CDIO理念下《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革探討

劉云 賴杰

摘?要：作者結(jié)合CDIO工程教育模式和翻轉(zhuǎn)課程的教學(xué)方法，應(yīng)用于《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課堂中。教學(xué)實踐證明，該方法能激發(fā)學(xué)生興趣，實現(xiàn)教師角色的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)用數(shù)字媒體技術(shù)幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的理解能力和知識遷移能力，綜合提高《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高職教育;翻轉(zhuǎn)課堂;《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課堂;教學(xué)改革

以《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》《重慶市中長期城鄉(xiāng)教育改革發(fā)展綱要》文件精神等為依據(jù)，以全國基本建設(shè)形勢、西部大開發(fā)戰(zhàn)略為契機(jī)，土建專業(yè)的職業(yè)教育更需要以促進(jìn)就業(yè)為導(dǎo)向。此外，“互聯(lián)網(wǎng)+”的浪潮席卷全球，“翻轉(zhuǎn)課堂”“微課”“慕課”紛紛來臨，進(jìn)一步推進(jìn)職業(yè)院校教學(xué)信息化環(huán)境下課堂教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革創(chuàng)新。在此背景下，作者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)歷，以《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課程為例，對高職院校CDIO理念下的翻轉(zhuǎn)課堂實踐教學(xué)開展研究。

一、 當(dāng)前教學(xué)中存在的問題

《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》屬于高職院校建筑工程技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程之一，其內(nèi)容隨著工程實踐的發(fā)展而發(fā)展，具有理論性和實踐性較強(qiáng)的特點。作者在實踐教學(xué)過程總結(jié)出目前存在以下突出的教學(xué)問題亟待改進(jìn)：

（一） 內(nèi)容多與課時少的矛盾突出

重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院17級建筑工程技術(shù)人才培養(yǎng)方案的修訂中，降低了《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》的理論課程學(xué)時。另一方面，為配合其他專業(yè)課程，使學(xué)生的專業(yè)知識體系銜接成系統(tǒng)的整體，增加《基礎(chǔ)的平法施工圖》圖集的識圖內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容多與課時少的矛盾十分突出。

（二） 適合高職層次學(xué)生實訓(xùn)的土工設(shè)備較少

目前市場普遍的土工實訓(xùn)設(shè)備針對適合高職院校學(xué)生實踐的土工設(shè)備相對較少，而更適用于本科、研究生的科研研究。若只采用這些設(shè)備，學(xué)生僅僅會做一些基本的實驗，而對實際工程需要所進(jìn)行的施工現(xiàn)場實驗項目較為茫然，無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（三） 部分學(xué)生數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)薄弱，計算能力較差

本課程重點內(nèi)容涉及和建筑力學(xué)緊密相關(guān)的設(shè)計計算，要求學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)，但大量的力學(xué)計算無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。傳統(tǒng)的課后習(xí)題采用小組討論或者一班一題的形式，導(dǎo)致部分學(xué)生出現(xiàn)相互抄襲現(xiàn)象。特別是附加應(yīng)力、地基沉降等計算，同一個教學(xué)班中能獨(dú)立完整計算出一道題的學(xué)生不多，在一定程度上挫敗學(xué)生的自信心。

二、 CDIO理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的建議

由麻省理工學(xué)院聯(lián)合瑞典三所大學(xué)共同開發(fā)的CDIO是一種全新的工程教育模式與實施理念，其全稱Conceive—Design—Implement—Operate，即構(gòu)思——設(shè)計——實施——運(yùn)行。以完整的項目開展為載體，在此基礎(chǔ)上把教育過程放到工程領(lǐng)域的具體情景中，通過工程情景過程導(dǎo)入學(xué)習(xí)任務(wù)，貫穿于學(xué)生學(xué)習(xí)全過程的團(tuán)隊協(xié)作和創(chuàng)新實踐訓(xùn)練。

作者以重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的產(chǎn)學(xué)研大樓為例，大樓基礎(chǔ)以甲方提供的《地基勘察報告》為設(shè)計依據(jù)。教學(xué)任務(wù)為指導(dǎo)學(xué)生完成一個完整過程的地基勘察工程項目。教學(xué)目的是讓學(xué)生弄清擬建場地地基土的物理性質(zhì)，以工程師的角色規(guī)范編寫《地基勘察報告》，具體流程如下：

（一） 學(xué)生通過視頻開展課前學(xué)習(xí)

翻轉(zhuǎn)課堂微視頻文件拷貝給學(xué)生，學(xué)生可以在個人電腦和智能手機(jī)上播放，不受網(wǎng)速和學(xué)習(xí)場地限制，靈活安排學(xué)習(xí)時間，以學(xué)生為中心，實現(xiàn)教師角色的轉(zhuǎn)換。同時，課前組織學(xué)生到土木綜合實訓(xùn)中心觀摩各種類型的基礎(chǔ)模型。

（二） 對相關(guān)知識點進(jìn)行梳理和分割

學(xué)生在課前觀看視頻接受新知識傳遞時，沒有與教師面對面地直接交流。每個知識點的視頻控制在5～8分鐘內(nèi)。視頻錄像采用PPT動畫法，隨講解過程逐步播放，不出現(xiàn)教師形象，只有畫外音。每個視頻的編號、命名，講解的內(nèi)容順序與教材相同，視頻中適當(dāng)?shù)靥岢鲆恍﹩栴}，留有思考空間。

（三） 課堂進(jìn)行10分鐘知識串講，實現(xiàn)從授業(yè)向解惑過渡

在上課開始時，由教師對本節(jié)知識要點進(jìn)行串聯(lián)講解。其中，對于操作性要求較強(qiáng)的內(nèi)容，采用現(xiàn)場演示和多媒體演示相結(jié)合的方法，有利于學(xué)生掌握操作要領(lǐng)，提高專業(yè)素質(zhì)。

（四） 指導(dǎo)學(xué)生在勘查過程中穿插課堂研討

教師提出由淺入深的4個導(dǎo)學(xué)問題：擬建場地有無不良地質(zhì)作用，是否適宜修建房屋建筑;建筑場地土為哪種類型的土質(zhì);樓房采用天然地基是否可以滿足規(guī)范要求，是否需要進(jìn)行地基處理;建議產(chǎn)學(xué)研大樓的基礎(chǔ)類型選用哪種基礎(chǔ)。

（五） 指導(dǎo)學(xué)生完成《地基勘察報告》的規(guī)范填寫

填寫《地基勘察報告》，旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新意識。

三、

學(xué)生的學(xué)習(xí)行為分析

教師制作調(diào)查問卷讓學(xué)生填寫，主要問題如下：學(xué)生觀看知識點視頻的時間;學(xué)生重復(fù)觀看知識點視頻的時間。統(tǒng)計實際回收問卷份數(shù)，通過調(diào)查結(jié)果和提問，分析學(xué)生在課堂當(dāng)眾發(fā)言情況和對知識內(nèi)化的情況，評價翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果。

四、 結(jié)論

作者結(jié)合具體的教學(xué)經(jīng)歷，融合CDIO工程教育模式和翻轉(zhuǎn)課程的教學(xué)方法，讓學(xué)生以工程師的角色，以重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院產(chǎn)學(xué)研大樓的地基勘察為切入點，從勘測布置、鉆孔取土、原位測試、室內(nèi)試驗到最后報告編寫都是由學(xué)生親自完成。

教學(xué)實踐證明，該方法能改變學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，實現(xiàn)教師角色的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)用數(shù)字媒體技術(shù)幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生理解能力和知識遷移能力，增強(qiáng)學(xué)生的工程實踐意識和實踐創(chuàng)新能力，綜合提高《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

劉云，講師，重慶市，重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院;

賴杰，陜西省西安市，火箭軍工程大學(xué)。