线上线下混合式TFCPS教学系统在“土力学”课程中的研究与应用

蒋凌云

吉首大学张家界学院 湖南张家界 427000

“土力学”课程是高校土木工程类专业的一门必修课，其重要地位不可忽视。前后课程为一系列力学课，后续课程为与土有关的工程实践，在土木工程专业中，本课程起着承上启下的作用[1-2]。那么高校如何开展本门课的教学使得学生成为“四学”的学生(即会学的学生、学会的学生、好学的学生、学好的学生)，这便成了当代土木工程类专业教育者亟须解决的问题[3]。因此，笔者紧扣课程培养目标，基于学生学情，自建了TFCPS教学资源支撑系统，通过改革教学方法、创新教学设计和教学评价体系，实现了线上线下混合式TFCPS教学系统在“土力学”课程中的教学应用，旨在培养理论功底扎实、知识技能强的学生输出产业链，做新时代的“四学”人才，为祖国的大好河山建设服务。

1 课程简介

1.1 课程教学内容与实施

课程选用于玉贞等人编著的清华大学出版社出版的第2版《土力学》教材，教学内容主要为绪论、土的物理性质与工程分类、土的渗透性和渗流问题、土体中的应力计算、土的变形特性和地基沉降计算、土的抗剪强度、挡土结构物上的土压力、土坡稳定分析、地基承载力等九章内容。其教学内容可概括为土体的四理论(土的三相理论、强度理论、渗透理论、变形理论)及强度理论的三个应用，以及对实际问题的分析与处理。同时在教学过程中，针对地基固结沉降分析、土压力计算、边坡稳定性分析等内容，为使学生将所学知识更好地应用于实际工程，笔者借助库仑岩土软件，依托该软件，学生可不受时空和天气的约束，实现在仿真软件中将理论知识应用于工程。

课程教学包含三大块：理论讲授、线下试验、软件实操。课程采用线上线下混合式的教学模式开展教学，以线上自主学习为主，线下集中讲授为辅。学生可在自建学银在线平台上进行线上学习，培养学生自主学习能力。土的粒径级配分析、液塑限联合测定、击实曲线、抗剪强度指标等采用线下试验模式，培养学生实际动手能力。同时依托库仑软件模拟实际工程设计与施工，培养学生学以致用与求实创新能力。

1.2 课程教学目标

本课程教学目标包含如下三方面：(1)知识目标为理解土体的四个理论，掌握强度理论的三个应用；(2)能力目标为培养学生自主学习能力和处理实际工程问题的能力；(3)素养目标为充分挖掘课程德育元素，培养学生行业使命感，厚植科技报国的家国情怀。最终将知识、能力、素养三位融合一体，培养西部工程实践型人才，服务祖国大好河山的现代化建设。

1.3 学情分析

在学科知识上，本课程传统教学问题为：土体复杂，内容抽象；土力多变，实践不易；土感不足，认知不一。在认知特征上，学习方法不同，学习者学习效果不一。在情感态度上，本课程授课的主要对象为00后互联网新生代，他们对互联网充满兴趣和强烈的求知欲。

2 教学方法与设计

2.1 教学方法

基于上述学情，在多年教学过程中，根据课程教学推进的不同阶段，自建了“四平台、五教法、六步骤”“土力学”教学体系。“四平台”指学银在线、超星泛雅、模拟软件、微信群；“五教法”和“六步骤”分别指教师教学过程中的教学方法和具体步骤，如下图所示。构成了以四平台为中心，采用任务驱动、翻转课堂、案例导向、问题情境、软件模拟等教学方法的教学体系。

“四平台、五教法、六步骤”教学体系图

2.2 教学设计

通过课程改革，笔者自建了三位一体TFCPS教学资源支撑系统。资源数量及资源形式见表1。

表1 TFCPS线上教学资源及形式一览表

在教学过程中，课前，通过学习通发放课前任务，学生线上提前预习，培养学生自主学习能力；课中，通过线下集中讲授、问题情境营造、技能实操等，启发学生思考，培养学生求实创新的能力；课后，通过线上资源巩固理论知识、了解学科前沿理论，通过入工地，实现工程实践感知，通过听中国故事，增强学生民族自信心，熔铸科技报国的家国情怀。从学生者的角度层层推进，渐进式唤醒学习者学习兴趣，培养具有扎实理论功底的社会需求型人才，服务祖国大好河山的现代化建设。

3 课程创新特色

3.1 围绕课程教学目标，创新人才培养

本课程定位准确，目标明确，改革理念新颖，根据企业对人才质量的要求，将知识、能力、素养三位融合一体，成就了“用得上、下得去、留得住、干得好”的西部工程实践型人才为根本培养目标，为教学改革指明了方向。

3.2 依托信息技术，创新教学体系

依托学银在线、超星泛雅、库仑岩土软件、微信群，构建了“四平台+五教法+六步骤”教学体系，自建具有高阶性、挑战度和自成体系的三位一体TFCPS教学资源支持系统，实现线上与线下结合、理论与实践融合、知识与能力贯通。

3.3 丰富教学形式，创新教学手段

适当“放权”，尊重学生主体地位，完善教学方法，丰富教学形式，改革教学手段，根据课程教学推进的不同阶段，采用“问题导向、翻转讨论、情景模拟、资源提供、智能评价”式教学，渐进式唤醒了学习者学习兴趣，诱导自主探索，已形成具有理论功底扎实和知识技能强的学生输出产业链。

3.4 改革课程评价，创新考核模式

自主构建了325全程多元智能考核模式，如表2所示，根据学生实施任务和工作计划，对于不同的实施项目设置不同权重，采用平时、实践、期末相结合的线上与线下融合的智能考核方式，理论学习注重实用性，实际操作以技能培养为中心，实现过程评价和课程评价相结合。

表2 “325”全程多元智能考核模式

4 教学效果

线上线下混合式TFCPS教学系统在“土力学”课程中已应用6年，目前取得教学成效如下：

(1)学生的平均成绩提升了22.4%，最高成绩提升了14.7%。

(2)学生对本课程评教满意度高。以去年秋季为例，改革后课程评教全校排名提升72位(原88名，现16名)，同行评价教学效果好，被确立为校精品课程和示范课程。

(3)基于课程改革，学生获省级及以上奖27项，主持省级及以上双创课题6项。教师获省级教学奖2项，校级教学奖10余项，主持省级课题4项，发表论文30余篇，实现了以赛促教、教赛融合、教学相长。

5 总结与展望

本课程紧扣“立德树人”教育理念，强化课程思政教育，丰富课程思政教育内容，促进学生全面成长成才。同时坚持以目标为导向，不断更新教学内容，并根据信息技术发展、建筑企业需求、学科前沿动态更新教学内容，拓宽跨学科交叉领域知识。未来也将从以下两方面进一步对本课程进行建设与改革：

(1)创新教学改革，完善课程资源建设。一是增加行业经典实际项目案例，提升课程资源的高阶性；二是补充近几年注册岩土工程师考试案例、知名建筑企业面试中与土力学相关的问题，提升课程挑战度。

(2)强化教书育人，推进课程教学团队建设。通过加强师德师风建设、教育教学与专业能力培训、各类教学竞赛、教育信息技术应用能力培训等，提升教师教学能力，致力课程建设。