助力岩土类专业学生创新实践能力提升的混合式教学模式研究与实践

王迎超　柳志军　王其昂　许国安　梁宸

［摘 要］混合式教学是面对面教学和在线教学的融合，可有效促进高校教学改革。为提高岩土类学生专业课程教学质量，项目组通过建设地下工程虚拟仿真实验系统、地下工程重大灾害案例库等一系列核心岩土类专业课程信息化教学资源，形成了“信息促教”的专业课程教学资源信息化平台和素材库。开展“讲授+自学+研讨”“课堂+课外”“线上资源+线下资源”相结合的混合式教学模式研究与实践，并建立岩土类学生创新能力培养长效机制。实践表明，混合式教学模式有助于激发学生学习的积极性和主动性，提高了岩土类专业课程教学效率和效果，提升了学生的创新思维，增强了学生的工程实践应用和科研创新能力。

［关键词］混合式教学；岩土类学生；创新实践；信息化教学

［中图分类号］ G642 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）17-0059-03

教育部印发的《教育信息化“十三五”规划》指出，要大力推进在线开放课程线上线下混合式教学改革。国家高度重视教育信息化，制定了一系列政策以保证其得到有效发展。混合式教学模式以其融合传统课堂和信息化教学的优势成为当前众多高校使用的一种教学模式[1]。混合式教学有助于提高学生自主学习的积极性，通过课前、课中、课后的师生互动形成教学过程闭环，能有效提升课堂教学质量。

混合式教学模式在土木工程专业，特别是在岩土类专业课程实践中具有重要价值，教师可以根据实际情况灵活选用合理的教学方法[2]，使学生能结合具体工程项目，一边学习知识一边进行实践应用。教师还可以通过线上直播教学的方式，结合真实的土木工程项目应用场景为学生提供教学素材。国内众多学者对混合式教学模式在土木工程专业中的应用进行了探索，取得了较好成果。唐站站等研究了土木工程专业混合教学模式中存在的不足，并提出具体实施办法[3]。张爱国等说明了应用型民办高校土木工程专业的教学情况，并对“互联网+教育”背景下的混合教学模式进行探讨[4]。杨述明等结合土木工程制图课程，依托大型开放式网络课程慕课平台上丰富的资源优势，较为系统地阐述了教学过程中遇到的阻碍，并且着眼于慕课这一网络平台和及时教学这一理念，总结出了课前自主性学习、课堂针对性讲解、课后综合性评估三个阶段相融合的混合教学模式[5]。廖灵青阐述了在混合式“金课”导向下如何将超星学习通较好地运用于土木工程材料课程教学[6]。于淼等基于OBE理念，引入了建筑云课网络平台，着力构建线上线下混合教学模式[7]。刘国民等主要着眼于高职院校土建类岩土课程，分析了混合式教学模式的主要影响因素[8]。周英明等针对留学生典型特点，提出了任务驱动式教学法并加以实施[9]。

综上，众多学者长期以来关注混合式教学模式改革研究，并取得了较多的研究成果。但是，关于岩土类专业课程混合式教学模式的研究成果还较少，相应的教学方法体系还不够完善。

一、混合式教学在岩土类专业教学中的作用

在岩土类专业课程教学中，混合式教学模式的作用主要体现在以下四个方面：一是有利于模块化、项目化、立体化、结构化、仿真化、视觉化教学资源建设，能有效解决传统单一文本教学资源“进不去、看不见、摸不着、难理解”的问题；二是有利于学生开展自主化、个性化、泛在化学习，能有效满足不同学生灵活化学习的需要；三是有利于对学生进行管理和考查，可实现教师对教学的数字化、精准化、及时化、高效化的反馈和管理，以及针对学生开展过程化、多元化和客观化的学习考核评价；四是有利于提高课程教学的效率和质量，可以使教师能够根据线上教学情况，更有针对性地进行线下深度课堂教学。

通过开展混合式教学，将课程教学与工程实际、学术研究创新结合起来，有助于实现优势最大化。把岩土类专业课程教学与工程设计、施工等联系起来，将最新科研成果融入课堂和网络资源教学中，有助于学生通过课程学习掌握理论原理、知识概念和计算方法。通过开展混合式教学，培养学生解决问题的思维，提高学生学习的积极性。

二、 教学改革思路及实施路线

（一）总体教改思路

1.建设信息化教学资源。依托团队最新科研项目，遴选最新的、适宜的研究成果，进行归类整理，将科研成果转化为教学内容。建设地下工程虚拟仿真实验系统、地下工程重大灾害案例库等一系列核心岩土类专业课程信息化教学资源，形成“信息促教”的专业课程教学资源信息化平台和素材库，拓宽学生岩土类专业学习渠道，提升学生的创新能力。

2.探索多元化教学新模式。依托岩土类专业課程在线教学资源，构建“讲授+自学+研讨”“课堂+课外”“线上资源+线下资源”相结合的教学模式，探索“课前预习—教学组织—课后总结与考核”的翻转课堂教学新模式，优化课程考核评价标准，不拘泥于某一种授课方法，引导学生进行自主学习，提高学生的专业课学习能力，强化师生间、学生间的互动，促进教学相长。

3.开展“信息促教”教学实践。基于信息化教学模式，依托已构建的网络教学资源与平台，采用启发式教学，针对岩土类专业存在的工程设计问题，对规范中涉及的设计理论进行深入分析，强化学生对知识的进一步理解和掌握，在实现学生知识内化、巩固的同时，重点培养学生自学、探讨、沟通及发现和解决问题的能力。

（二）实施方案

1.构建丰富的信息化在线教学资源，促进学生便利、共享式学习。研发、完善地下工程虚拟仿真实验及工程案例库系统。融入团队最新科研理念和成果，研发并进一步完善地下工程虚拟仿真实验系统，自主建立并逐步完善地下工程重大灾害案例库。

2.构建多元化教学新模式，促使学生在学习中发挥主观能动性、团结协作性、学习探索性。（1）线上预习+线下课堂研讨（翻转课堂）。依托已建设的网络数字化教学资源和视频在线课程平台，探索工程案例式、翻转课堂等教学方法，开发微助教教学辅助工具，形成“构建情境—提出问题—确定方向—独立探索—研讨启发—交流共赏—评价提升”的课堂教学新模式。（2） 线上自主学习。针对信息类教学内容或其他不利于现场教学的情况，结合地下工程虚拟仿真实验系统、在线课程等资源，引导学生开展自主探究学习，形成“线上自学—小组研讨—模拟考试—循环巩固—综合评价”的教学新模式。（3） 线下课堂为主+课外线上为辅。针对传统理论性、逻辑性较强的课程内容，以课堂教学为基础，充分依托已建设的信息化在线教学资源，开发微助教课程管理系统，形成“课堂讲解—启发教学—课外巩固—效果提升”的教学新模式。

3.建立创新能力培养长效机制，提升岩土类专业学生创新实践能力。依托导师科研项目和创新科技竞赛等，构建各年级全覆盖的科研小团队，推行“人人做科研、个个有项目”的理念，同时制定导师工作职责制度和考核激励机制，保障良好的“育苗”科研环境。在课程考核中，适当加大关于科研动态话题的试题比例；在实习环节，积极鼓励学生前往科研院所参观学习，设置专门的实习答辩通道；在毕业设计环节，鼓励学生在导师的指导下自由选题，从各个环节进行跟踪指导与培养，全面提升学生的科研素养。

三、教学效果

（一）课堂教学应用效果

信息化在线教学资源和教学新模式已应用于中国矿业大学的矿山建设工程、隧道工程、岩石力学、交通规划与道路勘测设计、地下工程灾害与防护、桥梁工程等课程教学中，通过引入最新科研成果，依托信息化在线教学资源与平台，以更为直观形象的方式来讲解理论性比较强的岩土类工程问题，改变以往传统单一的课堂教学方法，使教学从传统课堂单一途径扩展到自学、翻转课堂等多种方式，极大地提高了教学效率，受到广大学生的一致好评。

（二）实践教学应用效果

通过已建设的地下工程虚拟仿真实验系统、地下工程重大灾害案例库、在线教学资源库、微助教课堂管理平台，实现了教学资源的网络共享和学生自主学习的智能管理。信息化教学资源以实际工程案例为依托，以最新科研成果为特色，学生可随时随地开展线上学习，及时了解工程现场和行业最新科研动向。通过这些举措，提高了岩土类专业学生的社会竞争力，使学生毕业后能够很快地融入工作岗位。

（三）科研小团队的建设应用效果

已在中国矿业大学土木工程地下工程、道桥工程专业中成立了科研小团队，科研小团队成员参与教师科研项目、申报各级创新训练项目、参加课外自主科研活动的积极性较高。通过自主选择科研课题、开展文献检索与讨论、进行科学研究训练，学生的思维能力和学习的自主性大大提高，在实际工程中运用知识的能力和科研素养也得到了提升。

（四）创新实践能力提升效果

混合式教学模式已成功应用于中国矿业大学岩土类专业教学中，学生获得了全国首届地下空间创新大赛概念设计奖、江苏省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛等国家级和省级奖励，成功申报创新创业训练项目共50余项。同时，本教学改革成果也为中国矿业大学其他工科专业教学改革实践起到重要借鉴作用，具有较高的推广应用价值。

四、结语

第一，对于岩土类专业而言，理论和实践的结合是核心基础。通过混合式教学新模式，将线上信息化教学资源和线下实体教学资源相互融合，将课堂教学与工程实际、科研创新有机结合，实现教学过程科研化、工程和科研成果教学化，使三者相互促进，相益共长。基于产教研融合的理念，在线上线下教学资源中引入前沿科技成果，在社会产业与科技创新中融入专业课程内容，同时结合实际工程案例，使学生将知识融入生产和运用，从而加深对知识点概念、原理以及应用场景的理解。这种混合式教学模式既可以使原本晦涩抽象的专业知识变得通俗易懂、形象生动，加深学生对教学内容的理解和掌握，也有助于锻炼学生的思维能力、提高学习能力。

第二，混合式教学与信息化在线教学相结合的教学模式，在中国矿业大学矿山建设工程、隧道工程、岩石力学、交通规划与道路勘测设计、地下工程灾害与防护、桥梁工程等重要的专业核心课程中得到了充分应用，并发挥了很好的作用。依托信息化在线教学资源与平台，在教学中引入前沿科技成果和实际工程案例，将抽象的岩土类工程问题变得具体可视。大力改革创新教学方式，以自学、翻转课堂等方式取代传统的教学模式，极大地提高了学生的学习兴趣，提高了教学效率。

第三，创新实践能力的培养是高校岩土类专业教育的重点，在教学模式上实现改革创新尤为重要。在混合式教学新模式中加入信息化在线教学资源，能有效培养岩土类专业学生的创新实践能力。在后续岩土类专业学生培养中，要进一步丰富信息化在线教学资源，增加工程案例；进一步完善和改进混合式教学新模式，促进学生主动学习、探索学习、合作学习；构建学生创新实践能力培养体系，确保创新实践能力培養模式的长效性。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 张淑辉，高雷虹，杨洋.高校课程思政混合式教学困境及改进策略[J].教育理论与实践，2023，43（3）：57-60.

[2] 贾燕.混合教学模式在土木工程专业教学中的应用探索：评《土木工程类专业教育教学改革探索》[J].中国教育学刊，2021（5）：138.

[3] 唐站站，李夏元，马遥.混合教学模式在土木工程专业教学中的应用[J].现代职业教育，2022（22）：49-51.

[4] 张爱国，严桂凤，沈惠，等.“互联网+教育”背景下土木工程专业混合教学模式探讨[J].计算机产品与流通，2019（6）：213.

[5] 杨述明，梁兵，王长华.基于混合教学理念的土木工程制图教学改革研究[J].高等教育研究学报，2017，40（1）：94-97.

[6] 廖灵青.混合式“金课”导向下超星学习通在“土木工程材料”课程教学中的应用[J].西部素质教育，2020，6（2）：122-123.

[7] 于淼，于学生，谷丹丹.基于OBE教育理念下的线上线下混合教学模式改革研究：以“土木工程材料”课程为例[J].广西城镇建设，2021（11）：139-141.

[8] 刘国民，黄梅.高职工程岩土课程混合式教学模式的实践研究[J].教育观察，2020，9（30）：68-71.

[9] 周英明，张坤鹏，王树伟，等.混合教学模式下任务驱动式教学法在留学生教学中的应用：以土木工程专业汉语教学为例[J].北部湾大学学报，2020，35（10）：66-70.

［责任编辑：苏祎颖］