以學生為中心的《土質學與土力學》混合式教學改革探究＊

曹小紅，尚彥軍，李守平，孟 和

（1.新疆工程學院，新疆 烏魯木齊 830000，2.新疆地質災害防治重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830000 3.中國科學院大學地質與地球物理研究所,北京 100029）

地質工程專業學生除了需要具備必要的地質學知識、工程技能和工程勘察設計能力外，還需要具備一定的分析和計算能力；學生需要掌握地質學、力學、巖土工程勘察方法與技術、三維地質建模與計算、3S 技術及空間分析，從地面向地下、甚至入地、上天等更深、更廣闊的空間及適應各類巖土工程勘察、施工、設計工作。對于應用型本科院校地質工程專業《土質學與土力學》教學改革、課程改革、考核改革趨于勢在必行，從線上線下混合式教學到以進階式全流程動態評價為主，結合過程性考核、目標性、綜合考核學生基礎知識的掌握程度、實驗動手操作能力、問題綜合分析能力，誠信、敬業的態度包含知識、能力、價值觀的綜合考核。《土質學與土力學》以講師講解基本概念和計算基礎，副教授、教授講解工程實踐應用，結合精品課等網絡資源，線下實驗操作，同時探索混合式教學模式。隨著地質工程人才培養方案的修訂，專業人才培養目標逐漸向應用型人才培養模式轉變。講授土體基本物理力學性質、土壓力、土坡穩定性分析、地基承載力分析計算與應用、土體動力學特征及工程實踐等，學習完后學生能進行基坑開挖與支護、土體壓縮性、土體抗剪強度計算、擋土墻土壓力計算與設計、土坡穩定性分析計算與設計、地基穩定性驗算與設計。

《土質學與土力學》是地質工程重要的專業基礎課，是繼《理論力學》《材料力學》或《工程力學》課程學習后，與專業課相銜接的一門核心專業基礎課，為后續課程《巖石力學》《巖土工程勘察》《基礎工程》《工程物探》奠定基礎。《土質學與土力學》線上教學結合MOOC 教學資源，線下輔導答疑+分組討論、小組匯報、實驗操作、同伴學習、團隊展示提升學習效率，引入SPOC 教學模式，展示各教學環節及知識點、土中自重應力、基底壓力計算、土體壓縮性及其指標計算、土體抗剪強度及其工程應用、土壓力及工程設計計算與應用，這部分是教學的重點和難點[1]。對于目前的學習對象在理解→記憶→練習→計算→應用過程中有學習困難，這部分也容易出現學習效果兩極分化，教學需采用線上線下混合式設計；線上講授基本概念、計算方法及其工程應用，線下答疑、強化訓練、加強記憶和知識遷移應用。土坡穩定性分析、地基承載力分析計算與應用、土體動力學特征及工程實踐等，學習完后學生能進行基坑開挖與支護、土體壓縮性、土體抗剪強度計算、擋土墻土壓力計算與設計、土坡穩定性分析計算與設計、地基穩定性驗算與設計，側重工程綜合應用[2]。

通過對比動態調研分析4 屆學生采用混合式教學+進階式全流程動態評價教考方法，成績由課前（預習、自測）、課堂（講解、討論、回答問題、實驗）、課后（結果分析、實驗報告、綜合問題分析）幾部分組成，具體包含線上授課搶答加分、課堂提問、同伴學習、線上學習測試、實驗前口頭陳述操作步驟、作業成績、實驗動手操作、實驗分組比賽、在線網絡自主學習構成評分依據。手段采用以進階式全流程動態評價為主，結合過程性考核、目標性、綜合考核學生基礎知識的掌握程度、實驗動手操作能力、問題綜合分析能力，誠信、敬業的態度包含知識、能力、價值觀的綜合考核。

通過混合式教學+進階式全流程動態評價教學方法實踐與改革，主要訓練學生綜合分析計算、工程設計及知識遷移應用的能力。嘗試不同的培養方案和培養模式，隨著企業需求與面向就業單位的不同，教學內容也在向工程教育認證、技能提升的混合式多維度能力提升方向改革。線下課堂基礎知識、基本概念、理論方法、技術原理的學習過程中內容相對單調且無法重復回放，線上教學資源豐富多樣，可滿足各類不同層次的學習者廣泛涉獵各類知識[3-8]。

以學生為中心的混合式教學方法在線上、線下交替教學過程中自學、章節自測、分組討論、小組匯報、同伴學習、組隊展示等方式提高學習效率，增強學習主動性和學習信心，課堂上討論后需深究的一些問題，學生課后查閱資料，待下次線下課與老師深入探討，同時鍛煉學生的自學能力以及發現問題→查閱資料→同伴討論→信息互饋→初步形成方案的問題解決模式，以便在后續課程學習或實習中發現問題、解決問題，引導和培養學生多元化的資源獲取、消化吸收及知識遷移應用能力，近4 年該方法應用效果較好。

混合式教學的特色是采用混合式教學+進階式全流程動態評價教考方法，成績由課前（預習、自測）、課堂（講解、討論、回答問題、實驗）、課后（結果分析、實驗報告、綜合問題分析）幾部分組成，含線上授課搶答加分、課堂提問、同伴學習、線上學習測試、實驗前口頭陳述操作步驟、作業成績、實驗動手操作、實驗分組比賽、在線網絡自主學習構成評分依據。

以學生為中心的混合式教學創新性體現在以下三方面：一是整合線上教學資源，分類引導，將中國大學MOOC+創新SPOC 教學模式的線上線下混合式教學，針對漢班、民班在課前、課堂、課后、教學反饋、評價機制方面充分調動學習主動性，由傳統線下滿堂灌向自學、測試、討論、同伴學習、分組匯報展示、查閱資料解決問題的主動學習模式轉變。二是以進階式全流程動態評價為主，結合過程性考核、目標性、考核學生基礎知識的掌握程度、實驗動手操作能力、問題綜合分析能力，融入愛國、誠信、敬業的課程思政，全面提升學生的知識、能力、價值觀。三是推廣應用線下實驗操作前口頭陳述試驗方法，系統訓練學生的工科思維及發現問題、分析問題、解決問題多元化的資源獲取、消化吸收及知識遷移應用能力。以開放性實驗室為平臺，進行系統的實操、實戰訓練（實驗、實習、實訓、課程設計）[9-18]。

授課方法及考核方式單調，教學方法以傳統的線下為主，作業、實驗相對固定，計算機等新技術、新方法融入的較少。基礎知識的學習過程中線下課堂內容相對單調且無法重復回放，線上教學資源豐富多樣，可滿足各類不同層次的學習者廣泛涉獵各類知識。在線上線下交替教學過程中學生可以通過自學、章節自測、分組討論、小組匯報、同伴學習、組隊展示等方式提高學習效率，增強學習主動性。在網絡學習平臺、實驗室開放率、教學方法多元化的管理模式還有待進一步加強。

通過對地質勘查14-1、14-2、15-1 班、地質工程15-1、16-1、17-1、17-2、18-1、18-2 班共9 個班試行，從線下逐漸向線上線下混合式過渡，其中地質工程17-1、18-1 是漢族班，17-2、18-2 是雙語班，教學和考核評價以這4 個班為對比分析，17 級采用線下教學、18 級采用線上線下混合式教學，并以地質工程15-1、16-1 為參照、對比分析漢班、雙語班教學經驗及教學改革成效。采用混合式教學+進階式全流程動態評價教考方法，對以上4 屆學生跟蹤調查發現：漢班課前（預習、自學、自測）較為積極主動，民族生課前預習、自學自測意識不強；漢班在課堂（講解、討論、回答問題、實驗）中表現突出，能調動大多數學生的積極性，但民族生大多數能做到認真聽講后主動實驗，討論和回答問題環節顯得很被動；漢班課后（結果分析、實驗報告、綜合問題分析）能按時完成，民族生須在老師的督促、引導下完成實驗報告、綜合問題分析等幾部分內容；在線上授課搶答加分、同伴學習這方面民族生表現的很積極主動，但課堂提問、線上學習測試、實驗前口頭陳述操作步驟、課后作業成績、實驗動手操作、實驗分組比賽、在線網絡自主學習完成率較低，漢班學生在線上授課搶答加分、同伴學習、課堂提問、線上學習測試、實驗前口頭陳述操作步驟、課后作業成績、實驗動手操作、實驗分組比賽、在線網絡自主學習整體表現較好，但個體差異性表現突出。在采用以進階式全流程動態評價后個體差異性不顯著，還能通過搶答加分、同伴學習、實驗分組比賽、在線網絡自主學習等降低個體差異的離散性[18-24]。

通過跟蹤調查、推廣應用及對18 級學生的問卷調查發現，混合式教學+進階式全流程動態評價教考模式適用于現階段應用型本科院校學生，考試成績相對17 級明顯提高，知識點掌握牢固；學生自學、主動性顯著提升，表現在后期思考校園樓宇地基土承載力、公路邊坡穩定性分析、主動查閱文獻資料解決問題這些方面。今后還需在網絡慕課資源的基礎上開發適合應用型本科院校學生學習的SPOC 模式，并且注重線下實驗操作前口頭陳述實驗方法的推廣應用。

《土質學與土力學》已開設5 輪8 個班的教學方法實踐與改革，教學改革趨勢是逐步實現分級分類教學，提高實驗室開放率，增加章節自測題量，引入實習單位、用人單位第三方評價機制。其次與相關產教融合單位合作，校園內定期開放網絡學習平臺。在教學過程中針對人才培養、專業課及實踐教學環節總結出我校的特色，凝練出應用型本科院校地質工程專業特色，針對實踐性強的專業課提出“混合式教學+進階式全流程動態評價”教考模式。