基于发展史及雨课堂的《土力学》教学改革探索(3)

《土力学》不仅是岩土工程领域的核心学科、土木工程领域的重要学科，也是一门兼具理论和实践的学科。因其材料具有天然性、实用性和复杂性以及影响因素的多样性，其内容抽象、公式繁多、各章节的联系不强是造成教师难教、学生难学的主要原因，不断压缩的课时又在客观上加剧了物理化学教学的难度。2013 年以来，国家精品课、资源共享课、微格、微课、MOOC 等教学手段借助线上平台颠覆了传统的教学模式，使学习变得更加自由而高效，成为了我国高等教育领域的关键词和线上教学的代表。借此东风，2016 年4 月，智慧教学工具——雨课堂也迅速从清华的课堂中脱颖而出，其目的是连接师生，将课前—课堂—课后的每一个环节都赋予全新的体验，全面提升课堂教学体验，让师生互动更多，教学更为便捷，最大限度地释放教与学的能量，推动教学改革。一、《土力学》的教学现状和发展历史（一）《土力学》教学现状1.内容多，课时少。课程的主要内容包括土的组成、物理性质、渗透性、土中应力、压缩性、地基变形、抗剪强度、土压力、地基承载力和土坡稳定性，内容繁杂，理论多且抽象、概念多且关联性不强，假设较多，简化方式各异，课时又少。2.教学方式单一。《土力学》的教学一般以教师课上讲授为主，这种“单向灌输式”的教学模式主要强调教师“教”的作用，而忽视了学生“学”的重要性；主要强调课堂上的作用，而忽略了课前课后的重要性。这不仅大大打击了学生的学习热情与兴趣，还降低了课堂教学的效果和效率。3.实验和实践课时少且形式单一。《土力学》课程中关于土的渗透性、压缩性、抗剪强度和土体参数等方面的内容实践性很强，学生缺乏相关的实践经验，仅依靠课堂的理论学习，很难理解和掌握《土力学》的基本理论，因此实验是《土力学》课程教学的一个重要环节，而现在的教学中实践课时很少。土的物理性质中公式繁多，三相关系抽象，缺乏实际模型或对土体的直接感受。4.课程考核方式有待提高。《土力学》课程的总评成绩是由期末理论考试+平时成绩构成，对实验部分没有考核要求。期末理论考试成绩占总评成绩的八成，考试内容主要以识记性的理论知识为主，而结合工程实际的综合性、分析性的题目仅占很小一部分。这种考核方式对教学效果的反馈严重滞后，不利于教师根据学生学习的具体情况对课程内容和进度进行适当的调整。同时，这种考核方式会导致很多学生为了通过考核在考前突击死记硬背，甚至有些考试成绩优秀的学生在后续课程的学习和实践中也不会应用学过的知识去解决实际问题。5.涉及《土力学》发展史的内容较少。《土力学》发展历程较长，内容多，加入相关内容不仅有利于提高学生的抬头率，更有利于学生理解各个部分（土体强度、变形、渗透固结和稳定性）的逻辑性。（二）混合式教学的必要性1.克服传统课堂教学授课时间有限的难题。混合式教学过程分为课前、课堂、课后三个阶段的师生活动。结合本课程特点，课前侧重于提供基本概念、原理、方法的知识背景；课后注重复习和理解，推送工程案例和前沿科研成果，拓展课堂知识点。课前、课堂、课后三个阶段的重点各有侧重，突出《土力学》理论与实践并重的学科特点。2.促进师生线上线下互动，及时获取反馈信息。《土力学》假设较多、简化方式各异、材料复杂，导致学生对知识点的理解参差不齐。因此，开辟一条师生沟通途径，使教师能够及时掌握教学效果尤为重要。教学实践中发现，学生是乐于分享和沟通的。然而，传统课堂教学给学生的时间较少，缺少通畅的师生沟通渠道。3.提供学生反复学习的机会，发挥学生主动性。因为教学学时有限，教师讲解一遍不能保证所有学生都能准确快速地理解，因此，为学生提供反复学习机会十分必要。在混合式教学中，教师可以依托网络平台上传教学视频动画，让学生反复学习。二、雨课堂（一）雨课堂的特点1.无时间限制。雨课堂的使用不受传统课堂教学方式的束缚，学生可以随时登录雨课堂学习PPT、习题集或与老师互动，只要有网络和微信号就可以随时随地学习，没有使用时间上的限制。2.个性化。学生通过雨课堂学习的过程都是确定的，因为每个人对于学习内容的理解和掌握不同，雨课堂允许学生对于不懂的内容通过弹幕功能进行反馈，教师通过查看教师端就会知道哪个学生在哪个问题上存在问题，从而在课后为学生专门解答。3.“弹幕式”课堂讨论。雨课堂将视频网站中的弹幕功能移植到了课堂环境中。弹幕具有“后台实名制”的特点，促使学生更为踊跃地表达自己的观点，也有利于教师更全面地了解不同学生的想法。在课堂互动中引入弹幕，对于受二次元文化熏陶成长起来的新一代学生而言有着亲切感。4.数据采集与分析。雨课堂可以将学生的学习状态记录下来，从学生的课前学习、课堂互动和课后完成作业等方面帮助教师分析学生的学习情况。课内限时习题、“不懂”按键、“弹幕式”讨论、推送“手机课件”等功能可以自动采集学生在使用过程中产生的所有学习行为，这些数据被整合分析后，将帮助教师量化了解学生的学习效果，从而让教师更好地评估自己的教学过程，进而调整自己的教学策略。5.可以分组。学生可以自行组队，也可以由老师分组，同时可以建立线上讨论区结合线下分组和讨论，这种方式便于学生针对感兴趣的问题进行深入讨论和交流，不同小组也可以进行穿插学习，便于老师将一个问题的不同解决方法交给不同的学生组进行分析、讨论和总结。6.雨课堂让教师教得更轻松，让学生学得更快乐。雨课堂连接课前与课堂的功能为克服多媒体教学弊端提供了简单的应对策略。教师可以在课前向每一位同学推送预习课件，让学生在课前完成一定量的预习任务，这样，在课堂上教师更容易做到以学生为中心、教师为主导，及时调整授课风格，活跃课堂气氛，提高学生的主观能动性。从学生的角度考虑，如果学生能在雨课堂这一应用工具的约束下完成一定的课前任务，有所准备地进入课堂，那么课堂上接受知识将变得相对轻松。（二）雨课堂教学中存在的问题以及对策1.课堂频繁使用手机，容易导致学生分心。注意力不集中的同学容易玩游戏或者浏览与学习内容无关的信息，从而降低听课效率和效果。这就需要建立吸引、监督考核和反馈机制。首先还是依靠老师的师德、教学艺术和方法吸引学生听讲，另外可以加强互动和显示答题测试，平时成绩根据互动答题给出。2.预习的真实性问题。由于预习环节是在课前和课外在线进行，学生是否真实参与，难以监督。一方面需要加强引导，提高学生的主动性和积极性；另一方面，要合理设计预习材料，凝聚预习内容的知识点，必要时利用多媒体技术进行辅助，增加动画和视频等。3.课后复习总结的问题。课后复习总结是很多教师容易忽视的问题，仅仅依靠考试前的复习往往印象不深，可以通过设置课后作业或者创新题目的方式，引导学生学习。三、基于发展历史及雨课堂的教学改革（一）实施方法针对专业课程《土力学》，开展基于雨课堂进行教学探索与实践，具体实施方法见图。雨课堂教学实施方法（二）课前—课堂—课后教学内容通过雨课堂，有机串联起课前、课堂、课后各个教学环节，各环节的具体内容为：第一，课前教师推送预习材料（包含视频、习题和语音讲解）推送到学生微信，让学生开展自主学习、小组讨论，总结出预习中存在的疑点和难点，并通过自测练习掌握自学效果。第二，由各个学习小组依次展示探究式学习中取得的成果和疑惑，存在的疑惑由教师引导全班学生开展课堂讨论，最后教师根据预习和讨论的情况，再有针对性地讲解重难点，实现先学后教、以学定教、以教导学。课上幻灯片逐页发送到学生微信，使学生上课不再忙于抄写、拍照；随堂限时习题应答，使学生听课更专注；弹幕式讨论功能，方便学生并行讨论、随时开关；如果没有听懂，学生可以使用“不懂”按钮匿名反馈给教师。第三，课后，教师将作业和拓展学习资料推送到学生手机端，学生进行个性化学习及学习效果测试，而且可以通过手机终端在雨课堂上回顾教师的授课课件，复习课程相关内容。对于不明白或者想探讨的地方，可以通过雨课堂的“报告老师”板块给教师留言，与教师进行实时问答、互动探讨。四、结语雨课堂利用我们熟悉的微信进行个性化预习、互动和测试，操作简单，容易上手，投入较小。与传统教学模式相比，雨课堂更利于调动学生们的积极性，增强师生之间的互动性，通过数据分析让教学从“经验驱动”变成“数据驱动”，提高了课堂教学效率，是值得所有老师和学生关注的热点问题。雨课堂实现了学生可以不受时间和空间限制，同时又可以匿名与教师沟通学习心得的目的，这是传统课堂教学无法比拟的。在《土力学》教学中融入这些内容不仅有利于与学生互动，激发学生的好奇心，提高吸引力，也有利于学生对相关知识进行更为深入的理解，以激发学生创造力。这种混合式的教学模式在教授学生理论知识的同时，又培养了学生的动手能力、分析问题与解决问题的实践能力，提升了学生的综合素质。对于《土力学》这种经验性很强、假设较多、理论性较深、有些抽象的学科来说，翻转课堂要求教师有丰富的《土力学》知识储备。虽然混合式教学很难，但在国家重视教学的背景下，在雨课堂等工具的辅助下，相信混合式教学的方式和效果会越来越好，这也为其他土木类课程的混合式教学提供了有益参考。

文章来源：《岩土工程学报》 网址: http://www.ytgcxb.cn/qikandaodu/2020/1029/404.html