基于OBE理念的“土力學”課程教學改革研究

蘇志偉，王鵬全 （青海民族大學土木與交通工程學院，青海 西寧 810000）

1 基于成果導向教育理念的“土力學”課程改革的必要性

隨著國家對應用型人才標準的提高，大數據人工智能時代的出現及發展，對傳統的以教師為主導、滿堂灌式的教學模式造成了巨大的沖擊，原有的傳統教學模式缺失對學生創造力的培養和解決工程實際問題能力的培養，已不適用當今國家對應用型人才的培養需求。“土力學”課程如何適應新時代的應用型人才需求，即更具創新能力、更強實踐能力、交叉復合型人才、具有國際競爭力、人文社會科學素養、團隊合作與溝通，是亟待解決的問題。

OBE 教育理念被認為是追求卓越教育的正確方向，并被《華盛頓協議》成員所采用，2016 年我國正式成為該協議的成員[1]。2005 年以來，我國開始構建工程教育專業認證體系，2015 年發布了《工程教育認證標準》，開始貫徹實施OBE 教育理念，并將其體現于認證全過程[2]。OBE 教育理念主要關注的問題為以下四點：第一想讓學生取得的學習成果是什么？第二為什么要讓學生取得這樣的學習成果？第三如何有效地幫助學生取得這些學習成果？第四如何知道學生已經取得了這些學習成果？OBE 理念注重于高效的學習方式以及舉一反三的能力培養，同時也強調對創造性思維的培養、分析和解決綜合性問題能力的培養。因此OBE 理念可以很好地解決“土力學”課程培養中無法高效有力培養學生創造力和解決工程實際問題能力的問題。為此，基于OBE 教育理念，以新時代的應用型人才需求為出發點，對青海民族大學“土力學”課程做出一些調整和嘗試，希望能為本校相關專業課程的發展奠定基礎，同時為其他相關課程教學改革提供參考[3-4]。

2 建設過程與方法

2.1 構建動態課堂

通過長期實踐教學發現在傳統教學模式下，學生們普遍存在以下問題：①基礎知識扎實，但集成知識解決實際問題的能力弱；②擅長解題式的個人主義，團隊合作缺乏訓練；③全局觀弱缺乏系統性思維，提不出系統化的解決方案；④不善或不敢挑戰權威、挑戰自我，思辨能力薄弱，口頭交流信心不足（大會發言拘謹、表達能力不強）；⑤書面交流能力薄弱，缺乏撰寫研究報告、專利、論文的訓練。分析其原因，主要是因為以教師為主導的模式通常是對知識點的灌輸、習題的講解，缺少教師與學生之間的互動交流，更是缺乏學生之間的相互交流，教師授課過程中缺少對課程相關前沿內容的講授，對相關知識點在工程領域中應用更是趨之又少，OBE 理念教育模式下更為關注培養扎實理論基礎，提高學生的工程思維能力和創造力，培養學生的工程實戰能力和綜合工作能力（團隊合作、交流與溝通、表達能力等）。

基于上述問題，以OBE 理念為指引，在“土力學”授課過程中，加強師生互動、生生互動，提升學生思、問、答、辯能力。例如在講授“土的抗剪強度理論-庫倫公式”知識點時，首先，讓同學們講講自己在高中已有所了解的著名物理學家庫倫及其著名的電磁學基本定律——庫倫定律，加強師生互動、生生互動；其次，在進行直剪實驗過程中，以分組、互助、合作模式開展，取用畢業實習場地（即在建的羊曲水電站）實地土樣進行抗剪強度實驗，并將實驗結果與工程所在地實驗室實驗結果做比對，分析誤差及產生的原因，讓學生在課堂中接觸到工程實踐。最后，針對實驗過程及結果，結合校級創新創業項目開展演練，提升學生的團隊合作能力和科研論文撰寫能力。

2.2 “MOOC+學習通”信息化智慧教學技術的植入與利用

互聯網時代，MOOC、愛課程、微課、SPOC 等在線學習平臺發展越來越迅速，網絡課程質量越來越高，獲取知識的方式也越來越便捷，教與學的過程已不限于在課堂上完成，在此趨勢下，為更好的提高學生創新能力和自主學習能力，在“土力學”教學過程中，課前利用MOOC 和學習通平臺，整合推送優質教學資源，滿足學生異步學習的需求，同時利用平臺功能記錄學生個性學習問題并及時接受預習反饋情況。課中教師在學習平臺發布教學指令并組織討論練習，授課過程中聚焦章節重、難點并引導教學，針對學生教學過程中的疑難問題開展答疑，整個學習過程是學生參與互動與討論。在課后統計學生的線上學習痕跡，對無痕跡和少痕跡學生進行線上和線下督促完成相關教學內容，并將線上學習痕跡作為平時成績的考核部分，另外通過線上學習平臺發布教學評價與互饋，及時了解學生對教學過程中的建議和意見，及時優化改進教學設計。

2.3 植入信息技術，設計線上線下混合式教學模式

為提升教學質量、改善教學效果，培養應用型人才，“土力學”教學分三階段執行，第一階段為課前準備階段，采用線上自習模式，學生通過MOOC 和學習通平臺，提前預習老師發布的教學資源，預習內容中設置任務點，方便師生之間互動，針對疑難問題也可在線上留言，進行討論學習。第二階段為課堂教學階段，課堂教學過程中，同樣可結合學習通中的強大功能，進行簽到、隨機抽選學生回答問題等，課堂教學中主要進行重難點講解、實例案例講解、組織探究討論、作業及生成問題討論、學習成果交流、協作探究與討論等，第二階段教學過程中重點加強師生、生生之間的討論與交流。第三階段為課后升華階段，通過線下答疑和線上模式，著重加強學生的知識拓展與創新能力，主要進行實踐指導及應用，如大學生創新創業項目的參與及指導，另外做好課后教學效果的反饋工作，針對不足，進行持續改進工作?！翱蚣苁健苯虒W模式圖如圖1所示。

圖1 “框架式”教學模式

2.4 開展“框架式”歸納型教學模式

“土力學”中研究的土具備碎散性、天然性和多相性三個特性，力學性質研究基于實踐性和理論性，因此理解起來難度較大。為了讓同學們更系統的掌握“土力學”內容，在授課過程中開展“框架式”歸納型教學模式，將土的物理力學性質（密度濕度顆粒度結構度）做一次歸納，對土的力學性質（滲透性抗剪性壓縮性）做二次歸納，對土的穩定性（滲透穩定性變形穩定性強度穩定性）做三次歸納，拓展學生對土力學問題理解的思路，深化土力學知識的系統性。

2.5 開展“三個模塊”多角度、全方位課程實踐實訓

工程思維能力和創造力、工程實戰能力和綜合工作能力（團隊合作、交流與溝通、表達能力等）是國家應用型人才所需具備的基本素養，高等院校培養人才過程中，對水利水電工程專業學生而言，培養及形成該基本素養是“土力學”課程學習中的重要一環，為讓學生具備一定工程思維能力和創造力、工程實戰能力和綜合工作能力，本課程從課程實驗、單元微設計、工程實訓三個模塊，全方位進行實踐實訓，課程實驗就是開展與工程實際緊密結合的實驗，如直剪實驗、三軸剪切實驗、液塑限實驗等，并在實驗中采用與本校有實習實踐基地的在建工程的土樣（如羊曲水電站、茨哈峽水電站），達到提升學生工程實戰能力和綜合工作能力的目的，單元微設計就是對土滲透性、抗剪性、壓縮性結合工程實例進行案例設計，讓學生們通過案例設計及求解過程，進一步掌握相關知識點并達到提升工程思維能力和創造力；工程實訓就是實踐性教學環節，通過在實習基地現場由現場技術人員帶領進行觀摩學習及現場進行土力學相關的場內實驗動手練習，將理論知識運用于實踐中，鍛煉學生的工程實戰能力和綜合工作能力，為將來走上工作崗位打下扎實的基礎。

2.6 引入注冊巖土職業資格證模塊教學模式

當前高?！巴亮W”課程教學中普遍存在課時量壓縮但講授內容不減，課程本身內容繁多、抽象、公式多、圖表多，課堂中理論知識部分講授占據了絕大部分時間，學生了解接觸實際工程問題的機會較少，教學枯燥；教學模式較為單一，教學內容迭代更新慢，致使學生學習效果不佳；例題、習題、作業題中多偏于理論公式的應用，與實際工程的應用相關性不大。

注冊巖土工程師職業資格證是水利水電工程領域具有權威性的證書之一，注冊巖土工程師專業課考試中涉及“土力學”課程的所有知識點，并且考題注重解決工程實際問題。基于教學中面臨的上述問題，結合土力學知識點，在教學過程中加入注冊巖土工程師考試的相關考題。能夠改善教學枯燥問題，提高師生互動、生生互動；也能夠根據注冊巖土工程師考試大綱，修訂現有的培養方案，在教學過程中開拓視野，提高學生解決實際工程問題的能力，培養學生將理論知識應用到實踐中的能力[5]。

如某鐵路河堤擋土墻，墻背光滑垂直，墻身透水，墻后填料為中砂，墻底為節理很發育的巖石地基。中砂天然和飽和重度分別γ=19kN/m3和ysat=20kN/m3。墻底寬B=3m，與地基的摩擦系數為f=0.5。墻高H=6m，墻體重330kN/m，墻面傾角α=15°，土體主動土壓力系數Ka=0.32。試問當河水位h=4m 時，求墻體抗滑安全系數為多少?（不考慮主動土壓力增大系數，不計墻前的被動土壓力）[6]（2018年案例考試下午第15題）

該題重點考察考生對抗滑穩定系數的理解，同時融入主動土壓力計算知識，所以為綜合應用題。對該類題進行分析講解，可以有效地幫助學生復習已有主動土壓力計算的相關知識，再結合新學習的抗滑穩定系數計算方法進行解答。

2.7 思政元素的全面融入

2019 年3 月，在學校思想政治理論課教師座談會上，習近平總書記談到“要堅持顯性教育和隱形教育相統一，挖掘其他課程和教學方式中蘊含的思想政治教育資源，實現全員全方位育人”。2020 年8 月，中辦、國辦引發《關于深化新時代學校思想政治理論課改革創新的若干意見》，明確提出要全面推進高校課程思政建設。2020年5月28日，教育部印發了《高等學校課程思政建設指導綱要》[7]，全面部署課程思政建設。課程思政不是教學環節中獨立的一環，而應當是融入到教學過程中的方方面面，契合的思政元素融入到教學環節中，有助于培養學生的專業使命、四個自信、社會責任、職業規范、專業倫理、工匠精神、奉獻精神和水利精神。根據章節內容，設計相應的思政融入元素，如表1所示。

表1 “土力學”教學與思政教育的結合點

3 考評與反饋

高等院校課程期末考評中，評價模式較為單一，通常以期末成績和平時成績相構成，平時成績中多側重于考勤、平時作業等，此種評價模式偏向于一錘定音，不能完全體現學生的學習過程和成長經歷。本次教學改革中，采用多元化考評方式來促進課程目標的達成，期末考核方式包括過程化考核、線上考核與線下考核、有監督考核與無監督考核、學生自評、生生互評、教師評價，其中過程化考核表現為課堂表現、課堂考勤、線上線下答疑參與度、在線任務完成情況（考評占比20%），線上考核與線下考核即為線上測評考試及期末考試（考評占比50%），有監督考核與無監督考核即為課堂練習及測驗和課后作業（考評占比15%），學生自評、生生互評、教師評價即為學生自我評分、學生之間互評打分和教師對學生的評價打分（考評占比15%）。

4 結語

基于OBE 理念的教學改革模式契合當前國家對應用型人才的培養需求，以科學問題為導向，項目研究為載體，工程設計為成果，理論知識為基礎，在過程中體現思維、素養的教育，為新時代的人才培養打下基礎。分類教育、分層教育，建設多目標、多層次的教學資源和教學設計，為個性化教與學提供平臺。以此為目標，打造“土力學”金課，建設“金”質的教學資源。