向主動學習轉化，學好土力學課程等問題進行了探討，提出了以學生為中心、教師為輔的“翻轉課堂”[2-3]教學模式。

一、土力學課程特點

運用土力學知識，不僅能解決邊坡穩定性問題，也能評價地基的穩定性問題，還能評判土體是否會發生滲流破壞等問題，為分析實際工程問題提供理論基礎。因此，如何學好土力學課程已成為高等院校亟須解決的問題[4-5]。然而土力學課程具有如下幾個特點。

1.土力學涉及學科多，涵蓋范圍廣。土力學是基于理論力學、材料力學、結構力學、彈性力學、流體力學開設的一門課程，其知識點涉及面廣，涵蓋范圍繁多，理論知識強，學習難度較大。

2.土力學的學習較抽象，學習難度大。因土力學的研究對象為散粒狀的土顆粒，而土體是一種具有碎散性、三相性、自然變異性的物質。在研究過程中，研究的是土體的物理力學性質、土體邊坡的穩定性、地基的穩定性等問題，有眾多的理論推導和假設，這就要求學生具有良好的數學功底、較強的空間想象能力和邏輯推導能力。

3.土力學注重理論研究，學習過程枯燥。眾多高校的土力學課程基本以理論授課為主，整個教學過程中實踐課時不到總課時的五分之一，學生能動手實操的實驗課程少之又少。因此，在整個學習過程中，以理論授課的形式進行本課程的學習，不能更好地加深學生對知識點的理解，不能更好地鞏固理論知識，與此同時整個學習過程中略顯程枯燥乏味。

二、土力學課程教學中常見問題

土力學與其他力學不同，主要研究的是土體力學，而土體具有碎散性、三相性、自然變異性等特點，學習過程中概念較多，內容繁瑣，知識面廣。高等院校將土力學作為土木工程專業的一門專業課程來開設，但因高校學生的學習任務增加，眾多高校將本課程學時進一步壓縮，加之學生的力學基礎不夠扎實，故想要教師教好本門課程，并讓學生學好該課程，將面臨新的挑戰[6-7]。我在近幾年的教學過程中，不斷發現土力學課程的教學存在以下問題。

1.壓縮課時，教學任務加重。瀏覽眾多教材，互相比較不難發現編者建議本門課程的開課學時控制在64學時為宜。但部分研究方向在制定高校人才培養方案時，將本門課程的學時壓縮至48學時，甚至更少，這就要求教師應具備更強的教學水平和學生應具備更夯厚的理論基礎。但實際教學過程中不難發現，本門課程是基于眾多力學的基礎上開設的一門專業課程，一旦學生的力學基礎較薄弱，這就導致學生在學習本門課程時遇到重重困難，難以理解其知識點，無法學好本門課程。

2.師資隊伍工程實踐經驗尚淺[3]。學習土力學課程的本質是運用土力學理論知識解決實際工程中的工程問題。但是，目前眾多教師都是畢業后直接進入高校從事教學工作，沒有太多甚至缺乏實踐經驗，這就導致課堂理論教學不能與實際工程完美結合，學生在學習過程中也不易理解教師傳達的信息，從而致使學生不能輕松的學好本門課程，同時學生畢業后踏上工作崗位，也不能很快地將理論與實際結合起來。

3.學生理論知識薄弱，對問題的分析不夠精準。高校通常會將土力學課程安排在大三第一學期開設，此時大部分的力學課程都已學完，但力學課程對學生來說普遍較難，眾多學生對力學知識掌握的并不牢固，加之眾多專業課程也會在大三第一學期同時開設，這就使得學生更沒有充足的時間和精力去學好本門課程，在時間和空間上學生都難以分出較多的時間和精力去學好本門課程，從而增加了學好本門課程的難度。

4.以理論授課為主，實踐學時較少。運用土力學知識，能解決一系列的實際工程中的工程地質問題。但由于受學校試驗設備和試驗條件的限制，土力學課程基本以理論授課為主，實踐環節較少，因此很多高校目前只開設了土的液塑限聯合測定試驗、土的擊實試驗、篩分試驗、剪切試驗和固結試驗，土體的滲透試驗、三軸壓縮等試驗暫未開設，一方面這就導致學生自己動手環節過少，而課后又沒有太多的時間去復習，從而不能更好地加深課堂理論知識，一旦學生踏上工作崗位，遇到工程地質問題，將不能及時運用已學知識處理相關問題，這就為土力學的教學與實踐的結合增加了困難；另一方面，單純的理論授課，會使得課堂枯燥乏味，不能激發學生的學習積極性，從而降低學生的學習效率。

三、課程教學改革與創新

為解決目前土力學課程教學中存在的常見問題，筆者通過近幾年對土力學課程的教學探索，積累相關的教學經驗，提出了如下翻轉課堂教學改革模式。

（一）課前設計

土力學課程因其課時有所壓縮，學生僅通過課堂學習，不足以較完整的掌握本門課程的知識點。教師可通過錄制課程微視頻，采用慕課的形式，提前布置線上任務，讓學生提前熟悉下一節知識點，如有不懂之處，還可以進行回放，在課本上做好標記，課中師生共同討論加以解決。也可利用網絡資源，登錄“愛課程”網、超星學習通等網絡平臺，觀看其他院校精品課程視頻，實現資源共享。同時，教師可提前上傳線上教學試卷，進行課前預測。這都為學好本門課程打下夯實基礎。

（二）課中設計

傳統的教學模式中，以教師的“教”為中心，整堂課幾乎都是教師一人講授，學生最終能理解多少，教師也未能及時預測。而翻轉課堂教學模式，打破了傳統的教學模式，以學生的“學”為主導地位。學生在熟悉本節知識的前提下，不再處于被動學習地位，課中教師將圍繞學生的問題進行展開，解決學生課前預習過程中存在的疑惑之處，提高了學生的學習興趣，豐富了課堂學習內容。在翻轉課堂的教學模式下，教師可提高理論授課效率，節約理論授課學時，增加學生實踐學時，同時可帶學生去學校周邊工地進行現場實踐。因此，翻轉課堂教學模式能夠使學生更容易、更輕松、更好地理解并學好本門課程。

（三）課后設計

傳統教學模式中，課堂講授結束后，教師布置課后作業，學生完成并上交作業，之后教師再進行批改。此過程耗時較長，教師不能及時發現上一節內容學生不懂之處，也未能及時進行講解。同時無法避免部分學生抄襲現象，故教師更不能真實掌握學生對知識的掌握情況。而翻轉課堂在課后教學設計中，增加了線上實測環節，學生通過線上完成測試，教師可通過線上數據反饋，及時了解學生對所學知識的掌握情況。針對多數學生易出的錯知識點，下一次課可詳細講解。

四、結語

近年來通過采用翻轉課堂教學模式對土力學教學進行改革，對本課程的課前、課中、課后分別進行了教學設計：課前錄制課程微視頻和線上預測，課中答疑解惑，課后線上測試。不難發現課中學生積極性明顯提高，學生有針對性的提問，師生互動環節有所增加，學生學習興趣頗豐，學習氛圍顯著提高。同時在不壓縮學時的前提下，增加了學生實踐環節，取得了良好的教學效果，同時也豐富了自己的教學經驗。

參考文獻：

[1]朱建群，高文華.土力學教學中幾個基本概念的分析[J].高等建筑教育，2008 （3）：78.

[2]宋朝霞，俞啟定.基于翻轉課堂的項目式教學模式研究[J].遠程教育雜志，2014（1）：96.

[3]崔艷輝，王軼.翻轉課堂及其在大學英語教學中的應用[J].中國電化教育，2014（1）：116.

[4]劉加冬，楊莉，趙福田.基于應用型人才培養的土力學教學改革[J].山西建筑，2017（3）：235.

[5]王宇輝.本科土力學課程教學改革探討[J].山西建筑，2017（26）：245.

[6]張衛兵，唐蓮.土力學課程教學方法改革與實踐[J].高等建筑教育，2012（2）：42.

[7]費康，許朝陽.研究性學習在土力學教學中的應用[J].高等建筑教育，2011（4）：108. [責任編輯 杜建立]

作者簡介： 蔣凌云（1989— ），女，漢族，湖南永州人，助教，研究方向：巖土工程與建筑材料。

基金項目： 本文系吉首大學張家界學院院級教學改革研究項目資助（Jxjg1715）。