CDIO理念下《土力学与基础工程》的翻转课堂教学改革探讨

刘云 赖杰

摘 要：作者结合CDIO工程教育模式和翻转课程的教学方法，应用于《土力学与基础工程》课堂中。教学实践证明，该方法能激发学生兴趣，实现教师角色的转换，实现用数字媒体技术帮助学生自主学习，提高学生的理解能力和知识迁移能力，综合提高《土力学与基础工程》教学质量。

关键词：高职教育;翻转课堂;《土力学与基础工程》课堂;教学改革

以《国家中长期教育改革和发展规划纲要》《重庆市中长期城乡教育改革发展纲要》文件精神等为依据，以全国基本建设形势、西部大开发战略为契机，土建专业的职业教育更需要以促进就业为导向。此外，“互联网+”的浪潮席卷全球，“翻转课堂”“微课”“慕课”纷纷来临，进一步推进职业院校教学信息化环境下课堂教学模式和教学方法的改革创新。在此背景下，作者结合自己的教学经历，以《土力学与基础工程》课程为例，对高职院校CDIO理念下的翻转课堂实践教学开展研究。

一、 当前教学中存在的问题

《土力学与基础工程》属于高职院校建筑工程技术专业的专业核心课程之一，其内容随着工程实践的发展而发展，具有理论性和实践性较强的特点。作者在实践教学过程总结出目前存在以下突出的教学问题亟待改进：

（一） 内容多与课时少的矛盾突出

重庆工业职业技术学院17级建筑工程技术人才培养方案的修订中，降低了《土力学与基础工程》的理论课程学时。另一方面，为配合其他专业课程，使学生的专业知识体系衔接成系统的整体，增加《基础的平法施工图》图集的识图内容。教学内容多与课时少的矛盾十分突出。

（二） 适合高职层次学生实训的土工设备较少

目前市场普遍的土工实训设备针对适合高职院校学生实践的土工设备相对较少，而更适用于本科、研究生的科研研究。若只采用这些设备，学生仅仅会做一些基本的实验，而对实际工程需要所进行的施工现场实验项目较为茫然，无法培养学生的创新能力。

（三） 部分学生数学和力学基础薄弱，计算能力較差

本课程重点内容涉及和建筑力学紧密相关的设计计算，要求学生具备一定的数学和力学基础，但大量的力学计算无法调动学生的学习兴趣。传统的课后习题采用小组讨论或者一班一题的形式，导致部分学生出现相互抄袭现象。特别是附加应力、地基沉降等计算，同一个教学班中能独立完整计算出一道题的学生不多，在一定程度上挫败学生的自信心。

二、 CDIO理念的翻转课堂教学的建议

由麻省理工学院联合瑞典三所大学共同开发的CDIO是一种全新的工程教育模式与实施理念，其全称Conceive—Design—Implement—Operate，即构思——设计——实施——运行。以完整的项目开展为载体，在此基础上把教育过程放到工程领域的具体情景中，通过工程情景过程导入学习任务，贯穿于学生学习全过程的团队协作和创新实践训练。

作者以重庆工业职业技术学院的产学研大楼为例，大楼基础以甲方提供的《地基勘察报告》为设计依据。教学任务为指导学生完成一个完整过程的地基勘察工程项目。教学目的是让学生弄清拟建场地地基土的物理性质，以工程师的角色规范编写《地基勘察报告》，具体流程如下：

（一） 学生通过视频开展课前学习

翻转课堂微视频文件拷贝给学生，学生可以在个人电脑和智能手机上播放，不受网速和学习场地限制，灵活安排学习时间，以学生为中心，实现教师角色的转换。同时，课前组织学生到土木综合实训中心观摩各种类型的基础模型。

（二） 对相关知识点进行梳理和分割

学生在课前观看视频接受新知识传递时，没有与教师面对面地直接交流。每个知识点的视频控制在5～8分钟内。视频录像采用PPT动画法，随讲解过程逐步播放，不出现教师形象，只有画外音。每个视频的编号、命名，讲解的内容顺序与教材相同，视频中适当地提出一些问题，留有思考空间。

（三） 课堂进行10分钟知识串讲，实现从授业向解惑过渡

在上课开始时，由教师对本节知识要点进行串联讲解。其中，对于操作性要求较强的内容，采用现场演示和多媒体演示相结合的方法，有利于学生掌握操作要领，提高专业素质。

（四） 指导学生在勘查过程中穿插课堂研讨

教师提出由浅入深的4个导学问题：拟建场地有无不良地质作用，是否适宜修建房屋建筑;建筑场地土为哪种类型的土质;楼房采用天然地基是否可以满足规范要求，是否需要进行地基处理;建议产学研大楼的基础类型选用哪种基础。

（五） 指导学生完成《地基勘察报告》的规范填写

填写《地基勘察报告》，旨在培养学生的工程实践能力和创新意识。

三、

学生的学习行为分析

教师制作调查问卷让学生填写，主要问题如下：学生观看知识点视频的时间;学生重复观看知识点视频的时间。统计实际回收问卷份数，通过调查结果和提问，分析学生在课堂当众发言情况和对知识内化的情况，评价翻转课堂的教学效果。

四、 结论

作者结合具体的教学经历，融合CDIO工程教育模式和翻转课程的教学方法，让学生以工程师的角色，以重庆工业职业技术学院产学研大楼的地基勘察为切入点，从勘测布置、钻孔取土、原位测试、室内试验到最后报告编写都是由学生亲自完成。

教学实践证明，该方法能改变学生的学习过程，实现教师角色的转换，实现用数字媒体技术帮助学生自主学习，提高学生理解能力和知识迁移能力，增强学生的工程实践意识和实践创新能力，综合提高《土力学与基础工程》教学质量。

参考文献：

[1]汤劲松，陈瑞英，熊保林，等.面向卓越工程师培养的土力学课程教学改革[J].教学研究，2013，36（6）：106-109.

[2]王银梅，张永波，李兵.土力学实验教学的改革与实践[J].教育教学论坛，2016，34（8）：261-263.

[3]雷鸣，匡希龙，谢海涛，等.彰显“应用型人才培养”特色的土力学教学改革[J].当代教育理论与实践，2016，8（6）：51-53.

作者简介：

刘云，讲师，重庆市，重庆工业职业技术学院;

赖杰，陕西省西安市，火箭军工程大学。