基于發展史及雨課堂的《土力學》教學改革探索

張明飛 李福恩

《土力學》不僅是巖土工程領域的核心學科、土木工程領域的重要學科，也是一門兼具理論和實踐的學科。因其材料具有天然性、實用性和復雜性以及影響因素的多樣性，其內容抽象、公式繁多、各章節的聯系不強是造成教師難教、學生難學的主要原因，不斷壓縮的課時又在客觀上加劇了物理化學教學的難度。2013年以來，國家精品課、資源共享課、微格、微課、MOOC等教學手段借助線上平臺顛覆了傳統的教學模式，使學習變得更加自由而高效，成為了我國高等教育領域的關鍵詞和線上教學的代表。借此東風，2016年4月，智慧教學工具——雨課堂也迅速從清華的課堂中脫穎而出，其目的是連接師生，將課前—課堂—課后的每一個環節都賦予全新的體驗，全面提升課堂教學體驗，讓師生互動更多，教學更為便捷，最大限度地釋放教與學的能量，推動教學改革。

一、《土力學》的教學現狀和發展歷史

（一）《土力學》教學現狀

1.內容多，課時少。課程的主要內容包括土的組成、物理性質、滲透性、土中應力、壓縮性、地基變形、抗剪強度、土壓力、地基承載力和土坡穩定性，內容繁雜，理論多且抽象、概念多且關聯性不強，假設較多，簡化方式各異，課時又少。

2.教學方式單一。《土力學》的教學一般以教師課上講授為主，這種“單向灌輸式”的教學模式主要強調教師“教”的作用，而忽視了學生“學”的重要性;主要強調課堂上的作用，而忽略了課前課后的重要性。這不僅大大打擊了學生的學習熱情與興趣，還降低了課堂教學的效果和效率。

3.實驗和實踐課時少且形式單一。《土力學》課程中關于土的滲透性、壓縮性、抗剪強度和土體參數等方面的內容實踐性很強，學生缺乏相關的實踐經驗，僅依靠課堂的理論學習，很難理解和掌握《土力學》的基本理論，因此實驗是《土力學》課程教學的一個重要環節，而現在的教學中實踐課時很少。土的物理性質中公式繁多，三相關系抽象，缺乏實際模型或對土體的直接感受。

4.課程考核方式有待提高。《土力學》課程的總評成績是由期末理論考試+平時成績構成，對實驗部分沒有考核要求。期末理論考試成績占總評成績的八成，考試內容主要以識記性的理論知識為主，而結合工程實際的綜合性、分析性的題目僅占很小一部分。這種考核方式對教學效果的反饋嚴重滯后，不利于教師根據學生學習的具體情況對課程內容和進度進行適當的調整。同時，這種考核方式會導致很多學生為了通過考核在考前突擊死記硬背，甚至有些考試成績優秀的學生在后續課程的學習和實踐中也不會應用學過的知識去解決實際問題。

5.涉及《土力學》發展史的內容較少。《土力學》發展歷程較長，內容多，加入相關內容不僅有利于提高學生的抬頭率，更有利于學生理解各個部分（土體強度、變形、滲透固結和穩定性）的邏輯性。

（二）混合式教學的必要性

1.克服傳統課堂教學授課時間有限的難題。混合式教學過程分為課前、課堂、課后三個階段的師生活動。結合本課程特點，課前側重于提供基本概念、原理、方法的知識背景;課后注重復習和理解，推送工程案例和前沿科研成果，拓展課堂知識點。課前、課堂、課后三個階段的重點各有側重，突出《土力學》理論與實踐并重的學科特點。

2.促進師生線上線下互動，及時獲取反饋信息。《土力學》假設較多、簡化方式各異、材料復雜，導致學生對知識點的理解參差不齊。因此，開辟一條師生溝通途徑，使教師能夠及時掌握教學效果尤為重要。教學實踐中發現，學生是樂于分享和溝通的。然而，傳統課堂教學給學生的時間較少，缺少通暢的師生溝通渠道。

3.提供學生反復學習的機會，發揮學生主動性。因為教學學時有限，教師講解一遍不能保證所有學生都能準確快速地理解，因此，為學生提供反復學習機會十分必要。在混合式教學中，教師可以依托網絡平臺上傳教學視頻動畫，讓學生反復學習。

二、雨課堂

（一）雨課堂的特點

1.無時間限制。雨課堂的使用不受傳統課堂教學方式的束縛，學生可以隨時登錄雨課堂學習PPT、習題集或與老師互動，只要有網絡和微信號就可以隨時隨地學習，沒有使用時間上的限制。

2.個性化。學生通過雨課堂學習的過程都是確定的，因為每個人對于學習內容的理解和掌握不同，雨課堂允許學生對于不懂的內容通過彈幕功能進行反饋，教師通過查看教師端就會知道哪個學生在哪個問題上存在問題，從而在課后為學生專門解答。

3.“彈幕式”課堂討論。雨課堂將視頻網站中的彈幕功能移植到了課堂環境中。彈幕具有“后臺實名制”的特點，促使學生更為踴躍地表達自己的觀點，也有利于教師更全面地了解不同學生的想法。在課堂互動中引入彈幕，對于受二次元文化熏陶成長起來的新一代學生而言有著親切感。

4.數據采集與分析。雨課堂可以將學生的學習狀態記錄下來，從學生的課前學習、課堂互動和課后完成作業等方面幫助教師分析學生的學習情況。課內限時習題、“不懂”按鍵、“彈幕式”討論、推送“手機課件”等功能可以自動采集學生在使用過程中產生的所有學習行為，這些數據被整合分析后，將幫助教師量化了解學生的學習效果，從而讓教師更好地評估自己的教學過程，進而調整自己的教學策略。

5.可以分組。學生可以自行組隊，也可以由老師分組，同時可以建立線上討論區結合線下分組和討論，這種方式便于學生針對感興趣的問題進行深入討論和交流，不同小組也可以進行穿插學習，便于老師將一個問題的不同解決方法交給不同的學生組進行分析、討論和總結。

6.雨課堂讓教師教得更輕松，讓學生學得更快樂。雨課堂連接課前與課堂的功能為克服多媒體教學弊端提供了簡單的應對策略。教師可以在課前向每一位同學推送預習課件，讓學生在課前完成一定量的預習任務，這樣，在課堂上教師更容易做到以學生為中心、教師為主導，及時調整授課風格，活躍課堂氣氛，提高學生的主觀能動性。從學生的角度考慮，如果學生能在雨課堂這一應用工具的約束下完成一定的課前任務，有所準備地進入課堂，那么課堂上接受知識將變得相對輕松。

（二）雨課堂教學中存在的問題以及對策

1.課堂頻繁使用手機，容易導致學生分心。注意力不集中的同學容易玩游戲或者瀏覽與學習內容無關的信息，從而降低聽課效率和效果。這就需要建立吸引、監督考核和反饋機制。首先還是依靠老師的師德、教學藝術和方法吸引學生聽講，另外可以加強互動和顯示答題測試，平時成績根據互動答題給出。

2.預習的真實性問題。由于預習環節是在課前和課外在線進行，學生是否真實參與，難以監督。一方面需要加強引導，提高學生的主動性和積極性;另一方面，要合理設計預習材料，凝聚預習內容的知識點，必要時利用多媒體技術進行輔助，增加動畫和視頻等。

3.課后復習總結的問題。課后復習總結是很多教師容易忽視的問題，僅僅依靠考試前的復習往往印象不深，可以通過設置課后作業或者創新題目的方式，引導學生學習。

三、基于發展歷史及雨課堂的教學改革

（一）實施方法

針對專業課程《土力學》，開展基于雨課堂進行教學探索與實踐，具體實施方法見圖。

（二）課前—課堂—課后教學內容

通過雨課堂，有機串聯起課前、課堂、課后各個教學環節，各環節的具體內容為：第一，課前教師推送預習材料（包含視頻、習題和語音講解）推送到學生微信，讓學生開展自主學習、小組討論，總結出預習中存在的疑點和難點，并通過自測練習掌握自學效果。第二，由各個學習小組依次展示探究式學習中取得的成果和疑惑，存在的疑惑由教師引導全班學生開展課堂討論，最后教師根據預習和討論的情況，再有針對性地講解重難點，實現先學后教、以學定教、以教導學。課上幻燈片逐頁發送到學生微信，使學生上課不再忙于抄寫、拍照;隨堂限時習題應答，使學生聽課更專注;彈幕式討論功能，方便學生并行討論、隨時開關;如果沒有聽懂，學生可以使用“不懂”按鈕匿名反饋給教師。第三，課后，教師將作業和拓展學習資料推送到學生手機端，學生進行個性化學習及學習效果測試，而且可以通過手機終端在雨課堂上回顧教師的授課課件，復習課程相關內容。對于不明白或者想探討的地方，可以通過雨課堂的“報告老師”板塊給教師留言，與教師進行實時問答、互動探討。

四、結語

雨課堂利用我們熟悉的微信進行個性化預習、互動和測試，操作簡單，容易上手，投入較小。與傳統教學模式相比，雨課堂更利于調動學生們的積極性，增強師生之間的互動性，通過數據分析讓教學從“經驗驅動”變成“數據驅動”，提高了課堂教學效率，是值得所有老師和學生關注的熱點問題。雨課堂實現了學生可以不受時間和空間限制，同時又可以匿名與教師溝通學習心得的目的，這是傳統課堂教學無法比擬的。在《土力學》教學中融入這些內容不僅有利于與學生互動，激發學生的好奇心，提高吸引力，也有利于學生對相關知識進行更為深入的理解，以激發學生創造力。這種混合式的教學模式在教授學生理論知識的同時，又培養了學生的動手能力、分析問題與解決問題的實踐能力，提升了學生的綜合素質。對于《土力學》這種經驗性很強、假設較多、理論性較深、有些抽象的學科來說，翻轉課堂要求教師有豐富的《土力學》知識儲備。雖然混合式教學很難，但在國家重視教學的背景下，在雨課堂等工具的輔助下，相信混合式教學的方式和效果會越來越好，這也為其他土木類課程的混合式教學提供了有益參考。

（作者單位：鄭州航空工業管理學院土木建筑學院）