問題導(dǎo)向教學(xué)疊加智慧課堂模式在“地下基礎(chǔ)工程概論”課程中的實(shí)踐與探索

仇 浩

（上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 上海 200240）

隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，如何將信息化和智能化有機(jī)地融入新時(shí)代高等教育體系成為教育研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。“線上線下”混合教學(xué)不受時(shí)間與空間限制，并且授課形式更加多元化。這種新型的教學(xué)模式結(jié)合了傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的優(yōu)勢，不僅調(diào)動了學(xué)生的主動性、積極性，還充分發(fā)揮了教師善于引導(dǎo)、重在啟發(fā)的主導(dǎo)作用，更好地滿足了大學(xué)教育“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)要求。本文基于問題導(dǎo)向教學(xué)疊加智慧課堂的“線上線下”融合模式，在環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)本科生的一門必修特色專業(yè)課程“地下基礎(chǔ)工程概論”中展開系統(tǒng)研究與實(shí)踐。

1 “地下基礎(chǔ)工程概論”課程教學(xué)中的問題

地下基礎(chǔ)工程在設(shè)計(jì)和施工過程中不可避免地會涉及一些環(huán)境問題。如何滿足基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)要求且有效減小對環(huán)境造成的有害影響，是設(shè)計(jì)師及環(huán)境科學(xué)工作者不可回避的問題。同時(shí)，深入了解土的物理性質(zhì)、基礎(chǔ)類型、基坑開挖與地下水控制對環(huán)境的影響、地基處理技術(shù)及特殊土地基處置方法對環(huán)境的影響也是環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)生（特別是土壤學(xué)方向）必備的基礎(chǔ)性專業(yè)知識?！暗叵禄A(chǔ)工程概論”是一門面向環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)本科生的必修特色專業(yè)課程，其內(nèi)容廣泛，涵蓋土力學(xué)、基礎(chǔ)工程、環(huán)境工程三大內(nèi)容，是一門典型的學(xué)科交叉課程。因此，學(xué)好“地下基礎(chǔ)工程概論”，既能拓寬環(huán)境學(xué)領(lǐng)域理工科學(xué)生的視野，又能使學(xué)生將基本理論知識與工程實(shí)踐密切結(jié)合，運(yùn)用其所學(xué)知識解決設(shè)計(jì)和施工中遇到的環(huán)境問題?？傮w而言，該門課程集理論與實(shí)踐、設(shè)計(jì)與施工于一體，具有高理論性、強(qiáng)專業(yè)性、強(qiáng)實(shí)踐性的特點(diǎn)，課堂教學(xué)難度較大。

傳統(tǒng)的線下課堂學(xué)時(shí)少但課程知識點(diǎn)多，教師很難在有限的時(shí)間內(nèi)高效地完成教學(xué)內(nèi)容的有效輸出。此外，在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師和學(xué)生的關(guān)系往往是主客對立的，教師處于教學(xué)活動的核心位置，而學(xué)生常處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)。在授課過程中，這種被動式的學(xué)習(xí)會降低學(xué)習(xí)者的積極性和創(chuàng)造性，并且學(xué)生的個(gè)體差異性容易被忽視，無法滿足各層次學(xué)生的個(gè)性化需求。最新頒布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》明確指出：“要注重學(xué)思結(jié)合，倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、討論式和參與式教學(xué)，幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)”。這昭示著國家對進(jìn)一步深化新時(shí)代教育教學(xué)改革以及全面提升教育教學(xué)質(zhì)量的堅(jiān)定信念。由此可見，傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式已很難滿足新時(shí)代高等教育教學(xué)要求，亟需將問題導(dǎo)向教學(xué)疊加智慧課堂的“線上線下”融合模式應(yīng)用于“地下基礎(chǔ)工程概論”課程中。

2 “地下基礎(chǔ)工程概論”線上線下混合式教學(xué)模式建設(shè)

2.1 “線上問題導(dǎo)向教學(xué)疊加線下智慧課堂”模式

近年來，多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展，教育思想和理念也隨之更新，線下傳統(tǒng)教學(xué)融合網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的新模式應(yīng)運(yùn)而生，從根本上改變了傳統(tǒng)教學(xué)中的師生地位和關(guān)系，在培養(yǎng)學(xué)生的基本學(xué)習(xí)技能、信息素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、溝通與協(xié)作能力、實(shí)踐能力等方面展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢。線上線下混合式教學(xué)模式包括教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容三個(gè)部分，其中教師作為教學(xué)活動的發(fā)起者，參照教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)“線上線下”課程，學(xué)生作為教學(xué)活動的參加者，配合使用教師提供的教學(xué)資源，積極開展自主學(xué)習(xí)。在這一過程中，教師結(jié)合課程內(nèi)容，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，為學(xué)生營造完整的學(xué)習(xí)情境，同時(shí)，以問題為驅(qū)動促使學(xué)生將被動式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動型探索，以培養(yǎng)其良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，進(jìn)一步借助智慧課堂，完成輔導(dǎo)答疑、練習(xí)測試以及考核評估等多項(xiàng)內(nèi)容。與傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式相比，這種問題導(dǎo)向疊加智慧課堂的新型教學(xué)形態(tài)更加強(qiáng)調(diào)線上與線下教學(xué)的融合，通過“線上線下”雙向互促、相互交流，確保教學(xué)資源優(yōu)化利用，在保障教學(xué)效果的同時(shí)提升教學(xué)質(zhì)量。

2.2 “地下基礎(chǔ)工程概論”線上線下混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

借助上海交大Canvas平臺建立“地下基礎(chǔ)工程概論”在線開放課程，教學(xué)資源取自教師自錄教學(xué)微課、PPT課件、在線題庫、參考資料等，以多元化的教學(xué)資源為基礎(chǔ)，本著“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的原則，實(shí)施“線上問題導(dǎo)向教學(xué)+線下智慧課堂”融合模式。教師在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中，需要及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，把控好課堂節(jié)奏，加強(qiáng)線“線上線下”教學(xué)資源的聯(lián)動，為學(xué)生完成各項(xiàng)任務(wù)提供便捷條件。具體體現(xiàn)在對整個(gè)“線上線下”的學(xué)習(xí)活動進(jìn)行模塊化處理，分別在課前、課中以及課后采取問題驅(qū)動的方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題導(dǎo)向式自主學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生內(nèi)化課堂知識，強(qiáng)化自我學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)家國情懷，提升綜合素質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，在線下課堂中加強(qiáng)工程實(shí)例剖析，有助于學(xué)生更加深刻地認(rèn)識和理解工程項(xiàng)目。比如教師在設(shè)計(jì)土坡穩(wěn)定、地基承載力、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、土的滲透性及滲流等教學(xué)內(nèi)容時(shí)加入典型工程案例剖析環(huán)節(jié)，為學(xué)生提供更多理論聯(lián)系工程實(shí)際的機(jī)會，通過課中講授答疑、一問一答、小組討論和課后復(fù)習(xí)等教學(xué)手段，鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識分析并解決工程實(shí)際問題的能力。

3 “地下基礎(chǔ)工程概論”線上線下混合式教學(xué)模式實(shí)施

3.1 課前預(yù)習(xí)

作為學(xué)習(xí)過程中的重要環(huán)節(jié)，有針對性地預(yù)習(xí)可以讓學(xué)生高效厘清“地下基礎(chǔ)工程概論”課程的重點(diǎn)與難點(diǎn)。教師應(yīng)當(dāng)積極引導(dǎo)學(xué)生利用問題導(dǎo)向式自主學(xué)習(xí)模式，完成課前預(yù)習(xí)。教師可以利用電腦或手機(jī)端建立課程群組，課前下達(dá)具體的預(yù)習(xí)任務(wù)。比如土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的基本知識、土壤組成結(jié)構(gòu)的基本知識、樁基礎(chǔ)的概念，通過線上平臺推送相關(guān)學(xué)習(xí)資源，并根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)置互助討論、闖關(guān)測試、在線答題等環(huán)節(jié)強(qiáng)化重點(diǎn)和難點(diǎn)知識，使預(yù)習(xí)任務(wù)安排得合理且高效。通過收集課前預(yù)習(xí)階段學(xué)生存在的主要問題，及時(shí)調(diào)整授課答疑的重心，并準(zhǔn)備對應(yīng)的隨堂測驗(yàn)題目。教師可通過后臺實(shí)時(shí)查看學(xué)生線上學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，初步評估學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)及學(xué)習(xí)興趣，靈活調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的定制化，精準(zhǔn)滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。在課前預(yù)習(xí)中，教師可通過有效的引導(dǎo)和督促培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

3.2 課中講授

在課中講授答疑階段，要堅(jiān)持做到以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)。在課堂上，主要以講解、答疑、測試為主，教師根據(jù)課前預(yù)習(xí)和課堂情況及時(shí)調(diào)整各部分比例，始終讓學(xué)生處于課堂的中心地位，通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、問題驅(qū)動、互動討論等方式引導(dǎo)學(xué)生積極主動地分析和解決問題。為了使學(xué)生更好地理解課本中的理論知識，教師可以借助案例剖析，比如舟曲泥石流等失敗甚至造成災(zāi)難的工程實(shí)例，使學(xué)生能非常直觀地意識到學(xué)好理論知識對于解決這些實(shí)例中遇到的問題至關(guān)重要，從而提升學(xué)習(xí)興趣。另外，教師還可以通過設(shè)置主題討論環(huán)節(jié)對本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講解，在此過程中盡可能地做到深入淺出，用學(xué)生最容易理解的語言向?qū)W生傳遞思考和論證的思維過程，引導(dǎo)學(xué)生同步思考，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的認(rèn)知。例如，針對設(shè)置地下基礎(chǔ)工程施工場景，要求學(xué)生對施工技術(shù)、施工管理等系列環(huán)節(jié)開展評估，論證地下基礎(chǔ)工程施工活動存在的不足，并給出合理的處置建議。通過上述問題，教師逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入工程實(shí)際案例的情境中，自發(fā)運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行判斷，同時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生開展小組討論，讓課堂成為學(xué)生互動的舞臺，最后選擇小組代表發(fā)言，其他小組成員予以點(diǎn)評，教師進(jìn)行總結(jié)性陳述，歸納總結(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容。在整個(gè)授課過程中，為增加課堂趣味性，可以在小組討論部分設(shè)置搶答、投票等環(huán)節(jié)，以此提高學(xué)生課堂參與互動程度。通過理論和實(shí)踐相結(jié)合的方式，教師可以使學(xué)生深入理解理論知識，并在工程實(shí)例剖析中探索其原理，然后加以創(chuàng)新。在此階段，經(jīng)過教師的詳細(xì)講評和查漏補(bǔ)缺，學(xué)生基本可以掌握本節(jié)課的重點(diǎn)知識，同時(shí)能夠有效鍛煉溝通合作、歸納總結(jié)以及創(chuàng)新能力。

3.3 課后復(fù)習(xí)

課后階段主要針對課堂授課內(nèi)容進(jìn)行鞏固、提升和拓展。教師應(yīng)當(dāng)通過學(xué)習(xí)云平臺及時(shí)發(fā)布隨堂配套練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和批判性思維。學(xué)生靈活運(yùn)用課上所學(xué)知識獨(dú)立思考并完成練習(xí)題目后，將其上傳至學(xué)習(xí)平臺，由教師及時(shí)批閱并進(jìn)行個(gè)性化答疑解惑。教師在此階段應(yīng)充分利用線上教學(xué)平臺，根據(jù)艾賓浩斯記憶曲線，采用“少量多次”的方式及時(shí)開展課后引導(dǎo)性復(fù)習(xí)與自測。當(dāng)天的復(fù)習(xí)性練習(xí)盡量安排在課中，保證在近一半知識遺忘前回憶關(guān)鍵的知識點(diǎn)，若課中無法完成復(fù)習(xí)任務(wù)，則使用云平臺布置適量綜合題目。教師可以借助云平臺的統(tǒng)計(jì)功能及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并在一天、三天之后再次布置適當(dāng)?shù)木毩?xí)題目，引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)針對所學(xué)知識及記憶效果進(jìn)行復(fù)習(xí)和自測。對于較為簡單的知識點(diǎn)適當(dāng)調(diào)整復(fù)習(xí)次數(shù)，對于學(xué)有余力的學(xué)生則鼓勵(lì)其利用云平臺進(jìn)行拓展訓(xùn)練。

3.4 課程考核

傳統(tǒng)的線下教學(xué)考核過分依賴于考試成績，評價(jià)學(xué)生的手段較為單一，缺乏客觀性。在線上線下混合式教學(xué)模式中，教師需要實(shí)時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，依托學(xué)習(xí)平臺完善多元化課程考核體系。在這一過程中，教師應(yīng)當(dāng)靈活設(shè)置“線上線下”學(xué)習(xí)情況的考評比例，同時(shí)豐富考評形式，使用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)及時(shí)量化學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，從課前預(yù)習(xí)、課中參與主題討論、課堂互動程度、課后復(fù)習(xí)等多個(gè)維度對學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行量化評價(jià)，更加真實(shí)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從而構(gòu)建基于過程的立體化學(xué)生評價(jià)體系。

4 結(jié)語

借助上海交大Canvas平臺的“地下基礎(chǔ)工程概論”在線開放課程，施行傳統(tǒng)線下授課與網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)互相聯(lián)合與補(bǔ)充的“線上線下”混合教學(xué)模式，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，積極創(chuàng)設(shè)生動有趣的教學(xué)情境，最大限度地激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)熱情和探索精神，有效增強(qiáng)課堂教學(xué)效果。“線上線下”融合教學(xué)的精心設(shè)計(jì)取得了較好的教學(xué)效果，主要表現(xiàn)在以下方面：一是知識層面，使學(xué)生更好地掌握土體的物理性質(zhì)和工程分類，掌握各種基礎(chǔ)類型及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的原則，了解基坑開挖與地下水控制的常用形式、特點(diǎn)及對環(huán)境的影響分析，了解相關(guān)地基處理技術(shù)，了解特殊土地基的形成機(jī)理及不同處置方法對環(huán)境的影響；二是技能層面，使學(xué)生更好地掌握地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本原理，同時(shí)具備從事基礎(chǔ)工程環(huán)境管理的能力，對于常見的基礎(chǔ)工程引發(fā)的環(huán)境問題，能夠提出合理的處置措施。由此可見，將問題導(dǎo)向教學(xué)疊加智慧課堂的線上線下融合模式應(yīng)用于“地下基礎(chǔ)工程概論”課程中可以獲得事半功倍的教學(xué)效果。