翻轉課堂理念下混合式一流課程《土力學與基礎工程》教學探索

熊甜甜，廖紅建

(1. 西安思源學院 城市建設學院，陜西 西安 710038；2. 西安交通大學 人居環境與建筑工程學院，陜西 西安 710049 )

1 引言

基于產出的教育理念(Outcome-Based Education，簡稱OBE)聚焦社會對人才的實際需求，強調圍繞學習產出來組織課程建設、安排教學時間和設計關鍵資源而越來越受到人們的關注[1]。本文以西安思源學院土木工程專業必修課《土力學與基礎工程》在線課程的構建和實施為例，探討了應用型工科課程混合式學習的構建對策。

目前《土力學與基礎工程》課程壓縮課時嚴重，理論學時才44學時。本課程是基于三大力學、彈性力學及流體力學等相關力學的理論知識而開設的課程，一旦學生的力學知識薄弱，將導致學習本門課程困難重重，難度極大。本課程研究的是土體的物理力學性質、土的應力、土的滲透和變形、邊坡的穩定等問題，有眾多的理論和假設，要求學生有較好的數學功底、較強的空間想象能力和邏輯推導能力[2]。土力學注重理論學習研究，非常枯燥，學生學習積極性不高。在44學時的講授中，難以開展討論課、參與度較高的習題課等教學方法。而在線開放課程具有多媒體資源豐富、內容更新快、交流渠道多樣化、學習方式自主化等優勢，通過學生課下自主學習結合課上討論的混合式教學模式，改善課程教學課時不足、教學手段與現實脫節、學習方式和評價方式單一、個性化學習欠佳、師生課上課下交流不充分等問題，并促進學生各層面的學習和體驗。實行個性化學習，在適當的時間，通過適當的學習方式，給不同學生提供適當的學習內容和學習支持，以取得最佳學習效果，這不僅能夠有效發揮教師的引導、啟發和監控整個學習過程的主導作用，還能有效激發學生的學習主動性、積極性及創造性[1]。

2 《土力學與基礎工程》課程教學設計與分析

《土力學與基礎工程》課程在知識體系上劃分為兩大部分，即土力學部分和基礎工程部分，但二者中間也有部分交叉內容，而且該課程具有理論性強和實踐性強的特點，因此根據知識體系特點、教材特點、教學資源情況、學生實際等因素進行教學方法改革，提高教學效率；有利于學生對教學目標進行整體把握，對各項教學內容進行深入有效的學習[3]。另外土力學學習過程中還有20學時實驗環節，有土的密度試驗、土的含水率試驗、土的顆粒分析試驗、土的液塑限試驗、固結壓縮試驗、直接剪切試驗、擊實試驗、三軸剪切試驗等。本課程還可以結合學校省級仿真試驗項目“單樁豎向承載力試驗”進行線上模擬試驗加載和破壞過程進行試驗。

3 制定混合式教學目標

混合式教學法就是把傳統學習的優勢和在線學習的優勢結合起來，既要發揮老師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又要充分體現學生學習的主動性、積極性和創造性。

本次混合式課程改革教學目標：鍛煉學生的動手操作、歸納總結，推陳出新的能力。實現學生學習資源、學習空間和學習方式相結合，把線上預習的課程視頻及相關內容，通過線下實際操作和討論交流，進行加工、融合，使之可以進行模塊化、系統化的應用。促進實現“以教為主向以學為主轉變”。

3.1 學習資源的混合

學生利用暑期時間，可以登錄大學MOOC平臺：學習西安交通大學廖紅建教授的《土力學》，網址是https://www.icourse163.org/course/XJTU-1003637001上的教學視頻的預習任務和課后練習。要求至少完成度60%及以上，上課過程中可點名督促。線上教學學時不超過理論學時(44學時)的25%左右。

3.2 學習空間的混合

利用雨課堂平臺《土力學》實現了面授與網絡平臺虛擬的學習空間混合，增加了教與學之間的混合，增加了進行通過測試題對所學知識進行檢驗，通過上機實操鞏固所學知識點，通過拓展項目提高知識轉化能力，達到能夠進行實際應用的水平。

3.3 學習方式的結合，過程有評估。

為更好調動同學們學習的積極性，采取了傳統課堂講課和翻轉課堂相結合的學習方式，打破傳統的滿堂灌。結合課堂中的知識點和項目中的案例提出問題，進行啟發式教學，引導學生積極討論，讓學生進行分組討論進行評分。對每一組進行打分，利用項目小組的評比提高學生學習的積極性，此外，還要求至少完成教學視頻中的測驗題目，學會基本知識點和公式的應用。

4 基于翻轉課堂理念實現線上線下混合式教學

充分利用信息化手段，提高教師工作及學生學習效率(圖1、圖2)。

圖1 混合式教學整體流程

圖2 課前學習流程

關注以下統計數據：①視頻觀看人數分布統計；②視頻平均觀看時長比例；③拓展訓練成績；④隨堂測驗成績；⑤學生提出問題數量與質量。

試題設計方法：按照課程知識點順序進行；由易到難的設計；重在基礎知識。復雜知識教師總結；普通知識學生總結。討論問題設計方法：設計一些有難度題目；最好是實際問題；

注重知識性與趣味性相結合。拓展練習設計方法：設置一些較高難度問題；拓展性實際問題。實踐操作：隨堂操作實踐任務；利用二維碼掃描，快速填寫實驗報告(圖3)。

圖3 課上教學設計流程

5 結果評價轉變為過程評價

將線上學習成績納入總評成績中。線上學習參與度考核：40%，主要是在線課程參與度，包括視頻預習情況、習題練習情況、在線提問情況。考查得分：40%，在線課程隨堂測驗，在線課程單元作業以及項目成果成績。線下課堂表現：20%，主要包括考勤、學生平時課堂表現、實驗學習效果等。

6 結語

在本課程中利用混合式教學改革，通過學生學習資源、學習空間和學習方式的混合，把傳統教學的優勢和在線開放學習的有效結合，通過問卷調查：學生們一致反映混合式教學模式能促進自學能力培養，知道怎么學習了；提高學習積極性，學習更起勁了；端正學習態度，學習更認真了；激發學習興趣，喜歡上本專業了；改變學習方式，學習不只是做作業和看書；促進同學關系，經常交流討論了。