土力学课程线上线下混合式教学改革研究

崔 猛，夏志凡，盛国君

（南昌工程学院土木与建筑工程学院 江西 南昌 330099）

土力学是土木、水利类专业的基础核心课程，该课程在专业人才培养方案中具有承上启下的作用[1]，其重要性不容忽视。该课程涉及的知识点、图表、公式众多[2]，传统教学略显枯燥，且课程的理论性和实践性联系紧密，这给实际教学带来了较大难度[3]。同时，笔者通过调研发现，各高校的教学内容与教学方式差异不大，主要包括理论教学与实验教学两部分，且以理论教学为主，教学方式以线下教学为主。社会在不断进步，各类技术也在持续更新，教学方式也应该与时俱进。为了进一步提升土力学课程教学水平，建设适应新时代要求的一流本科课程，我们需要深刻剖析目前教学中存在的问题，并在此基础上制订能够有效解决问题的改革措施。

1 土力学课程教学现状分析

土力学课程主要围绕土的强度、变形、渗透特性展开，一般开设于第4―5 学期，前修课程包括理论力学、材料力学、结构力学、水力学等。多年来，土力学课程一直采用传统的线下教学模式，近年来，线上教学也得到了较大范围的推广。无论是传统线下教学还是线上教学，目前都存在较多问题，主要体现在以下四个方面。

1.1 课程学时不充足

笔者结合南昌工程学院（以下简称 “我校” ）的教学实际与其他高校的调研发现，土力学课程普遍开设于土木、水利类专业，如土木工程、水利水电工程、道路桥梁与渡河工程、城市地下空间工程、地质工程、水文与水资源工程、交通工程等，因专业需求不同，课程学时分配略有差异，但课程总时长普遍在40―50 学时之间，其中理论教学时长多在32―40 学时之间。然而，土力学的知识点较多，既有理论知识，又有工程应用，学生的理解难度相对较大，尤其是附加应力、土的压缩与变形、抗剪强度、土压力、地基承载力等章节内容，要想讲得透彻，对于传统线下教学方式而言，目前的课程学时可谓是捉襟见肘。

1.2 学生学习参与度不高

传统的线下教学基本是以PPT+板书的教学模式为主，且现在的中青年教师容易忽略板书，多是对照PPT进行理论知识讲解，这种授课方式能保证教学进度，但授课过程单调，学生走神、低头、睡觉的现象普遍存在，教学效果不理想。

在线上教学过程中，教学素材、演示、视频能够很快插入教学中，丰富了教学内容，甚至可利用国家一流课程的线上资源辅助授课。但线上教学也存在弊端，比如，教师不能实时监督学生、学生易开小差、聊天、打游戏等。近年的线上教学经验表明，全程线上教学的效果不理想，学生卷面成绩较低。

1.3 理论教学与工程应用结合不紧密

土力学既有前修课程的理论知识，又包括有效应力原理、摩尔库伦强度理论、朗肯/库伦土压力理论等土力学理论，知识点多且分散。同时，这些知识点都有具体的应用场景，能够与工程实际结合起来。但受制于课程学时与教师自身水平，授课内容多以理论知识为主，工程案例尤其是当下典型的工程案例很少在实际教学中引用，这让学生觉得理论知识抽象、难以理解，且在课程结束后容易忘记。同时，学生不能将所学知识与工程应用联系起来，造成学生解释工程现象、解决工程问题的能力太过薄弱。

1.4 课程考核不全面

课程考核是检验课程教学效果和教学质量的一种重要反馈形式[4]，考核方式也会在很大程度上影响学生的学习态度[5]。土力学课程的最终成绩一般由试卷成绩与平时成绩两大部分组成，其中试卷成绩占比在70%左右，平时成绩占比在30%左右，平时成绩主要包括课后作业、课程实验、考勤三部分，且线上教学与线下教学的考核方式差异不大，这种传统的考核方式存在重结果、轻过程，评价指标不全面的问题，忽视了学生的自主学习，不利于学生学习兴趣与学习热情的培养。

上述问题的存在使得土力学的教学效果与教学质量仍有较大的提升空间，而这些问题的解决需要通过开展课程改革与教学设计来完成，并通过教学考核来验证。

2 土力学课程线上线下混合式教学改革

线上线下混合式教学可以兼顾线上和线下教学的优点，既可以充分满足学生的自主化、个性化学习需求，又可以发挥教师的引导作用，同时还克服了时空的限制。因此，本文也将基于线上线下混合式教学方式，对土力学课程进行如下改革与教学设计。

2.1 线上教学设计

线上教学是为了解决课程学时不足、授课内容不深、理论与实际联系不紧密等问题，教师依托线上教学资源与学生的自主学习能力，对课程主要知识点进行系统讲授，为线下教学的顺利开展奠定基础。为了增强学生线上学习的课堂代入感，强化线下教学与线上教学风格的统一性，笔者所在的教学团队对土力学课程知识点进行了全面梳理与归纳，统计了22 个知识点，依次为：1.1 绪论、2.1 土的形成及矿物成分、2.2 土的三相组成、2.3 土的物理指标、2.4土的工程分类及土的压实性、3.1 渗透现象及渗透规律、3.2渗透系数的测定及影响因素、3.3 二维流网及渗透力、3.4 渗透破坏及防治措施、4.1 自重应力与基底压力、4.2 地基附加应力、4.3 饱和土体的有效应力原理、5.1 土的压缩与固结、5.2 土的应力历史和对压缩曲线的修正、5.3 一维固结理论及固结度、6.1 土体抗剪强度及理论、6.2 土体抗剪强度试验、6.3 饱和黏土与无黏性土的抗剪强度、7.1 土压力基本概念、7.2 土压力理论与计算、8.1 边坡的基本概念、8.2边坡稳定性分析。

在此基础上，笔者所在的教学团队录制了各知识点的授课视频，考虑到学生的注意力，每个知识点的视频时长都控制在15 分钟左右，在视频内容上设计了问题导入、知识点讲授、思考问题等环节。同时借助微信、QQ 等网络工具，加强与学生的互动，及时跟踪并掌握学生的线上学习效果，并在此基础上确定线下教学内容。

录制线上教学视频时需要在相应知识点处插入实验教学内容，线下实验教学前学生通过视频回顾相关原理与基本操作，线下教学时授课教师只需简单阐述实验原理、回答学生提问后即可让学生快速进入实验操作，留下更多时间让学生去接触，培养学生的动手能力和创造能力，通过感性认知加深对土性的了解，提升教学效果。

2.2 线下教学设计

线上线下混合式教学模式已经在很多课程的教学中得到使用，但普遍存在线上教学与线下教学侧重点不明晰的问题，线上教学常作为线下教学的预习环节，线下教学与传统 “灌输式” 的教学方式差异不大，导致实际教学效果与预期存在较大差距。这一问题的出现实质上是因为没有对教学内容进行系统设计，线下教学不能是线上教学内容的重复，而应该是线上教学的拓展与深入。

土力学课程教学要充分贯彻OBE 理念，即以学生需求为中心。因此，线下教学需要根据学生的线上学习效果，以及在互动过程中学生反馈的问题，有针对性地确定线下教学内容，包括对线上教学内容的补充说明、相关工程案例的收集等。线下教学内容不是固定不变的，尤其是工程案例，需要结合当下有代表性的工程、网络事件、岩土工程学科热点研究方向，以及寓言故事等，建立工程案例库并及时更新，根据学生需求调取案例。

在具体授课方式上，线下教学需基于翻转课堂的形式，采用问题导向、任务驱动、案例分析、技能展示等方法开展教学内容的设计。比如在课堂小组讨论环节中，教师要提前准备并布置题目，明确讨论方式，讨论过程中教师要将讨论内容向行业规范、工程实际进行引导。再如翻转课堂环节，教师围绕土的工程应用进行设计，如洪涝时堤防的渗透与加固、交通荷载作用下地基的沉降与变形、外部荷载作用下挡土结构的位移与失稳、降雨作用下的边坡稳定、上部荷载作用下基础的变形与破坏等，教师需要给出工程案例的具体信息与参考资料，明确学生分组要求、时间分配、课堂任务目标、评分标准等要素，课堂教学中要以学生为主导，教师在必要时进行引导，最终给出分析过程与解决方案。总之，线下教学内容要在线上教学的基础上不断完善、逐步深入、强化应用、加深了解，让学生在掌握理论知识的基础上，学会分析、解决工程问题，将所学知识做到有的放矢，提升课程吸引力，提高学生学习的兴趣与主动性，改善教学效果。

2.3 线上线下混合式教学考核设计

土力学课程线上线下混合式教学考核包括期末考试（50%）、线上学习表现（20%）、线下课堂学习表现（20%）、实验表现（10%）四大模块。期末考试采用闭卷形式，试卷内容包含识记、理解、应用三个层次，设置填空题、选择题、简答题、计算题四种题型；线上学习表现包括知识点视频自主学习时长与进度、签到时间与次数、习题完成情况、互动次数与质量；线下课堂学习表现包括线下考勤情况、小组讨论参与次数与质量、翻转课堂参与次数与完成质量、课后作业完成情况；实验表现包括实验设备操作情况、实验报告完成质量、课堂表现情况。土力学课程线上线下混合式教学考核体系如表1 所示。

表1 “土力学” 课程混合式教学考核体系

3 结语

土力学课程是土木、水利类专业的一门重要的专业基础课，该课程知识点繁杂，具有较强的理论性与实践性，教学难度大。笔者经过多年的一线教学实践，认为线上线下混合式教学模式对土力学课程教学有更好的适用性，也将是时代所需。基于这一认识，本文对土力学课程教学现状进行了全面分析，指出了目前教学中存在的问题，并结合这些问题开展了线上线下混合式教学设计。首先，对土力学课程内容进行了梳理与归纳，总结了22 个知识点，并针对各知识点自主录制了线上教学视频；其次，根据线下教学与线上教学间的完善、强化、拓展关系，明确了线下教学的内容与方式；最后，给出了线上线下混合式教学的考核体系，量化了各考核内容的成绩占比，提高了教学过程中的成绩占比，增强了学生学习的热情与主观能动性。

同时，教学是一个动态的过程，建议任课教师密切关注工程前沿技术与学科发展方向，以学生需求为核心，不断更新完善线上、线下教学资源，改进教学设计与课程考核体系，持续提升土力学课程的教学效果与人才培养质量。