新工科背景下基于OBE教育理念的土力學(xué)課程探索與實(shí)踐

土力學(xué)在土木工程專業(yè)中具有基礎(chǔ)性、支撐性的核心地位，其理論體系與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，是巖土工程、地下工程、地基基礎(chǔ)等領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)。在新工科背景下，土力學(xué)教學(xué)需要實(shí)現(xiàn)三個(gè)轉(zhuǎn)變：從單一知識傳授向能力素質(zhì)培養(yǎng)轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)教學(xué)方法向現(xiàn)代教育技術(shù)轉(zhuǎn)變，從封閉課堂教學(xué)向開放協(xié)同育人轉(zhuǎn)變。

一、課程痛點(diǎn)

（一）采用“填鴨式”教學(xué)方法，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性差

在傳統(tǒng)土力學(xué)課程教學(xué)中，由于該學(xué)科內(nèi)容體系繁雜、知識點(diǎn)眾多，部分教師為確保教學(xué)內(nèi)容的完整性，往往采用“滿堂灌”的授課方式，土力學(xué)課程的授課方式仍然以教師講授為主。這樣的教學(xué)方法容易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動性差，無法獨(dú)立完成學(xué)習(xí)任務(wù)，容易產(chǎn)生分心和拖延的問題。在課堂上，學(xué)生表現(xiàn)為注意力不集中，難以跟上教師的思路；在課后，他們可能無法及時(shí)復(fù)習(xí)，導(dǎo)致知識掌握不牢固。

（二）學(xué)生實(shí)踐能力差

學(xué)生實(shí)踐能力差是一個(gè)普遍存在的問題。許多學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)了理論知識，比如土的壓縮性和抗剪強(qiáng)度計(jì)算，此時(shí)的學(xué)生能理解公式，但在實(shí)際應(yīng)用中往往束手無策。筆者認(rèn)為，當(dāng)前教學(xué)面臨三重困境：一是學(xué)生工程實(shí)踐基礎(chǔ)薄弱，難以將課堂所學(xué)與實(shí)際工程相結(jié)合；二是理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練存在明顯斷層；三是課程內(nèi)容滯后于行業(yè)技術(shù)發(fā)展，難以滿足現(xiàn)代工程需求。

（三）信息化教學(xué)手段和數(shù)字化資源欠缺

當(dāng)前，土力學(xué)課程主要采用教師課堂講授結(jié)合課后案例分析的教學(xué)模式，部分核心教學(xué)內(nèi)容（如土的滲透特性、土體變形規(guī)律及地基處理技術(shù)等）涉及復(fù)雜的空間概念，僅憑學(xué)生的空間思維難以深入理解。這種單一的傳統(tǒng)教學(xué)模式不僅制約教學(xué)效果的提升，還在一定程度上限制學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（四）課程考核評價(jià)方式單一

土力學(xué)課程考核主要采用“平時(shí)成績（ 30% ）+實(shí)驗(yàn)成績（ 10% ） + 期末考試（ 60% ）”的評分模式，這種評價(jià)體系過于側(cè)重期末筆試成績。然而，課程實(shí)踐過程和平時(shí)的學(xué)習(xí)積累更能真實(shí)反映學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。值得注意的是，現(xiàn)有考核方式未能將思想政治教育與創(chuàng)新能力培養(yǎng)納入評價(jià)維度。如何將思政素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的考核指標(biāo)融入評價(jià)體系，使學(xué)生在實(shí)踐過程中獲得全面提升，培養(yǎng)出兼具思想政治素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力的復(fù)合型人才是高校必須重視的問題。

二、改革理念

為適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢，服務(wù)國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，教育部自2017年起大力推進(jìn)新工科建設(shè)，著力構(gòu)建具有國際引領(lǐng)性的工程教育體系，打造中國特色工程教育范式。作為傳統(tǒng)工科代表，土木工程專業(yè)在人工智能、虛擬仿真、“互聯(lián)網(wǎng) + ”等新興技術(shù)蓬勃發(fā)展的時(shí)代背景下，亟需推進(jìn)土木工程教學(xué)體系革新，通過教學(xué)內(nèi)容與方法的系統(tǒng)性改革，探索新工科理念下的教學(xué)模式創(chuàng)新，以滿足新經(jīng)濟(jì)發(fā)展對土木工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新要求。

基于OBE（成果導(dǎo)向）教育理念的新工科建設(shè)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)具有內(nèi)在契合性。新工科教育致力于培養(yǎng)面向未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的復(fù)合型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才，而OBE教育理念則通過對接國家戰(zhàn)略需求、行業(yè)發(fā)展趨勢以及高校辦學(xué)定位，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力明確納人人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求。為實(shí)現(xiàn)這一培養(yǎng)目標(biāo)，南寧理工學(xué)院土力學(xué)課程教師團(tuán)隊(duì)（以下簡稱教師團(tuán)隊(duì)）需要構(gòu)建與之相匹配的課程體系，包括設(shè)置針對性的課程目標(biāo)、優(yōu)化教學(xué)方法與內(nèi)容、完善實(shí)踐教學(xué)條件等。本課程應(yīng)采用“正向?qū)嵤聪蛟O(shè)計(jì)”教學(xué)理念，如圖1所示。

圖1 “正向?qū)嵤聪蛟O(shè)計(jì)”教學(xué)理念

三、改革方法

（一）完善課程體系和課程內(nèi)容

教師團(tuán)隊(duì)從系統(tǒng)性和前沿性角度優(yōu)化土力學(xué)課程整體架構(gòu)，重點(diǎn)推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容更新。教師團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)建層次分明的模塊化教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)理論知識的漸進(jìn)式傳授：基礎(chǔ)認(rèn)知模塊（土力學(xué)導(dǎo)論與基本原理） $$ 變形分析模塊（王體變形理論） $$ 強(qiáng)度理論模塊（抗剪強(qiáng)度與地基承載力） $$ 工程應(yīng)用模塊（地基處理與巖土勘察）。這種遞進(jìn)式的課程設(shè)計(jì)既保證了各知識點(diǎn)間的邏輯關(guān)聯(lián)性，又能通過任務(wù)驅(qū)動激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，促使課堂學(xué)習(xí)與課外拓展有機(jī)結(jié)合，有效提升教學(xué)效果。

（二）以“學(xué)生為中心”和“學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向”的教學(xué)方法

課前，教師先調(diào)研學(xué)生能力情況，然后根據(jù)學(xué)生個(gè)性化差異將學(xué)生分成小組進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中各自發(fā)揮作用，互相學(xué)習(xí)，互相促進(jìn)。課中，教師通過翻轉(zhuǎn)課堂形式，集中答疑，分層授課，通過參與學(xué)生討論，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的錯點(diǎn)、疑點(diǎn)、難點(diǎn)和亮點(diǎn)。學(xué)生通過分層討論，小組之間討論加深理解，最后教師總結(jié)反饋。課后，通過線上資源、學(xué)校數(shù)字建造工程中心的數(shù)智化教學(xué)資源，以及企業(yè)導(dǎo)師授課傳授一線工程經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生查漏補(bǔ)缺。

教師團(tuán)隊(duì)綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、雨課堂、MOOC（慕課）、SPOC（小規(guī)模限制性在線課程）、超星學(xué)習(xí)通等優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)資源進(jìn)行授課，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過學(xué)科競賽，不斷思考、探索，嘗試從不同角度解決問題，鍛煉自己的思維能力，將所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際中，在比賽過程中與同學(xué)分享想法和見解，共同推動項(xiàng)目的進(jìn)展，為今后就業(yè)選擇提高競爭力。圖2為以“學(xué)生為中心”和“學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向”的教學(xué)方法。

圖2以“學(xué)生為中心”和“學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向”的教學(xué)方法

（三）建設(shè)專業(yè)內(nèi)容、課程思政教育和創(chuàng)新教育的聯(lián)動體系

教師團(tuán)隊(duì)在課程教學(xué)設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)性地融入了思政教育目標(biāo)，通過多維度挖掘?qū)I(yè)課程中的思政內(nèi)涵。以土的物理性質(zhì)指標(biāo)教學(xué)為例，教師團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地采用文化導(dǎo)人法：在講解黏性土特性前，先展示敦煌莫高窟歷經(jīng)千年仍保存完好的彩塑藝術(shù)，展現(xiàn)古代工匠智慧，增強(qiáng)文化自信，激發(fā)愛國情，然后通過與現(xiàn)代仿制品易開裂的現(xiàn)象對比，引導(dǎo)學(xué)生思考。這一教學(xué)設(shè)計(jì)既闡釋了專業(yè)原理，又自然融人了思政元素。這種“專業(yè)知識點(diǎn) + 思政案例”的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)知識傳授與價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)統(tǒng)一。

OBE教育理念注重學(xué)生的學(xué)習(xí)成果產(chǎn)出，參加競賽是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的有效手段，也是激發(fā)學(xué)生潛能的重要途徑。通過參與競賽，學(xué)生可以更加深人地理解所學(xué)知識，提高實(shí)際應(yīng)用能力。同時(shí)，競賽還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、創(chuàng)新能力和抗壓能力，為他們未來的職業(yè)生涯奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在課程內(nèi)容講授過程中，教師團(tuán)隊(duì)結(jié)合土力學(xué)課程專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的名人事跡和案例，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，在培養(yǎng)學(xué)生道德素質(zhì)的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀。

（四）“線上+線下”聯(lián)動，“虛擬+實(shí)踐”教學(xué)模式

教師團(tuán)隊(duì)將線上與線下教學(xué)相結(jié)合，可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，提高教學(xué)效果。例如，在課堂上，教師可以利用多媒體技術(shù)講授相關(guān)知識點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深人思考；而在課后，學(xué)生可以通過線上平臺觀看教學(xué)視頻、完成作業(yè)等，鞏固和拓展所學(xué)內(nèi)容。此外，虛擬與現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合也能夠?yàn)榻虒W(xué)帶來更多的可能性。例如，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)生可以模擬真實(shí)場景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)踐能力；結(jié)合實(shí)際基坑、邊坡等工程項(xiàng)目，了解實(shí)際工程進(jìn)行支護(hù)和降水的相關(guān)施工工藝，以及支護(hù)方式的選擇和支護(hù)機(jī)理，這樣的課堂既生動又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。圖3為“以學(xué)生為中心”的課程教學(xué)。

四、結(jié)語

綜上所述，在新工科背景下，土力學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)將知識傳授、能力培養(yǎng)與價(jià)值引領(lǐng)相融合。教師團(tuán)隊(duì)結(jié)合工程案例探索更多的思政元素，讓課程達(dá)到“兩性一度”要求，不斷提高學(xué)生對土力學(xué)課程的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的“硬實(shí)力”和“軟實(shí)力”，為工程行業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)出更多應(yīng)用型、技術(shù)型的復(fù)合人才。

參考文獻(xiàn)：

圖3 “以學(xué)生為中心”的課程教學(xué)

[1]王俊，王鈺涵，劉一飛，等.新工科建設(shè)背景下“巖石力學(xué)”課程教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2024（51）.

[2]王中華，雷金波，喻勇.新工科背景下土力學(xué)混合式教學(xué)改革探討[J].中國教育技術(shù)裝備，2024（22）.

[3]于獻(xiàn)彬，李偉，朱登元，等.工程教育認(rèn)證背景下“土力學(xué)”課程線上線下混合式教學(xué)改革與實(shí)踐[J].科技資訊，2024（21）.

[4]趙瑞秀，靳雪梅，鄧慶陽，等.土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的土力學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)踐與探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2024（19）.

[5]王玉艷.“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程思政教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].大學(xué)，2024（26）.

[6]賀敏，滕珂，吳晶晶，等.基于課程思政的“土力學(xué)”教學(xué)改革與實(shí)踐分析[J].安徽建筑，2024（8）.

[7]周賀，安芃芃，潘慧玲.結(jié)合工程案例的高職“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革[J].科技風(fēng)，2022（35）.

[8]陳祥勝，楊蘭蘭.基于科教融合的土木工程專業(yè)課程教學(xué)改革研究：以“土力學(xué)”課程為例[J].科教文匯，2022（21）.

基金項(xiàng)目：2024年度廣西高等教育本科教學(xué)改革“新工科背景下基于OBE理念的土力學(xué)課程探索與實(shí)踐”，項(xiàng)目編號：2024JGA449。

（作者單位：南寧理工學(xué)院）