工程教育認證背景下土力學課程線上線下混合式教學改革與實踐

摘要：工程教育認證以學生為中心、成果/產出/結果導向、持續改進作為其三大核心理念，其中學生中心是宗旨，成果導向是要求，持續改進是機制。三大核心理念滿足當代工程教育人才培養的新需求，加強工程技術與人文、社會、法律、環境的融合，有利于實現整體培養，符合新時代對當代大學生提出的全新要求。以此為背景，土力學作為土木工程專業力學原理與方法領域的五門核心課程之一，其少學時的課程安排不利于實現土木工程專業高質量的人才培養，同時給專業認證要求課程目標的達成帶來了不少挑戰。針對土力學課程學時的壓縮，筆者提出以線上線下混合式教學為突破口，突出學生的中心地位，對課程教學內容進行重構，建設課程思政案例庫；注重過程考核，將課程單元測試成績計入過程考核。相應的教學改革措施已得到實踐并取得了良好效果。

關鍵詞：工程教育認證土力學教學改革少學時線上線下混合式教學

中圖分類號：G434

ReformandPracticeofHybridOnlineandOfflineTeachinginSoilMechanicsCoursesUndertheBackgroundofEngineeringEducationCertification

YUXianbin*LIWeiZHUDengyuanSONGXiaoyuan

SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，LinyiUniversity，Linyi，ShandongProvince，276003China

Abstract：Engineeringeducationcertificationfocusesonthreecoreconcepts：student-centered，outcomeoriented，andcontinuousimprovement.Amongthem，student-centeredisthepurpose，outcomeorientedistherequirement，andcontinuousimprovementisthemechanism.Thethreecoreconceptsmeetthenewrequirementsoftalentcultivationincontemporaryengineeringeducation，strengthentheintegrationofengineeringtechnologywithhumanities，society，law，andenvironment，whichisconducivetoachievingoverallcultivationandmeetthenewrequirementsoftheneweraforcontemporarycollegestudents.Againstthisbackdrop，SoilMechanics，asoneofthefivecorecoursesinthefieldofmechanicalprinciplesandmethodsinCivilEngineering，isnotconducivetoachievinghigh-qualitytalentcultivationinCivilEngineeringduetoitsshortageofclasshours.Atthesametime，itposessignificantchallengestoachievingthecourseobjectivesrequiredforprofessionalcertification.InresponsetothecompressionofclasshoursinSoilMechanicscourses，thisarticleproposestouseahybridonlineandofflineteachingapproachasabreakthroughpoint，highlightingthestudent-centeredposition，reconstructingtheteachingcontentofthecourse，andconstructingacaselibraryofideologicalandpoliticaleducationinthecourse.Itemphasizesprocessassessment，andtheresultsofcourseunittestsareincludedintheprocessassessment.Thecorrespondingteachingreformmeasureshavebeenputintopracticeandhaveachievedgoodresults.

KeyWords：Engineeringeducationcertification;SoilMechanics;Teachingreform;Shortageofclasshours;Hybridonlineandofflinelearning

《土力學》課程作為土木工程專業力學原理與方法領域的五門核心課程之一，其課程內容結合了理論知識、實驗研究和工程經驗，是基礎工程、地基處理等課程的先修課程，在課程體系中發揮著舉足輕重的作用。本課程以學生掌握理論知識作為低階目標，以學生掌握工程實踐與實驗研究作為高階目標，培養學生利用土力學的基本理論和研究方法解決土工結構物或地基存在的有關土的強度、變形及滲透問題，達到土木工程專業按工程師能力指向培養學生的畢業要求[1-2]。隨著5G時代的到來，學生獲取知識的渠道更為廣泛，體現以學生為中心的線上自主學習和線下課堂互動已成為新的學習方式，填鴨式的課堂教學已不符合新的時代背景。線上線下的混合式教學模式符合工程教育專業認證的三大教學理念[3]。以此為背景，筆者融入課程思政元素，完善土力學課程教學設計，重塑課程教學內容；結合學時少的實際情況，以學生為中心，探索土力課程線上自學內容，重構線下課堂教學內容和組織形式；加強過程考核，除考查平時作業、課堂討論、考勤等指標外，將單元測試也列入過程考核，增強任課教師對學生一定階段學習效果的掌握，利于課程教學的持續改進。

1土力學教學中存在的問題

在本校新修訂的土木工程專業培養方案中土力學課程理論課時縮減至32學時。在此背景下，如何在十分有限的理論學時內讓土木工程專業學生更高效地掌握專業所需的土力學基礎理論和知識，并獲得分析和解決巖土工程問題所涉及的土力學工程問題的能力，成為少學時土力力學教學安排和設計的核心問題。當前，大學土力學的教學大多以課堂教學為主，課堂教學以教師為主導，組織課堂教學實施，學生作為聽眾，參與度不高，填鴨式的教學模式不符合以學生為中心的教育理念[4]。傳統的教學模式導致對學生的學習評價過于單一，授課教師的一張試卷+課下作業決定了學生是否能順利獲取本課程的學分，評價手段、評價主體、評價內容等不夠豐富，忽略了學生的主體地位，難以實現對學生全過程的學習評價，無法提高學生學習的積極性，無法實現持續改進，違反了工程教育專業認證的初衷[5]。土木工程專業的人才培養目標重視對學生綜合能力的培養，不僅局限于對基礎知識的掌握，更注重培養學生如何利用基礎知識解決工程中存在的問題，實現學生畢業5年后達到工程師的專業素養，因此，學生學習評價不但包括基礎知識的考查，也要注重對學生綜合能力的考核。

2以學生為中心，開展線上線下混合式教學

2.1以混合式教學為突破口，重構課程內容

工程教育專業認證背景下，土木類專業（如土木工程）培養方案進行了大刀闊斧的改革和修訂。相較于傳統培養方案，實踐類課程占比大幅增加，更注重對學生實踐能力的培養，使學生有更多機會接觸實際工程案例，與此同時，部分專業基礎課的理論課時縮減，以保證專業整體培養方案總學時和總學分的合理性[6]。以線上線下混合式教學為突破口，筆者按照土力學課程內容涉及的有關土三大工程問題和土的三大特性，將課程線下內容分為強度模塊、變形模塊和滲透模板，其他教學內容列為線上自主學習內容。同時將工程師應該具備的職業道德、家國情懷、大國工匠精神、可持續發展理念及環保節能意識等思政元素融入課堂教學，在實現知識傳授和能力培養的過程實現課程的育人目標。土力學中的課程思政教育分為工程案例部分、土力學實驗部分及課程知識理論體系三大模塊。下面以第三章第三節地基中自重應力的計算為例做一說明。靜水條件下地下水位下降：地下水位下降孔隙水壓力減小，根據有效應力原理，有效應力σ￠會增大，導致土體產生壓縮，這是城市抽水引起地面沉降的一個主要原因，在講解的過程中給學生播放多城市地面沉降的視頻，讓學生身臨其境，體會地面沉降的全過程。靜水條件下水位上升：地下水位上升，孔隙水壓力增大，同樣根據有效應力原理，有效應力σ￠會減小，導致土體會產生膨脹，直觀上地表會上升，但是現實情況實現這一目標卻異常困難。基礎知識：土體是彈塑性材料，部分變形是不可逆的。思政教育：必須堅持可持續發展的理念，在發展的同時需要保護自然。引導學生踐行土木工程師的責任與使命，利用所學知識為生態文明建設、文化建設、經濟建設增磚添瓦。

2.2線上線下混合式教學的具體實踐

基于學生的視角，教學團隊采用線上和線下相結合的教學方式，以碎片化、問題化、趣味性的方式錄制在線課程，并通過小組討論、工程案例及情景教學等授課模式進行線下教學。在線課程保證了學生隨時隨地獨立學習，遇到疑問與難點時可以多次觀看視頻，進行思考和研究，提高了學生的學習效果。線下教學引導學生進行思辨式、探究式學習；注重回答問題和澄清疑慮，學生帶著問題上課堂，教師進行回答。這種授課模式突出了以學生為中心、持續改進的教育理念，而且提高了課堂效率，促進了學習進度。另外，這種教學方法通過能力和情緒的增強來促進課后拓展活動，培養學生課后查缺補漏的習慣，將“要我學”轉化為“我要學”，提高混合學習的有效性。教師以學生為中心主導整個教學過程，加強校內外聯動，強調線上準備、課堂線下學習、課后拓展改進與提升[7]。

2.2.1課前線上自主階段

教師按照課程教學大綱及學情分析，制定本模塊教學的知識目標、能力目標和育人目標，并設置對應的測試題，隨時掌握學生的學習情況，利用持續改進，學生線上作答對比如圖2所示。由圖2可知，2022級學生成績總體高于2021級，特別是80～99段的學生比例，2021級為46.67%，2022級增長為65.63%。

2.2.2課中線下學習答疑階段

教師結合教學內容選擇使用情景教學、案例教學及互動式教學等教學手段，深入剖析學生線上自主學習階段存在的疑問，培養學生發現工程問題、提出工程問題及解決工程問題的能力，同時將工程師的職業道德、民族自信、大國工匠精神及可持續發展理念融入課程教學過程，使學生認識并踐行土木工程師的責任與使命，學生參與教學活動如圖3所示。

2.2.3課后拓展改進提升階段

教師引導學生對課中教學內容進行挖掘，采用將課中研討的工程案例進行拓展與升華、結合所講授的主題設計創新實驗等形式，增加與學生的交流，師生進行實驗探究如圖4所示。

2.3加強過程考核，完善學生學習評價指標

教學內容和教學模式的變化，勢必導致學生學習評價發生改變。本課程以小組為單位開展課堂研討、課內實驗及創新實驗。評價體系除教師評價外，還包括課程教學團隊評價、學生自評、學生互評，評價體系更加完善[5]。評價環節更加豐富，包括課前自主學習、課中學習答疑、平時作業、單元測試和期末考試5個組成部分。評價項目更加具體，包括課前線上測試、課中線下討論及考勤、作業完成情況、課內實驗與創新實驗完成情況、單元測試和期末考試。

3結語

“土力學”作為一門理論、試驗及工程實踐性很強的土木類專業核心課程，為培養土木工程優秀人才起到了重要作用，也是工程教育認證課程體系中的一門核心課程。針對目前教學中存在的一些主要問題和學習內容的重難點，筆者提出以線上線下混合式教學為突破口，完善土力學課程教學設計，重塑課程教學內容；以學生為中心，探索土力課程線上自學內容，重構線下課堂教學內容和組織形式；加強過程考核，將單元測試列入過程考核等措施。當然，想取得良好的教學效果，前提是教師個人要不斷加強學習、豐富專業知識、提高理論水平。只有這樣，才能充分調動學生的學習興趣，讓學生更好地掌握土力學知識。

參考文獻

[1]李幻，顏榮濤，易磊，等.“土力學”課程思政案例素材庫建設探究[J].華北水利水電大學學報（社會科學版），2021（6）：71-75.

[2]于獻彬，李偉，賈傳洋.應用型本科院校土木類專業課程思政理念探索與實踐：以土力學課程為例[J].科學咨詢（科技·管理），2023（8）：213-215.

[3]王盟盟，谷志茹，黃曌，等.基于工程教育理念的混合式一流課程建設探索：以通信原理課程為例[J].高教學刊，2024，10（14）：35-38.

[4][孫林娜，時偉，郭棟，等.“智能+教育”背景下的MOOC+SPOC教學模式改革與探索：以《土力學》為例[J].水利與建筑工程學報，2022，20（1）：207-210.

[5]于獻彬，劉蕾，李偉，等.地方本科院校土木類專業學生學習評價改革：以臨沂大學土力學課程為例[J].科技創新導報，2020，17（33）：146-148.

[6]衛之龍，甄海生，劉子豪，等.工程教育專業認證背景下車輛工程專業少學時流體力學教學改革及探索[J].制冷與空調（四川），2023，37（6）：870-872，877.

[7]楊晶，沈千鈺，陶文婕，等.“金課”目標下課程思政混合式教學模式的構建及應用：以微觀經濟學課程為例[J].高教學刊，2023，9（30）：99-102.