工程教育认证背景下土力学课程线上线下混合式教学改革与实践

摘要：工程教育认证以学生为中心、成果/产出/结果导向、持续改进作为其三大核心理念，其中学生中心是宗旨，成果导向是要求，持续改进是机制。三大核心理念满足当代工程教育人才培养的新需求，加强工程技术与人文、社会、法律、环境的融合，有利于实现整体培养，符合新时代对当代大学生提出的全新要求。以此为背景，土力学作为土木工程专业力学原理与方法领域的五门核心课程之一，其少学时的课程安排不利于实现土木工程专业高质量的人才培养，同时给专业认证要求课程目标的达成带来了不少挑战。针对土力学课程学时的压缩，笔者提出以线上线下混合式教学为突破口，突出学生的中心地位，对课程教学内容进行重构，建设课程思政案例库；注重过程考核，将课程单元测试成绩计入过程考核。相应的教学改革措施已得到实践并取得了良好效果。

关键词：工程教育认证土力学教学改革少学时线上线下混合式教学

中图分类号：G434

ReformandPracticeofHybridOnlineandOfflineTeachinginSoilMechanicsCoursesUndertheBackgroundofEngineeringEducationCertification

YUXianbin*LIWeiZHUDengyuanSONGXiaoyuan

SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，LinyiUniversity，Linyi，ShandongProvince，276003China

Abstract：Engineeringeducationcertificationfocusesonthreecoreconcepts：student-centered，outcomeoriented，andcontinuousimprovement.Amongthem，student-centeredisthepurpose，outcomeorientedistherequirement，andcontinuousimprovementisthemechanism.Thethreecoreconceptsmeetthenewrequirementsoftalentcultivationincontemporaryengineeringeducation，strengthentheintegrationofengineeringtechnologywithhumanities，society，law，andenvironment，whichisconducivetoachievingoverallcultivationandmeetthenewrequirementsoftheneweraforcontemporarycollegestudents.Againstthisbackdrop，SoilMechanics，asoneofthefivecorecoursesinthefieldofmechanicalprinciplesandmethodsinCivilEngineering，isnotconducivetoachievinghigh-qualitytalentcultivationinCivilEngineeringduetoitsshortageofclasshours.Atthesametime，itposessignificantchallengestoachievingthecourseobjectivesrequiredforprofessionalcertification.InresponsetothecompressionofclasshoursinSoilMechanicscourses，thisarticleproposestouseahybridonlineandofflineteachingapproachasabreakthroughpoint，highlightingthestudent-centeredposition，reconstructingtheteachingcontentofthecourse，andconstructingacaselibraryofideologicalandpoliticaleducationinthecourse.Itemphasizesprocessassessment，andtheresultsofcourseunittestsareincludedintheprocessassessment.Thecorrespondingteachingreformmeasureshavebeenputintopracticeandhaveachievedgoodresults.

KeyWords：Engineeringeducationcertification;SoilMechanics;Teachingreform;Shortageofclasshours;Hybridonlineandofflinelearning

《土力学》课程作为土木工程专业力学原理与方法领域的五门核心课程之一，其课程内容结合了理论知识、实验研究和工程经验，是基础工程、地基处理等课程的先修课程，在课程体系中发挥着举足轻重的作用。本课程以学生掌握理论知识作为低阶目标，以学生掌握工程实践与实验研究作为高阶目标，培养学生利用土力学的基本理论和研究方法解决土工结构物或地基存在的有关土的强度、变形及渗透问题，达到土木工程专业按工程师能力指向培养学生的毕业要求[1-2]。随着5G时代的到来，学生获取知识的渠道更为广泛，体现以学生为中心的线上自主学习和线下课堂互动已成为新的学习方式，填鸭式的课堂教学已不符合新的时代背景。线上线下的混合式教学模式符合工程教育专业认证的三大教学理念[3]。以此为背景，笔者融入课程思政元素，完善土力学课程教学设计，重塑课程教学内容；结合学时少的实际情况，以学生为中心，探索土力课程线上自学内容，重构线下课堂教学内容和组织形式；加强过程考核，除考查平时作业、课堂讨论、考勤等指标外，将单元测试也列入过程考核，增强任课教师对学生一定阶段学习效果的掌握，利于课程教学的持续改进。

1土力学教学中存在的问题

在本校新修订的土木工程专业培养方案中土力学课程理论课时缩减至32学时。在此背景下，如何在十分有限的理论学时内让土木工程专业学生更高效地掌握专业所需的土力学基础理论和知识，并获得分析和解决岩土工程问题所涉及的土力学工程问题的能力，成为少学时土力力学教学安排和设计的核心问题。当前，大学土力学的教学大多以课堂教学为主，课堂教学以教师为主导，组织课堂教学实施，学生作为听众，参与度不高，填鸭式的教学模式不符合以学生为中心的教育理念[4]。传统的教学模式导致对学生的学习评价过于单一，授课教师的一张试卷+课下作业决定了学生是否能顺利获取本课程的学分，评价手段、评价主体、评价内容等不够丰富，忽略了学生的主体地位，难以实现对学生全过程的学习评价，无法提高学生学习的积极性，无法实现持续改进，违反了工程教育专业认证的初衷[5]。土木工程专业的人才培养目标重视对学生综合能力的培养，不仅局限于对基础知识的掌握，更注重培养学生如何利用基础知识解决工程中存在的问题，实现学生毕业5年后达到工程师的专业素养，因此，学生学习评价不但包括基础知识的考查，也要注重对学生综合能力的考核。

2以学生为中心，开展线上线下混合式教学

2.1以混合式教学为突破口，重构课程内容

工程教育专业认证背景下，土木类专业（如土木工程）培养方案进行了大刀阔斧的改革和修订。相较于传统培养方案，实践类课程占比大幅增加，更注重对学生实践能力的培养，使学生有更多机会接触实际工程案例，与此同时，部分专业基础课的理论课时缩减，以保证专业整体培养方案总学时和总学分的合理性[6]。以线上线下混合式教学为突破口，笔者按照土力学课程内容涉及的有关土三大工程问题和土的三大特性，将课程线下内容分为强度模块、变形模块和渗透模板，其他教学内容列为线上自主学习内容。同时将工程师应该具备的职业道德、家国情怀、大国工匠精神、可持续发展理念及环保节能意识等思政元素融入课堂教学，在实现知识传授和能力培养的过程实现课程的育人目标。土力学中的课程思政教育分为工程案例部分、土力学实验部分及课程知识理论体系三大模块。下面以第三章第三节地基中自重应力的计算为例做一说明。静水条件下地下水位下降：地下水位下降孔隙水压力减小，根据有效应力原理，有效应力σ¢会增大，导致土体产生压缩，这是城市抽水引起地面沉降的一个主要原因，在讲解的过程中给学生播放多城市地面沉降的视频，让学生身临其境，体会地面沉降的全过程。静水条件下水位上升：地下水位上升，孔隙水压力增大，同样根据有效应力原理，有效应力σ¢会减小，导致土体会产生膨胀，直观上地表会上升，但是现实情况实现这一目标却异常困难。基础知识：土体是弹塑性材料，部分变形是不可逆的。思政教育：必须坚持可持续发展的理念，在发展的同时需要保护自然。引导学生践行土木工程师的责任与使命，利用所学知识为生态文明建设、文化建设、经济建设增砖添瓦。

2.2线上线下混合式教学的具体实践

基于学生的视角，教学团队采用线上和线下相结合的教学方式，以碎片化、问题化、趣味性的方式录制在线课程，并通过小组讨论、工程案例及情景教学等授课模式进行线下教学。在线课程保证了学生随时随地独立学习，遇到疑问与难点时可以多次观看视频，进行思考和研究，提高了学生的学习效果。线下教学引导学生进行思辨式、探究式学习；注重回答问题和澄清疑虑，学生带着问题上课堂，教师进行回答。这种授课模式突出了以学生为中心、持续改进的教育理念，而且提高了课堂效率，促进了学习进度。另外，这种教学方法通过能力和情绪的增强来促进课后拓展活动，培养学生课后查缺补漏的习惯，将“要我学”转化为“我要学”，提高混合学习的有效性。教师以学生为中心主导整个教学过程，加强校内外联动，强调线上准备、课堂线下学习、课后拓展改进与提升[7]。

2.2.1课前线上自主阶段

教师按照课程教学大纲及学情分析，制定本模块教学的知识目标、能力目标和育人目标，并设置对应的测试题，随时掌握学生的学习情况，利用持续改进，学生线上作答对比如图2所示。由图2可知，2022级学生成绩总体高于2021级，特别是80～99段的学生比例，2021级为46.67%，2022级增长为65.63%。

2.2.2课中线下学习答疑阶段

教师结合教学内容选择使用情景教学、案例教学及互动式教学等教学手段，深入剖析学生线上自主学习阶段存在的疑问，培养学生发现工程问题、提出工程问题及解决工程问题的能力，同时将工程师的职业道德、民族自信、大国工匠精神及可持续发展理念融入课程教学过程，使学生认识并践行土木工程师的责任与使命，学生参与教学活动如图3所示。

2.2.3课后拓展改进提升阶段

教师引导学生对课中教学内容进行挖掘，采用将课中研讨的工程案例进行拓展与升华、结合所讲授的主题设计创新实验等形式，增加与学生的交流，师生进行实验探究如图4所示。

2.3加强过程考核，完善学生学习评价指标

教学内容和教学模式的变化，势必导致学生学习评价发生改变。本课程以小组为单位开展课堂研讨、课内实验及创新实验。评价体系除教师评价外，还包括课程教学团队评价、学生自评、学生互评，评价体系更加完善[5]。评价环节更加丰富，包括课前自主学习、课中学习答疑、平时作业、单元测试和期末考试5个组成部分。评价项目更加具体，包括课前线上测试、课中线下讨论及考勤、作业完成情况、课内实验与创新实验完成情况、单元测试和期末考试。

3结语

“土力学”作为一门理论、试验及工程实践性很强的土木类专业核心课程，为培养土木工程优秀人才起到了重要作用，也是工程教育认证课程体系中的一门核心课程。针对目前教学中存在的一些主要问题和学习内容的重难点，笔者提出以线上线下混合式教学为突破口，完善土力学课程教学设计，重塑课程教学内容；以学生为中心，探索土力课程线上自学内容，重构线下课堂教学内容和组织形式；加强过程考核，将单元测试列入过程考核等措施。当然，想取得良好的教学效果，前提是教师个人要不断加强学习、丰富专业知识、提高理论水平。只有这样，才能充分调动学生的学习兴趣，让学生更好地掌握土力学知识。

参考文献

[1]李幻，颜荣涛，易磊，等.“土力学”课程思政案例素材库建设探究[J].华北水利水电大学学报（社会科学版），2021（6）：71-75.

[2]于献彬，李伟，贾传洋.应用型本科院校土木类专业课程思政理念探索与实践：以土力学课程为例[J].科学咨询（科技·管理），2023（8）：213-215.

[3]王盟盟，谷志茹，黄曌，等.基于工程教育理念的混合式一流课程建设探索：以通信原理课程为例[J].高教学刊，2024，10（14）：35-38.

[4][孙林娜，时伟，郭栋，等.“智能+教育”背景下的MOOC+SPOC教学模式改革与探索：以《土力学》为例[J].水利与建筑工程学报，2022，20（1）：207-210.

[5]于献彬，刘蕾，李伟，等.地方本科院校土木类专业学生学习评价改革：以临沂大学土力学课程为例[J].科技创新导报，2020，17（33）：146-148.

[6]卫之龙，甄海生，刘子豪，等.工程教育专业认证背景下车辆工程专业少学时流体力学教学改革及探索[J].制冷与空调（四川），2023，37（6）：870-872，877.

[7]杨晶，沈千钰，陶文婕，等.“金课”目标下课程思政混合式教学模式的构建及应用：以微观经济学课程为例[J].高教学刊，2023，9（30）：99-102.