以学生为中心的《土质学与土力学》混合式教学改革探究＊

曹小红，尚彦军，李守平，孟 和

（1.新疆工程学院，新疆 乌鲁木齐 830000，2.新疆地质灾害防治重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830000 3.中国科学院大学地质与地球物理研究所,北京 100029）

地质工程专业学生除了需要具备必要的地质学知识、工程技能和工程勘察设计能力外，还需要具备一定的分析和计算能力；学生需要掌握地质学、力学、岩土工程勘察方法与技术、三维地质建模与计算、3S 技术及空间分析，从地面向地下、甚至入地、上天等更深、更广阔的空间及适应各类岩土工程勘察、施工、设计工作。对于应用型本科院校地质工程专业《土质学与土力学》教学改革、课程改革、考核改革趋于势在必行，从线上线下混合式教学到以进阶式全流程动态评价为主，结合过程性考核、目标性、综合考核学生基础知识的掌握程度、实验动手操作能力、问题综合分析能力，诚信、敬业的态度包含知识、能力、价值观的综合考核。《土质学与土力学》以讲师讲解基本概念和计算基础，副教授、教授讲解工程实践应用，结合精品课等网络资源，线下实验操作，同时探索混合式教学模式。随着地质工程人才培养方案的修订，专业人才培养目标逐渐向应用型人才培养模式转变。讲授土体基本物理力学性质、土压力、土坡稳定性分析、地基承载力分析计算与应用、土体动力学特征及工程实践等，学习完后学生能进行基坑开挖与支护、土体压缩性、土体抗剪强度计算、挡土墙土压力计算与设计、土坡稳定性分析计算与设计、地基稳定性验算与设计。

《土质学与土力学》是地质工程重要的专业基础课，是继《理论力学》《材料力学》或《工程力学》课程学习后，与专业课相衔接的一门核心专业基础课，为后续课程《岩石力学》《岩土工程勘察》《基础工程》《工程物探》奠定基础。《土质学与土力学》线上教学结合MOOC 教学资源，线下辅导答疑+分组讨论、小组汇报、实验操作、同伴学习、团队展示提升学习效率，引入SPOC 教学模式，展示各教学环节及知识点、土中自重应力、基底压力计算、土体压缩性及其指标计算、土体抗剪强度及其工程应用、土压力及工程设计计算与应用，这部分是教学的重点和难点[1]。对于目前的学习对象在理解→记忆→练习→计算→应用过程中有学习困难，这部分也容易出现学习效果两极分化，教学需采用线上线下混合式设计；线上讲授基本概念、计算方法及其工程应用，线下答疑、强化训练、加强记忆和知识迁移应用。土坡稳定性分析、地基承载力分析计算与应用、土体动力学特征及工程实践等，学习完后学生能进行基坑开挖与支护、土体压缩性、土体抗剪强度计算、挡土墙土压力计算与设计、土坡稳定性分析计算与设计、地基稳定性验算与设计，侧重工程综合应用[2]。

通过对比动态调研分析4 届学生采用混合式教学+进阶式全流程动态评价教考方法，成绩由课前（预习、自测）、课堂（讲解、讨论、回答问题、实验）、课后（结果分析、实验报告、综合问题分析）几部分组成，具体包含线上授课抢答加分、课堂提问、同伴学习、线上学习测试、实验前口头陈述操作步骤、作业成绩、实验动手操作、实验分组比赛、在线网络自主学习构成评分依据。手段采用以进阶式全流程动态评价为主，结合过程性考核、目标性、综合考核学生基础知识的掌握程度、实验动手操作能力、问题综合分析能力，诚信、敬业的态度包含知识、能力、价值观的综合考核。

通过混合式教学+进阶式全流程动态评价教学方法实践与改革，主要训练学生综合分析计算、工程设计及知识迁移应用的能力。尝试不同的培养方案和培养模式，随着企业需求与面向就业单位的不同，教学内容也在向工程教育认证、技能提升的混合式多维度能力提升方向改革。线下课堂基础知识、基本概念、理论方法、技术原理的学习过程中内容相对单调且无法重复回放，线上教学资源丰富多样，可满足各类不同层次的学习者广泛涉猎各类知识[3-8]。

以学生为中心的混合式教学方法在线上、线下交替教学过程中自学、章节自测、分组讨论、小组汇报、同伴学习、组队展示等方式提高学习效率，增强学习主动性和学习信心，课堂上讨论后需深究的一些问题，学生课后查阅资料，待下次线下课与老师深入探讨，同时锻炼学生的自学能力以及发现问题→查阅资料→同伴讨论→信息互馈→初步形成方案的问题解决模式，以便在后续课程学习或实习中发现问题、解决问题，引导和培养学生多元化的资源获取、消化吸收及知识迁移应用能力，近4 年该方法应用效果较好。

混合式教学的特色是采用混合式教学+进阶式全流程动态评价教考方法，成绩由课前（预习、自测）、课堂（讲解、讨论、回答问题、实验）、课后（结果分析、实验报告、综合问题分析）几部分组成，含线上授课抢答加分、课堂提问、同伴学习、线上学习测试、实验前口头陈述操作步骤、作业成绩、实验动手操作、实验分组比赛、在线网络自主学习构成评分依据。

以学生为中心的混合式教学创新性体现在以下三方面：一是整合线上教学资源，分类引导，将中国大学MOOC+创新SPOC 教学模式的线上线下混合式教学，针对汉班、民班在课前、课堂、课后、教学反馈、评价机制方面充分调动学习主动性，由传统线下满堂灌向自学、测试、讨论、同伴学习、分组汇报展示、查阅资料解决问题的主动学习模式转变。二是以进阶式全流程动态评价为主，结合过程性考核、目标性、考核学生基础知识的掌握程度、实验动手操作能力、问题综合分析能力，融入爱国、诚信、敬业的课程思政，全面提升学生的知识、能力、价值观。三是推广应用线下实验操作前口头陈述试验方法，系统训练学生的工科思维及发现问题、分析问题、解决问题多元化的资源获取、消化吸收及知识迁移应用能力。以开放性实验室为平台，进行系统的实操、实战训练（实验、实习、实训、课程设计）[9-18]。

授课方法及考核方式单调，教学方法以传统的线下为主，作业、实验相对固定，计算机等新技术、新方法融入的较少。基础知识的学习过程中线下课堂内容相对单调且无法重复回放，线上教学资源丰富多样，可满足各类不同层次的学习者广泛涉猎各类知识。在线上线下交替教学过程中学生可以通过自学、章节自测、分组讨论、小组汇报、同伴学习、组队展示等方式提高学习效率，增强学习主动性。在网络学习平台、实验室开放率、教学方法多元化的管理模式还有待进一步加强。

通过对地质勘查14-1、14-2、15-1 班、地质工程15-1、16-1、17-1、17-2、18-1、18-2 班共9 个班试行，从线下逐渐向线上线下混合式过渡，其中地质工程17-1、18-1 是汉族班，17-2、18-2 是双语班，教学和考核评价以这4 个班为对比分析，17 级采用线下教学、18 级采用线上线下混合式教学，并以地质工程15-1、16-1 为参照、对比分析汉班、双语班教学经验及教学改革成效。采用混合式教学+进阶式全流程动态评价教考方法，对以上4 届学生跟踪调查发现：汉班课前（预习、自学、自测）较为积极主动，民族生课前预习、自学自测意识不强；汉班在课堂（讲解、讨论、回答问题、实验）中表现突出，能调动大多数学生的积极性，但民族生大多数能做到认真听讲后主动实验，讨论和回答问题环节显得很被动；汉班课后（结果分析、实验报告、综合问题分析）能按时完成，民族生须在老师的督促、引导下完成实验报告、综合问题分析等几部分内容；在线上授课抢答加分、同伴学习这方面民族生表现的很积极主动，但课堂提问、线上学习测试、实验前口头陈述操作步骤、课后作业成绩、实验动手操作、实验分组比赛、在线网络自主学习完成率较低，汉班学生在线上授课抢答加分、同伴学习、课堂提问、线上学习测试、实验前口头陈述操作步骤、课后作业成绩、实验动手操作、实验分组比赛、在线网络自主学习整体表现较好，但个体差异性表现突出。在采用以进阶式全流程动态评价后个体差异性不显著，还能通过抢答加分、同伴学习、实验分组比赛、在线网络自主学习等降低个体差异的离散性[18-24]。

通过跟踪调查、推广应用及对18 级学生的问卷调查发现，混合式教学+进阶式全流程动态评价教考模式适用于现阶段应用型本科院校学生，考试成绩相对17 级明显提高，知识点掌握牢固；学生自学、主动性显著提升，表现在后期思考校园楼宇地基土承载力、公路边坡稳定性分析、主动查阅文献资料解决问题这些方面。今后还需在网络慕课资源的基础上开发适合应用型本科院校学生学习的SPOC 模式，并且注重线下实验操作前口头陈述实验方法的推广应用。

《土质学与土力学》已开设5 轮8 个班的教学方法实践与改革，教学改革趋势是逐步实现分级分类教学，提高实验室开放率，增加章节自测题量，引入实习单位、用人单位第三方评价机制。其次与相关产教融合单位合作，校园内定期开放网络学习平台。在教学过程中针对人才培养、专业课及实践教学环节总结出我校的特色，凝练出应用型本科院校地质工程专业特色，针对实践性强的专业课提出“混合式教学+进阶式全流程动态评价”教考模式。