蔣凌云
(吉首大學張家界學院 湖南 張家界 427000)
《基礎工程》是高校土木工程專業(yè)各方向必修的主干課程之一,專門研究建筑基礎及有關結構物設計與建造技術的工程學科[1-2]。本課程建立在土力學的基礎之上,涉及工程地質學、土力學、彈性力學、結構設計和施工等多個學科領域;作為一門專業(yè)主干課程,《基礎工程》課程具有內容豐富、實踐性強、規(guī)范約束強等特點,但在《基礎工程》課程教學過程中仍存在學時少、內容多、交叉學科繁多、實踐環(huán)節(jié)不足等問題,導致眾多理論知識講解抽象,案例分析難以理解[3-4]。因此,筆者基于信息技術,就如何開展獨立本科院?!痘A工程》課程線上線下混合式教學進行了探討,旨在加深學生在課堂上對理論知識的理解,從而更好的將課堂理論知識與實際工程相結合,并運用于實際工程,以期達到良好的教學效果。
《基礎工程》又名《土力學2》,是《土力學1》在工程上的綜合應用。主要涉及地基勘察、深淺基礎的設計、地基處理和基坑支護等實際工程問題,要求學生在學習本門課程具備良好的力學基礎。而本門課程在教學過程中存在以下特點[5-7]:
(1)知識多,內容廣?;A工程是涉及地基勘察、深淺基礎的設計、地基處理和基坑支護等實際工程問題的一門課程,涉及領域較廣,我校選用的是周景星等人主編的清華大學出版社出版的第3版基礎工程教材,該教材包含8章內容,知識點多,總學時64學時。
(2)理論強,知識更新快。基礎工程是圍繞地面以下結構構件設計與施工的一門課程,其研究對下較為抽象,理論計算量大,對學生力學基礎要求較高。同時不難發(fā)現(xiàn)本課程眾多結構構件的設計依托于相關建筑規(guī)范,而建筑規(guī)范一般每幾年更新一次,這就導致該課程的教學內容也對應更改,學生在今后的工作中的知識體系也應隨之更新。
(3)運用廣,外因大。運用本課程知識能夠解決地面以下的結構設計與施工,而所有建筑在修建之前都應進行地基勘察,并依托勘察資料進行結構設計,這就要求學生在平常掌握理論知識的前提下,多進行工程實踐,也要求教師在開展本門課程教學過程中,開展工程實踐教學。但工程實踐教學常受天氣與環(huán)境的影響,這就導致實踐教學難以如期開展。
基于“立德樹人”的教育理念,本課程緊扣“學生為中心”的教學觀念,并結合“以人名校,以業(yè)報告”的校訓和培養(yǎng)高素質應用型技能創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標,本課程總課時64(周課時4),并制定了如下教學內容與學時安排[7-8]。
針對《基礎工程》的教學特點,并結合我校辦學特色和人才培養(yǎng)定位,對基礎工程課程進行信息化教學改革,提出了如下幾種線上教學策略。
TD教學為Task Driven教學,即任務驅動式教學。該策略基于信息化教學改課,課程建設了大量的教學資源,學生可線上線下開展混合式學習,具體教學資源如下。
表1 《基礎工程》教學內容與學時安排
表2 《基礎工程》教學任務資源
課前,依托線上資源,學生提前預習,可培養(yǎng)學生自主學習能力;課中,通過線下集中講授,解決學生預習中存在的問題;課后,再次依托線上資源,學生可鞏固理論知識,還可拓展課程知識。以任務貫穿于教學全過程,實現(xiàn)碎片知識內化。
CO教學為Case Oriented教學,即案例導向式教學。在教學過程中,建設案例資源庫,通過自錄與實拍的方式,收集了大量的實際工程視頻與圖片,依托案例資源啟發(fā)學生思考,讓學生在真實案例中思考,提高學生學以致用能力,實現(xiàn)知識與思維的對話。比如在講解地基失穩(wěn)案例時,我們引入湘江賓館整體平移的案例進行分析,讓學生們思考建筑在整體平移時對地基的要求,由淺入深,由繁到簡,啟發(fā)學生思考,培養(yǎng)學生為國建設的責任意識。
VS教學為Virtual Simulation教學,即虛擬仿真式教學。為解決工程運用廣,受外因影響大的問題,依托虛擬仿真平臺可模擬實際工程的設計與施工。其目的有二:一是豐富學生的學習資源,學生可不受天氣與環(huán)境的影響,實現(xiàn)時間與空間自由式學習;二是學生可在虛擬的環(huán)境中漫游,實現(xiàn)真實場景的模擬,便于學生理解,同時可提升學生實際工程運用能力。
FA教學為Full Assessment教學,即全過程考核式教學。傳統(tǒng)線下教學過程中,課程考核比重通常為期末:平時采取7:3或6:4的考試模式。這無疑使學生在學習過程中輕過程重結果,導致學生的課堂學習積極性極地,學生大多存在“應試”行為。同時,雖然交響詩可以對考勤和提交作業(yè)做出合理客觀的成績,但課堂表現(xiàn)與課堂互動很難給出較為準確公平的評價。
為解決上述難題,在教學過程中制定了相應的課程考核模式。首先,針對課前、課中、課后的任務,根據實施任務的不同設置不同的權重;其次,在課中集中講授時,根據學生線上回答與互動情況,給予不同的課程積分獎懲制度;再者,針對虛擬仿真實操環(huán)節(jié),根據學生線上實操過程與提交成果報告,進行線上考核;最后,每學完一章理論知識,開展一次線上考試,檢驗同學們的學習效果,將過程評價與課程評價相結合,實現(xiàn)課程全程考核。具體考核情況見下表:
表3 《基礎工程》課程考核成績組成
通過改革考核方式,學生在學習過程中,課后的線上作業(yè)和章節(jié)測試需完成線上一定比例的任務點,線上作業(yè)和章節(jié)測試未完成次數累計達到3次(含3次),則通過學習通發(fā)布線上預警,督促學生按時按質完成,實現(xiàn)課程全過程考核。
基于上述教學策略,筆者將上述四種教學策略應用于我校近兩屆(2017級和2018級)土木工程大三學生基礎工程課程教學過程中,取得教學成效如下:
4.1信息技術,助力課堂興趣。本課程授課對象為對互聯(lián)網充滿強烈興趣,課程引入的虛擬仿真技術,大大提升了學生的學習興趣,真正讓學生愛上本門課。
4.2賽教融合,教學相長?;谡n程改革,學生參加各類學科競賽成果顯著,獲得省級及以上獎27項目,教師獲省級教學獎兩項。真正實現(xiàn)了賽教融合,教學相長。
4.3推動職業(yè),雙向遞增。大四畢業(yè)設計選擇基坑支護與基礎設計方向的同學人數逐年遞增,畢業(yè)生就業(yè)選擇地下結構方向的人數也逐年遞增。
基于基礎工程課程改革,結合我校學生基礎工程課程教學特點和教學內容,采用TD教學、CO教學、VS教學、FA教學四種教學方法,并應用于2018級和2019級土木工程大三學生,取得了良好的教學效果,同時也為其它課程的改革提供了參考。