基于安全工程专业的岩体力学混合式教学实践

张婷婷 王雨

四川师范大学 工学院 四川 成都 610101

引言

随着计算机技术和网络的快速发展，传统的教学模式开始受到冲击，线上线下相结合的混合型教学模式已被越来越多的教师所采用，其所展现的优势也愈加明显。同时在线教学平台如雨课堂[1]、智慧树[2]、学堂在线[3]、中国大学（MOOC）[4]、爱课堂[5]等也为混合式教学改革提供了技术支持。随着高等教育的深化改革，混合式教学已成为众多教师的教学实施模式。《岩体力学与工程》作为安全工程专业的发展必修课，通常在大三阶段开设，经过多年的教学实践和经验积累，认为非常有必要针对学生的学习特点以及传统教学中无法突破的问题，进行线上线下相结合的混合式教学改革及实践。

1 教学存在的问题及改革目标

《岩体力学与工程》课程知识体系主要分为基础理论和工程应用两大部分，其目标是使学生掌握岩体的基本力学特性及变形破坏规律；掌握岩体在洞室、边坡及岩基工程中的失稳机理、特点及防治措施等基本理论，从而培养学生发现、分析及解决复杂工程问题的基本思维和能力；培养学生防灾减灾的工程安全意识，并能够运用所学知识进行早期风险识别与控制。

本次课程教学改革主要针对以下几个方面展开。

课时少与内容多之间的矛盾，由于教学计划的调整，《岩体力学与工程》的理论课时由48课时缩减至24课时，课时量减少将导致核心内容纵深不够，甚至完不成相应的教学内容，无法有效地帮助学生将理论知识升华至解决实际问题的能力，而通过线上线下相结合可以扩展教学时间，解决课时量少的问题。

课程内容与学生需求之间的矛盾，《岩体力学与工程》是安全工程专业发展必修课，注重培养学生解决工程问题的能力和防灾减灾的意识，教学过程中需要有意识地进行训练和引导，通过混合式教学的线上环节对工程应用部分的教学内容进行拓展和延伸，结合工程案例，加深学习印象，巩固所学知识，促进教学目标的达成。

学生被动学习与提升教学效果之间的矛盾，传统的填鸭式教学模式使学生处于被动学习状态，而一周2个课时的教学进度不利于学生知识链条的衔接，以至于学生学过就忘，兴趣不高，教学效果必然也差。通过线上线下混合式教学，给学生布置课前任务让学生发现、提出问题，通过线下授课解决问题，使学习变得更有目的，提高学习积极性，从而提升教学效果。

2 混合式教学设计及实践

根据《岩体力学与工程》课程教学内容的难易程度将其知识点分为两类：学生自学型和课堂讲授型。对于线上自主学习，需要首先发布学习任务、发布课程教学资源，并利用智慧树平台进行在线答疑和在线测试，必要时增加小组讨论环节，老师通过平台追踪每个学生的学情数据，包括学习时长、学习次数、发言次数、抢答次数、互动、答疑等等，通过在线测试数据了解学生对知识点的掌握情况，并基于此进行有针对性的课堂讲授，如复杂知识点、易错知识点。此外工程案例分析、课程实践等也较宜采用课堂教授，如图1所示。混合式教学设计主要从教学实践环境设计、教学方法和手段设计、教学组织实施3个方面进行。

图1 基于智慧树平台的教学设计

2.1 教学实践环境设计

智慧树教学平台有许多岩体力学与工程的课程资源，非常有利于学生自学，将部分简单知识点放入在线学习课程，授课教师在线上进行测试或加入答疑环节；将相对复杂的知识点引进实体课堂，将练习放在线上进行；将较难的内容放在实体课堂着重讲解，并配套练习，课后继续以线上练习加以巩固。

2.2 教学方法和手段设计

线下面对面教学中主要采用启发式、发现式、案例式以及实践式教学方法，根据学生的线上学习情况有针对性地展开。线上教学主要通过发布预习任务、自学任务以及章节练习等方式进行任务驱动，让学生进行自主学习并结合练习巩固所学知识，教师则处于辅助地位，根据平台上显示的学生学习和做题情况，总结学生学习中的问题以及练习中反映出的薄弱环节，线下集中讲解。

2.3 教学组织实施

岩体力学与工程混合式教学改革一共有三种模式：线上自主学习+线上测试；线下教学+线上练习；线下教学+线下练习+线上巩固练习。具体包括以下3个步骤。

课前准备：教师提前2-3天发布每次课的教学计划（包括知识点、教材或参考资料、网上学习资源），发布对应每次课所讲的知识点图谱或逻辑关系图，发布讨论题目。

课中实践：针对线上自主学习模式，授课教师需规定学习时间，并在时间截点发布习题，以完成度和效果来收集自主学习过程中的盲点和错点。针对需要面授的知识点，做到精讲解疑，破解难点，在课上设置好各种学习活动，掌握学生接受知识点的程度。

课后评价：每节课后布置配套练习作业外，在整个学期课程结束后，教师通过学生的课堂表现以及学生课下参与论坛讨论次数、作业完成质量、视频观看时间等进行考评。

2.4 成绩评定

混合式教学的考核以平时成绩为主，期末考试成绩为辅，平时成绩一般应包括平时作业、在线辅导、小组研讨和自主学习等四个部分，期末考试采取闭卷考试。智慧树平台可以对每个学生的线上学情数据以及活跃度等进行统计，方便教师进行统计并打分，但由于智慧树平台使用经验不足，在线辅导和小组研讨部分本学期没有利用起来，线上和线下结合得不够紧密，实际采用的教学成绩构成有所偏差，如表1所示。

表1 混合式教学考核指标及占比

2.5 混合式教学实践

《岩体力学与工程》课程利用该智慧树平台引入学习资源55个，通过发布学习任务的方式让学生展开自主学习，“资源学习情况”模块可以追踪学生学习的整体情况，“学生学习情况”模块可以看到每个学生具体的学习时长和学习次数。通过“训练题库”模块建立专门的课程题库让学生进行习题训练，并可以追踪到每个学生的答题详情，包括已做题目、错题数、完成率以及知识掌握程度等等。

3 教学效果对比

为了保证教学效果对比的合理性和有效性，本次混合式教学模式与传统教学模式的教学效果对比不考虑平时成绩，仅以近两年的学生期末卷面成绩进行对比，对比结果见表2和图2。由图表可知，采用混合式教学模式学生期末卷面成绩比传统线下式教学模式有明显提高，平均分由61.3分上升至81.2分，从成绩的分布区间看，传统式教学模式的卷面成绩并不理想，60分以下26人占学生总数的41.3%，而采用混合式教学模式的卷面成绩占比最多的区间是[80，90）分，占学生总数的41.1%，成绩较理想。本次成绩的提升除了教学模式的改变之外，还得益于智慧树平台上的训练题库模块，它可以帮助学生及时巩固所学知识，还可以帮助学生针对错题进行不断地练习，直到真正掌握。这要比传统的课后作业更加有效，这也是线上线下混合式教学体现出的优点之一。

表2 近两年学生卷面成绩比较

图2 近两年学生卷面成绩分布区间比较

4 结束语

混合式教学相较于传统的教学模式具有明显的优势，在线教学平台与教学的深度融合还需要不断探索，本次教学改革中笔者总结了一些经验也遇到了一些问题，具体如下：

智慧树在线教学平台功能多，如何最大限度地利用平台提升教学效果，还需要根据自己的教学实践进一步探索。本次教学改革中由于经验不足，在线辅导、小组研讨环节还没有充分利用，线上线下教学的融合程度不够深入，甚至有些分离。

从单一的考核评价向多元化的过程考核形式转变。将课程考核的平时成绩占比提高，期末考试占比降低，注重自主学习能力的评价，从考勤、作业等常规评价项目，转化为平时作业、在线辅导、小组研讨以及自主学习等过程性评价项目，并根据课程特点和学生情况进行灵活调整和改变。

做好每一堂课的课程设计，好的课程设计能促使学生主动地利用在线平台进行学习而不是流于形式或者应付。通过生动的课前引入、良好的任务驱动、适度的学习竞争等方式尽可能地让学生发挥能动性，提高在线学习效率。