提升土力學課程學生學習效果的思路與探索

董金梅，劉方愛，高洪梅，孔玉俠

（南京工業大學 交通運輸工程學院，南京 210096）

習近平總書記在清華大學考察時強調，要堅持把立德樹人作為根本任務，把服務國家作為最高追求，把學科建設作為發展根基，把深化改革作為強大動力，把加強黨的建設作為堅強保證，不忘初心、牢記使命，為黨育人、為國育才，為實現第二個百年奮斗目標、實現中華民族偉大復興的中國夢、推動人類文明進步作出新的更大的貢獻[1]。以土木與水利工程專業的核心課程“土力學”為例，基于一流本科課程建設，明確“立德樹人與全面發展”的教學目標，堅持“以學生發展為中心”的教學理念，貫穿“以學習效果為導向”的原則，在教學過程中不斷探索教學準備充分，教學內容豐富，教學方法多樣，教學過程實效，教學評價多元，融知識、能力與素養于一體的課程教學組織思路[2]，逐步引導學生自主學習，培養學生的終身學習能力和創新能力。

一 開展課堂教學改革，提升課堂學習效果

課堂是學生學習的主要渠道和路徑，因而也是課程教學改革的主要場所。目前土力學的課堂教學模式在逐步改善，但“填鴨式”教學和“一言堂”教學并沒有太大改觀，師生學術思想真正碰撞的機會較少[3]。教學內容的實用性和前沿性雖有提升，但整體教學內容還是注重理論知識的講授，忽視學生綜合能力與創新思維的培養。

為提高土力學課程的學習效果，建設一流本科課程，從優化教學設計、改革教學模式和營造學習環境等方面開展土力學課堂教學改革，不僅要學生聽得滿意，還要學得帶勁，形成“老師善教、學生樂學”的高質量課堂教學特色。

（一）持續優化教學設計，打造高階課堂

為提升課堂的高階性，培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維，在學習過程中引導學生將知識、能力和素質有機結合[4]。高階課堂的打造源于科學合理的教學設計，教師通過“說—問—做—展”四個步驟，在教學中設計反映前沿性和時代性的知識講解,體現互動性和開放性的設問、質疑,展示具有探究性和個性化的學習成果；持續優化課堂教學設計，開啟學生內在潛力和學習動力。

持續優化課程教學設計就是要不斷提高教學設計的針對性和精準性。基于土力學課程的特點和以學生學習效果為中心的原則，采取課前向學生發放易于掌握的學習內容（視頻、材料），做好課程內容的記憶和理解任務。如土的物理性質指標，內容相對簡單，要求學生自主學習完成課程內容學習，掌握土的物理性質基本概念，將課程內容與學生專業、工程實際和學生關注點有機結合，增加“勘察報告”中土的物理性質指標的編制與解讀的專題視頻；通過課堂討論讓學生探究土的物理性質指標在實際應用中如何獲取，以及適用條件。

其次持續優化教學設計把“設問”“質疑”作為課堂討論的切入點，選擇具有實用性、時代性、前沿性和挑戰性的課程內容展開討論，構建探究性案例教學模式。如“土體的力學參數選取對工程建設穩定性評價有什么影響”等開放性問題，引導和調動學生開展討論，展開對我國基礎設施建設的思考，領悟工程實例與理論知識的聯系，在學生頭腦中建立相應的認知結構；結合地鐵、隧道和地下管廊建設等熱點工程案例，引入反映時代前沿的現代化科學手段和理論介紹。例如土體滲流中，提出如下問題：①由于土體滲流，引發的工程實例有哪些？土體滲流對地鐵、隧道及地下管廊建設的穩定性有何影響？②分析滲流破壞的類型及滲流在地下工程中發生的原因？③在滲流基本原理的基礎上，有什么創新性處理措施和應急措施？通過案例分析激發學生學會思考，幫助學生架起理論與實際聯系的橋梁，培養學生在復雜工程情景中綜合運用學科知識分析和解決復雜問題的能力。

采取分小組課堂討論和網絡平臺交流互動的學習方式，根據問題繪制思維導圖，分析工程問題發生原因、處理措施等，通過查找相關學習內容，促進學生對問題的理解、分析與思考，提升課程內容的深度。通過學習軟件，制作土體發生滲流的流網圖，引申課堂學習內容。通過線上推送難度系數不同的檢測題目，檢測學生的課堂學習效果。

在邊坡穩定性分析中，給定土體邊坡的基本條件和土體參數，讓學生討論邊坡在降雨和晴天兩種天氣的穩定性，展示建構的土體邊坡穩定性模型，充分發揮學生的探究分析能力，引導學生參加大創、競賽等活動，培養學生的綜合能力和邏輯思維能力，發展學生的高階學習能力。通過展示課程學習獲得的工程應用成果，調動學生主動學習的積極性。

不斷優化課程教學設計，使得設計內容有用、真實，適應學生求新、求變、求知和求實的愿望，觸發學生的敏感點、新奇點和興趣點，提升學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，掌握理論與實踐相結合的學習方法。

（二）建立合作學習模式，打造互動課堂

合作學習模式就是同伴討論、互教的學習方式，既可以是學生之間的合作，也可以是師生之間的合作，是適用于課程教學的一種方法，也是課程教學的主要渠道之一[5]。在土力學教學中建立合作學習模式，學生為兩人組、三人組或多人組的群體共同學習。例如結合某一章學習內容提出一道多選題，讓每個同學獨立作答，通過超星學習通軟件提交答案。當全班同學答案投屏大屏幕時，通常會有多種選項，這種情況下引導學生找身邊和自己答案不同的同學討論，討論選擇答案的理由，于是所有同學開始討論，進入合作學習狀態。過幾分鐘后，教師再出一道同類型題目，要求學生再次獨立作答，絕大多數同學選擇了同一答案，表明合作學習有了一定的成效。最后教師根據題目總結課程章節的原理，這節課的內容就教完了，學生通過合作討論學會了課堂內容。

合作學習模式還可以采取同學之間相互施教，已經學會的學生教沒有學會的學生。在這個過程中先學會的同學能很快發現沒有學會同學的問題，一語中的。而老師與學生的視角不同，不容易發現學生存在的問題，有時候不能有針對性地教學。當同學互教時，不僅不會的同學被教會了，施教的同學也會學得更好，因為在教別人的時候往往會發現自己的不足，獲得檢驗和改善自己缺陷的機會，從而學得更好。傳統的老師教授方法，學生未必能清晰和最優化地接受學習內容。由此可見合作學習模式是一種重要的學習方式，甚至可能是效果最佳的學習方式。

（三）營造特定學習環境，促進學生有效學習

有效的教學應該根據學習內容和學習目標的需要，為學生營造特定學習環境，促進學生有效學習。只有創造了合適的學習環境，并把學生帶入其中，讓他們與環境互動，學習就會自主發生。例如把學生帶到施工現場，學生通過對施工過程的了解，面對現實挑戰，認識專業，解決問題，體驗學習的歡樂[6]；也可在課堂通過視頻方式播放工程案例，營造與真實工程一致的工程建設過程。例如通過觀看建筑物的地基沉降變形，引導學生共同討論如何計算地基變形，老師也作為咨詢者參與討論，一起在營造好的工程環境中學習；另外鼓勵大學生參與教師的科研或生產項目，按工程流程分解為若干基本環節，再把這些環節與土力學課程內容結合，開展進階式文獻閱讀，實現高層級學習，教師帶領學生梳理研究成果，安排學習內容：①查閱和整理關于土體特性相關文獻，寫出文獻綜述；②探討土體特性測試的新方法和數值模擬計算方法；③學術文獻精讀與解析，理解文獻的關系假設和變量選取。教師引領學生精讀文獻，進行個別化指導，學生組成小組定期匯報進展，鍛煉學生的實踐能力，縮短學校與社會的距離。

學習環境也包括運用現代技術手段營造學習環境，為學生提供良好的交互式教學平臺。例如教師開發和運用網絡課堂，提供信息豐富、教學內容組織合理、學習問題提示恰當，以及能及時評價和反饋的教學平臺，學生通過參與交互式平臺的學習活動，提升課程內容學習的挑戰度。同時學生還可以瀏覽教學大綱、自主選擇學習內容、決定學習進度和選擇學習方法等。利用平臺精心設計課前預習、課堂回顧和課后練習等環節，為學生充分利用各種網絡資源、實物模型和工程實踐資源提供便利，培養學生的自主學習能力。通過打卡獎勵等形式，逐步引導，使學生在和風細雨、潤物無聲的情境中，自覺養成良好的學習習慣。課堂教學是一個動態的發展過程，教師要不斷營造學習環境，幫助學生克服困難、堅持學習。

二 多元考核評價，激發學生學習興趣

傳統課程教學評價方式單一，不能激發學生的學習主動性。為此，建立科學合理、具有特色的多元考核評價方式，將過程性考核與結果性考核有機結合，有效發揮評價的診斷、改進和激勵功能[7]。學生根據教師評價，改進學習方式，教師根據評價反饋，調整教學環節，因此建立科學合理的多元考核評價方式既是課程建設的重要組成部分，也是提高學習效果的重要保證。

1）實行綜合考核評價[8]，將學生的課前資源預習、課程自學時間、課堂出勤、上課討論、師生互動、課后作業檢測、考試成績和團隊參與等納入考核評價，關注學生的學習過程，如與其他同學的合作、做了什么類型的作業、讀了哪些相關文獻、課程中學了什么內容及有什么收獲和成果等，調查學生土力學課程的學習效果和進步情況，教師對學習效果較差的同學予以關注和提醒，監測學生學習投入情況；將日常學習融入考核評價，調動學生的學習積極性；利用網絡教學平臺考核學生對所學知識的理解程度，實時更新學生的日常考核結果；利用考試考核學生對理論知識的掌握程度；利用討論與展示環節考查學生的創新思維和拓展能力，促使學生深度學習。具體而言，學生綜合評價包括日常作業成績、活動參與成績、資源查看與學習成績、課堂出勤成績、課堂表現成績和期末考試成績等。

2）實施彈性考核評價，對于基礎理論知識，采用考試命題評價。教師通過超星學習通教學平臺充實試題庫和資源庫，突破以往考核內容的容量限制和時間限制，實現隨機抽題和日常考核。例如，從試題庫中選取40 道題，學生答對其中的30 道題就可獲得滿分，這種彈性考核評價可以避免因試題覆蓋面有限導致不公平問題出現，實現以考促學，以考輔學，提高學生的學習動力。其次課程考核實施非標準化方式，加入綜合分析題、開放性思考題，注重考查學生分析與解決問題的能力，鼓勵學生勤于思考、敢于想象和勇于創新，培養學生的創新思維。例如，在評價“土力學參數確定對工程穩定性的影響”這一思考題時，教師對問題回答質量的評價標準從三個維度考慮：是否真正思考、思考的深度如何和觀點是否有創新性。參考答案設計為非標準化，評價的主要維度有邏輯能力、分析能力與創新能力，促使學生具備分析土體強度變形特性的實際運用能力。

3）采用多元考核評價，土力學課程學習效果的評價一般以教師為主體進行評價，難以發揮學生學習的主動性和參與性，不能真正實現評價結果的公平與公正，加入學生互評參與課程學習評價，對提高學生的課程學習效果更為有效，是彰顯和保障學生權力的實質表現。實際上，學生評價的主要目的不僅是反饋教學效果，也是寓評價于學習中。在土力學教學中，要求每位同學針對教學內容至少提交十個題目，通過出題，學生可以深度學習課程內容，而答題同學在作答和評分的同時溫習課程內容，強化學習效果，同時也體會到評價考核的不易，發現出題其實比做題還難，需要清晰簡潔的表述試題，盡力讓同學理解而不會錯意，還要對每道題所含知識點了然于心，因此學生互評也是檢驗學習效果的一種有效形式。

三 融入課程思政，提升學生綜合素質

土力學與國民經濟建設、工程穩定安全密切相關，教學中將價值引領、知識傳授和能力培養三者融為一體，增強教師的課程思政意識，樹立人本理念，以寬廣的人文情懷教育、引導、啟發和感化學生，做到既要教書，更要育人，引導學生樹立良好科學素養和愛國情懷，全面提升學生的整體素質和能力。教師要把土力學中所蘊含的對終極真理的探求、對精神境界的開拓及對科學家的學習、探究精神融入教學中，如介紹太沙基、庫倫和朗肯等人在土力學理論中的貢獻，闡述探索真理的艱辛過程，樹立科學理想，引導學生認識并發現自我價值；通過工程實踐和室內試驗，訓練科學思維方法，踐行勤奮鉆研的科學精神，培養學生不怕苦、不怕難，勇于探索、敢于挑戰的科學探索精神和堅強意志。

土力學是一門服務于工程建設的科學，通過邀請工程技術進課堂，介紹我國工程建設取得的輝煌成就，了解工程建設的前沿領域和建設成果，培養學生投身中國建設的堅定信念和家國情懷，能夠適應和引領國家發展、擔當民族復興大任，鼓勵學生從工程建設前沿和學術動向兩個視角了解土力學課程學習的目的。通過工程破壞典型案例分析，強化學生工程安全意識，培育學生求真務實的社會責任感和使命感，精益求精的大國工匠工作作風，開拓創新、一絲不茍的嚴謹學風，以及終身學習、適應行業發展和職業發展的意識。這些非智力因素是一切學習的基礎，將會使學生受益終身。通過學生之間的合作學習，互相施教，促進學生自我認同和社會融入，實現人格塑造，對其未來發展產生重要影響。

土力學教學過程中，依托重要的工程事件引導學生關注巖土相關網站或通過其他新聞媒體，了解工程措施創新的實踐能力、經歷和閱歷的積累過程，鼓勵學生花更多時間、更好質量投入學習，讓學生通過思考問題、經驗觀察，學習先進技術，體會自主學習產生的快樂。

四 深化教學研究，形成教學梯隊

學生的學習效果與教師綜合素質及工作態度密不可分，教師作為講授者、設計者、引導者、輔導者和反饋者，需要根據學生特點和學習要求設計教學，營造學習環境，因此學校需要創造良好的教師發展氛圍，提升教師的教學理念、教學方法、專業素養和學術水平[9]。

1）以課程教學團隊為載體，通過集體備課、相互聽課和教學研討等各類教研活動，為教師教學發展提供資源和平臺。對于缺乏經驗的青年教師，通過每學年定期開展教學示范，分享教學經驗，深化傳幫帶作用，共享集體智慧，節省他們在崗摸索的時間和精力，提升課程梯隊的教學水平，推進教學質量提高。對教師進行培訓，不僅重視課程目標、教學經驗與教學方法的分享與討論，而且重視教學內容的研討，從大學生學習的角度審視自己的教學，改進課程教學法，提升教師的課堂教學掌控能力和感染力。

2）探索教、研、學相互促進與共贏發展的機制。在對教師提出更高要求的形勢下，教學要與時俱進，多方施策，提升教師專業素養和綜合能力。通過系統培訓、教研、交流和自修等多種途徑，促進教師不斷學習和汲取新的教育理念、方法和技術。通過教師參與工程實際問題的解決與科研項目等，將相關研究成果轉化為創新試驗，以科研促教學、實踐促創新，通過學生加入科研團隊進行科研攻關，取得科研成果，形成良性循環，促進教、研、學相結合，適應和滿足當前教學改革的需要。

3）充分應用先進教育理論，將現代教育技術融入教學，固化教學資源，不斷進行迭代更新，提升教師的網絡教學平臺應用能力。實施“線上線下混合”的教學方式，討論課程定位、教師角色轉型和教學方法改革等，結合最新的工程問題，凝練課程內容的核心要素，并根據學情預設好教學內容的廣度和深度，解決好“為什么而教，為什么而學，研什么”等基本問題，在教學內容、教學手段和教學方法上深化教學研究，形成教師梯隊。

總體而言，提高土力學課程學生的學習效果不僅要教師教得好，更多的是學生學得好，用得好，在教學改革中逐步探索“兩性一度”的應用。