“岩体力学”在线教学模式设计与实践

2021-05-08李姗珊王启尹海云

智能建筑与智慧城市 2021年4期

李姗珊，王启，尹海云

（吉林建筑科技学院土木工程学院）

1 引言

随着计算机网络的发展，在线教学以其不限制时空、高效率传输、开放资源等特点为学生所喜爱。同时网络信息的多样化吸引学生的课堂注意力，这就要求教师打破传统课堂的束缚进行创新，让学生对课堂充满兴趣[1]。

近年来，在线教育模式——MOOC（Massive Online Open Courses，中文名称“慕课”），是大规模的网络开放课堂，为学生提供了一流大学免费的名师课程。在我国名校与普通学校之间的教育资源的投入极不平均，实力差距较大。MOOC可以让普通院校的学生享受一流大学的教学质量，增加知识与眼界[2]。当然，如果完全照搬MOOC教学模式就会脱离实际，达不到提高教学质量的要求。SPOC (Small Private Online Course)是一种小规模限制性在线课堂，更加灵活有效，依托于传统课堂，又结合MOOC的优点，适合不同学校的教学要求[3]。

“岩体力学”是城市地下空间工程专业的一门专业必修课，使学生学习和掌握岩体力学的基本概念、基本原理和基本研究工作方法，能够正确运用岩体力学知识分析岩体工程中的实际问题，了解并熟悉国家及行业的相关规范要求，具备解决实际问题的能力[4]。目前，各学科的在线教学模式有很多种，并与智能教学平台相融合，实现较好的教学效果。借助智能教学平台开发“岩体力学”的在线教学，设计教学模式，并对教学实践结果分析，为日后其他类似课程设计提供参考思路，同时也为未来实现全网络教学提供参考依据。

2 教学模式的构建和设计

在“新工科”背景下，除培养学生夯实专业基础理论外，还需构建理论课与实践教学有机结合的人才培养模式，开发学生活跃的思维，结合在线教学的方式，提出多层次评分标准，发挥智能教学平台的数据监测以及实时交流等优点，并融入课程思政[5]，构建课前、课中和课后三个阶段在线教学模式，如图1所示。

在课前阶段，教师要分析专业人才培养方案和理论教学大纲，熟悉“岩体力学”的课程体系、教学内容和教学目标。依托于MOOC中岩体力学精品课程，整合适合教学大纲的学习资源，建立异步SPOC课堂，包括教学视频（对知识点的理解）、课前课后自测习题（对知识重难点的掌握）、讨论题（激发学生的发散思维）、作业（对知识点加深理解）、工程案例（对实际应用的掌握）。学生以教师发布的任务为指导，其中包含课程学习时间安排，自主学习内容和讨论题。学生把在预习中遇到的问题发布到教学平台，教师和同伴进行解答。

图1 在线教学模式

表1 第二章岩石的力学性质的任务

在课中阶段，学生通过MOOC视频学习掌握岩体力学的基本知识点，同时对于学习速度不同的学生，留有讨论题和练习题。鼓励学生将问题分享在教学平台，或者通过百度等方式获得答案。教师采用智能教学平台，如腾讯会议、QQ群、ZOOM等，对重难点知识进行补充、归纳和扩展。由于岩体力学计算公式和试验较多，理解较困难，因此每讲完一个知识点留给学生提问的时间。教师在教学平台讲授时，每节课选取学习状态不同的各个阶段学生开麦，随时与教师课上沟通，及时反馈疑惑之处。最后，采用时下流行的“思维导图”回顾本节重点内容，向学生阐明整体框架体系、知识点间的联系及所讲知识点在体系中的地位，帮助学生厘清知识点的脉络关系，以便自主学习。

在课后阶段，教师主要是了解学生对知识点巩固和掌握他们学习状态。学生通过教师发布的课后作业，通过小组合作或自主完成方式上传到教学平台，并进行评分。根据学生的掌握情况调整PPT的内容，做到因材施教。教师通过平台数据掌握学生的学习状态，重点观察不完成任务的同学。在问题提问环节重点关注他们的学习状态，督促他们改进。在利用数据监控学生学习状态或教学评价时，要及时和学生沟通并了解学习状况，是否真的存在未完成任务，要避免“唯数据论”，形成多元化的教学评价。

课程考核机制是检验教学效果和学生学习效果的重要手段。针对在线教学的特点，采用平时成绩60%，考试成绩40%。平时成绩为签到10%、课堂作业10%、课堂表现10%、笔记记录10%、课后作业20%。考试成绩为期末试卷答题，在试卷出题时多增加实际工程案例题，增加学生的综合运用能力和处理实际工程的专业能力。

3 在线教学实践效果

在线教学实践以“岩体力学”第二章岩石的力学性质为例，参与课程班级为城市地下空间工程2018级，共80人。学生使用中国大学MOOC中的异步SPOC课堂观看视频，并完成讨论题和练习题。教师采用QQ群发布任务、签到、答疑、投票和分享屏幕，其中课堂发布任务见表1。

选取“岩体力学”第一章到第七章学习数据，从学生课程参与度、作业设计合理性和学生教学满意度三个方面分析“岩体力学”在线模式的实践结果。学生课程参与度包括论坛讨论、习题参与情况以及教学视频观看，具体数据如图2所示。从图2可知：视频观看人数较多，几乎达到80人；由于学生观看视频进度不同，导致讨论题完成人数较少；教学视频观看、习题参与情况以及论坛讨论的增减趋势相同，在第3章节时与没有完成任务的同学谈话，因此会有上升趋势；数据为电脑统计，未完成的同学也有可能是电子设备没有储存数据，教师要帮助学生进行调整，不要影响最终的成绩。作业设计合理性分析，包括与成绩相关的作业和与成绩无关的自选作业，具体数据如图3所示。从图3可知：作业的正确率与成绩无关，正确率主要与出题难易程度、学生理解程度等有关。学生教学满意度，包括问卷调查。共发布80份问卷调查，回收80份，具体结果见表2。通过表2可知：整体上来说学生对此教学方式基本满意，优良中总数几乎都达到70%以上。基于以上数据，说明岩体力学在线教学模式设计科学合理，学生能通过此种教学模式获得知识，让学生真正动起来，放下游戏参与到课堂中来。