李曉龍 郭成超 鐘燕輝 張 蓓

（[1]鄭州大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院 河南·鄭州 450001；[2]中山大學(xué)土木工程學(xué)院 廣東·珠海 519082）

1 背景

2020年春節(jié)以來，結(jié)合特殊時期教學(xué)工作的需要，學(xué)校延期開學(xué)，要求組織學(xué)生利用好網(wǎng)絡(luò)平臺等資源，開展居家課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，盡可能做到“只改變教學(xué)方式，不改變教學(xué)計劃”，依托各級各類在線課程平臺、校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間等，積極開展線上授課和線上學(xué)習(xí)等在線教學(xué)活動，實現(xiàn)“停課不停教、停課不停學(xué)”，保證特殊時期教學(xué)進度和教學(xué)質(zhì)量。

為此，借助雨課堂平臺開展了隧道工程線上直播授課，結(jié)合線上教學(xué)特點和雨課堂平臺功能特征，在教學(xué)方法和教學(xué)模式方面進行了積極探索。四個月的網(wǎng)上教學(xué)實踐表明，通過精心組織開展線上教學(xué)，在調(diào)動學(xué)生積極性、實現(xiàn)教學(xué)互動、提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率等方面起到了積極效果。

2 雨課堂功能特點簡介

目前可以使用的在線教學(xué)平臺很多，之所以采用雨課堂，主要是因為前期對該平臺已有所了解。雨課堂是一種全新的智慧型教學(xué)工具，由清華大學(xué)在線教育辦公室和學(xué)堂在線共同研發(fā)，它利用智能手機和互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)課件推送、幻燈片同步、課堂測試和學(xué)生學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)采集分析等多種功能，將課前、課上和課后每個環(huán)節(jié)都賦予了全新體驗，為教學(xué)過程提供數(shù)據(jù)化、智能化信息支持，引領(lǐng)了課堂教學(xué)模式發(fā)展新方向。

2018年學(xué)院針對雨課堂平臺的功能為教師們做了培訓(xùn)，總體感受是安裝方便，能充分利用現(xiàn)有ppt課件，操作也很簡單，對硬件要求不高，在教師端需準(zhǔn)備智能手機和聯(lián)網(wǎng)電腦，學(xué)生端有智能手機即可。安裝的時候，登錄雨課堂官網(wǎng)下載并安裝雨課堂插件，當(dāng)powerpoint或WPS操作界面中出現(xiàn)雨課堂標(biāo)簽，即表明安裝完成。在上課之前，首先打開要講授的ppt課件，在ppt中點擊“開啟雨課堂授課”按鈕，出現(xiàn)雨課堂二維碼，用手機微信掃描，即可開啟雨課堂；學(xué)生通過輸入雨課堂暗號或掃描二維碼即可加入雨課堂，也可以通過微信小程序直接進入班級。學(xué)生在進入雨課堂的同時，即完成了簽到，通常要求學(xué)生進入課堂時填寫實名和學(xué)號，以便于雨課堂平臺對教學(xué)數(shù)據(jù)的收集和分析。因此本學(xué)期由于疫情原因?qū)W校發(fā)出了開展線上教學(xué)的倡議后，首先考慮采用雨課堂平臺實施直播教學(xué)。

3 隧道工程課程的重要性及特點

3.1 隧道工程課程的重要性

自上世紀90年代以來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進入高速發(fā)展期，隧道工程建設(shè)規(guī)模不斷擴大。以鐵路、公路隧道和地鐵為例，到2019年底，全國已建公路隧道17738座，總長16331km；鐵路隧道15117座，總長度17236公里；城市軌道交通運行總里程達6600km，均居世界第一位。隨著隧道工程在役和新建規(guī)模的不斷擴大，管理維護任務(wù)日趨繁重，對高層次專業(yè)技術(shù)人才的需求十分迫切。

為適應(yīng)我國隧道工程建設(shè)快速發(fā)展的需求，鄭州大學(xué)道路橋梁與渡河工程專業(yè)自2010年開設(shè)《隧道工程》這門課，將其列為專業(yè)核心課程，授課對象為道路橋梁與渡河工程本科學(xué)生，共64學(xué)時，每周4學(xué)時，授課人數(shù)80人左右，主要講授隧道勘測設(shè)計的基本原理，公路、鐵路隧道的構(gòu)造特征，地層圍巖的基本特性，隧道結(jié)構(gòu)與圍巖的相互作用關(guān)系，以及隧道支護結(jié)構(gòu)設(shè)計原理和施工方法。使學(xué)生學(xué)習(xí)這門課后掌握隧道工程的基本理論和基礎(chǔ)知識，具有隧道工程設(shè)計的基本能力。

當(dāng)前，隨著我國“一帶一路”建設(shè)的持續(xù)推進，隧道工程建設(shè)的中心正逐漸地向西南、西北等多山地區(qū)轉(zhuǎn)移，遇到的復(fù)雜地質(zhì)災(zāi)害問題和需要解決的疑難急險問題也越來越多。面對隧道工程建設(shè)中面臨的各種復(fù)雜問題，要求我們的專業(yè)技術(shù)人員具有發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的基本素養(yǎng)，能采用所學(xué)的基礎(chǔ)理論結(jié)合現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，提出解決問題的應(yīng)對策略，同時也給我們高校隧道工程專業(yè)教學(xué)帶來了更高的挑戰(zhàn)。

3.2 隧道工程課程特點

隧道工程是一門實踐性、應(yīng)用性很強的學(xué)科。由于隧道是修建在地層中的結(jié)構(gòu)物，因此其設(shè)計和施工與地質(zhì)條件的關(guān)系十分密切。受漫長地質(zhì)作用的影響，地層條件千變?nèi)f化，從松軟的淤泥到堅硬的巖石，從松散不穩(wěn)定的流砂到兇猛劇烈、破壞性巨大的高地應(yīng)力巖爆地層，復(fù)雜多變的地質(zhì)環(huán)境給隧道工程的設(shè)計和施工帶來了巨大挑戰(zhàn)，在解決復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道工程建設(shè)問題的過程中，逐漸形成了隧道工程設(shè)計理論，并產(chǎn)生了各種各樣的施工方法，如新奧法、掘進機法，新奧法又可分為全斷面法、臺階法、分部開挖法，分部開挖法又可進一步細分為環(huán)形開挖預(yù)留核心土法、但側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法等等，可以說，在土木工程領(lǐng)域，隧道工程的施工方法是最豐富的，每種施工方法都有其特點和適用性，需結(jié)合地質(zhì)環(huán)境和經(jīng)濟技術(shù)條件、工期等因素綜合考慮確定。因此隧道工程課程具有很強的實踐性，在授課過程中，只有將書本上的理論知識和現(xiàn)場工程實踐緊密結(jié)合，才能取得良好的教學(xué)效果。

4 基于雨課堂平臺的教學(xué)模式探索

針對隧道工程課程特點，結(jié)合雨課堂教學(xué)平臺，開展了線上教學(xué)模式的探索和實踐。目前本學(xué)期授課任務(wù)即將結(jié)束，這里結(jié)合本學(xué)期開展線上教學(xué)活動的實踐經(jīng)歷，介紹基于雨課堂平臺開展隧道工程直播教學(xué)的感受與體會。

4.1 充分利用課堂測試功能

為了克服網(wǎng)上教學(xué)的距離感，調(diào)動學(xué)生在線聽課注意力和學(xué)習(xí)積極性，并及時了解學(xué)生對講授內(nèi)容的理解和掌握程度，根據(jù)課堂講授的知識點設(shè)置測試題，如單選題、多選題、填空題，向?qū)W生推送，隨堂測試，根據(jù)學(xué)生做題的反饋情況實時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)和成效，了解學(xué)生的優(yōu)勢和短板。利用雨課堂統(tǒng)計分析功能及時發(fā)布測試結(jié)果，使學(xué)生及時了解自己對知識點的掌握情況。并利用雨課堂教學(xué)平臺推送討論題，學(xué)生在雨課堂上收到相關(guān)的推送后，可以直接選擇匿名或?qū)嵜姆绞交貜?fù)自己心中的答案。這樣不僅能很好地節(jié)約討論問題的時間，提升課堂時間利用率，還可以將問題覆蓋到每一位學(xué)生，讓每位同學(xué)都能積極地動腦思考，同時還能照顧一些性格內(nèi)向、不敢發(fā)言的學(xué)生。在授課過程中，根據(jù)學(xué)生發(fā)來的彈幕信息，與學(xué)生進行互動，了解學(xué)生當(dāng)前聽課過程中遇到的不清楚的問題，及時給予解答，同時掌握學(xué)生的聽課狀態(tài)。

4.2 引導(dǎo)學(xué)生加強課前預(yù)習(xí)

為了保障教學(xué)效果，提前準(zhǔn)備好教學(xué)課件和參考資料，在網(wǎng)上授課開始前1～2天上傳到雨課堂課件庫中，供學(xué)生預(yù)習(xí)，使認知速度不同的學(xué)生，通過提前預(yù)習(xí)，在上課之前能夠達到接近或相同的水平，從而確保大部分學(xué)生能夠較好地跟隨老師的上課進度，提升教學(xué)效果。

隧道工程中有的授課內(nèi)容，特別是涉及施工方法的部分，象臺階法、分部開挖法、掘進機方法等，借助視頻課件加上教師的課堂講解，學(xué)生很容易把這些方法的原理理解清楚，但如果不借助視頻，可能需要多耗費兩、三倍的時間講解學(xué)生才能明白。由于雨課堂直播授課過程中還不能進行動畫演示，需要提前把視頻資料發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生提前看視頻預(yù)習(xí)。在本學(xué)期教學(xué)過程中，課前兩天把單護盾掘進機、雙護盾掘進機、敞開式單撐靴掘進機、雙撐靴掘進機、懸臂式掘進機、泥水平衡盾構(gòu)、土壓平衡盾構(gòu)等視頻資料發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生通過視頻了解各種掘進機的特點和區(qū)別，并告知課堂將提問的問題。由于學(xué)生在課前已對相關(guān)施工方法有了感性認識，并進行了一定深度的思考，再經(jīng)過課堂講解，學(xué)生對該部分知識點的掌握和理解情況總體較為理想，課堂測試結(jié)果正確率普遍在95%以上。

4.3 完善教學(xué)內(nèi)容

明確教學(xué)重難點和教學(xué)目標(biāo)，系統(tǒng)梳理整套課程，將教學(xué)內(nèi)容按照一定邏輯順序呈現(xiàn)出來，條理化、結(jié)構(gòu)化整合各部分教學(xué)內(nèi)容。結(jié)合線上授課特點，改進課程講授方式，修改線下授課時的課件，將零散的不重要的內(nèi)容留給學(xué)生自學(xué)，突出重點、難點內(nèi)容的介紹；在課堂上多采用能促進師生交流的工具，及時了解學(xué)生的反饋信息，鼓勵學(xué)生積極互動，并設(shè)置獎勵措施，精心設(shè)計課堂測試題目，通過測試了解學(xué)生對知識點的理解和掌握情況。

4.4 跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)情況

利用雨課堂教學(xué)平臺的統(tǒng)計功能掌握學(xué)生在課堂上互動、回答問題等的提交記錄，跟蹤每個學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況，并根據(jù)學(xué)生的反饋，針對性地對課程教學(xué)進行改進。根據(jù)作業(yè)完成情況和課后資料的復(fù)習(xí)情況，掌握每個學(xué)生對課程知識的掌握程度，了解每個學(xué)生學(xué)習(xí)效果的差異，及時與學(xué)生溝通，幫助分析原因，解決問題。

4.5 引入課程思政

為落實立德樹人這一根本任務(wù)，在借助雨課堂平臺實施線上教學(xué)過程中，積極挖掘隧道工程學(xué)科文化中的思想政治教育資源并將其有機融入課堂教學(xué)。以國家“一帶一路”、“交通強國”的時代發(fā)展為背景，調(diào)研整理了老一輩學(xué)者不辭勞苦、勇于奉獻擔(dān)當(dāng)?shù)膬?yōu)秀事跡，港珠澳大橋、青藏鐵路、宜萬鐵路等重大工程中涌現(xiàn)出的典型案例，以及我國科學(xué)家在隧道建設(shè)和科研領(lǐng)域的重大創(chuàng)新貢獻等系列素材，系統(tǒng)傳播思政教育元素，增強學(xué)生民族自豪感和自信心，鼓勵學(xué)生投身祖國工程建設(shè)，激勵學(xué)生的強國擔(dān)當(dāng)和家國情懷。

4.6 使用心得體會

由于測試題推送后存在時間延遲現(xiàn)象，有時延遲比較大，有時20秒以上，有時30秒甚至1分鐘以上。如果設(shè)置的做題時間是1分鐘，會出現(xiàn)學(xué)生端剛接收的試題，測試時間已結(jié)束來不及答題的情況，因此課堂推送課題時間要適當(dāng)延長，給學(xué)生提供足夠的答題時間。

時延問題的存在主要是由于網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境、平臺等客觀因素導(dǎo)致，由于今年是第一次大規(guī)模使用線上平臺授課，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵甚至掉線等現(xiàn)象也是在所難免，相信以后隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的改善和平臺功能的提升，這些問題會逐步得到解決。事實上，在今年直播授課過程中，雨課堂平臺一直在不斷升級，目前升級到4.2版本后，情況已大大改善，時延大大縮短，教學(xué)過程更加流暢，網(wǎng)絡(luò)擁堵狀況很少發(fā)生。

上課開始之后，建議師生手機都設(shè)置為“飛行模式”，打開wifi就行，避免外部電話干擾。條件允許的話建議學(xué)生使用一臺電腦登陸“雨課堂網(wǎng)頁版”聽課，學(xué)生最好不要只使用手機上課，因為手機屏幕太小，看PPT費勁，有學(xué)生使用大屏幕的ipad。

上課直播，一定要開“彈幕”，方便上課時學(xué)生的實時聯(lián)系老師（比如：遇到突發(fā)情況，沒聲音了等等）和課堂內(nèi)在線交流。

5 結(jié)語

通過近期線上直播教學(xué)實踐表明，借助“雨課堂”平臺，充分利用信息化手段，通過精心組織開展線上教學(xué)，對于調(diào)動學(xué)生積極性、實現(xiàn)互動教學(xué)、提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率等方面十分有效。依托信息化平臺，深入開展教學(xué)方法和教學(xué)模式創(chuàng)新，在“停課不停教、停課不停學(xué)”的條件下，保障了教學(xué)效果。通過引入課程思政，增強了學(xué)生的民族自信心、自豪感，激發(fā)了學(xué)生的專業(yè)興趣，引導(dǎo)學(xué)生樹立了科技強國、攻堅克難、開拓創(chuàng)新的理想信念，取得了良好的教學(xué)和教育效果。通過這次線上直播授課，使我對“互聯(lián)網(wǎng)+教育”有了更深刻的認識，相信通過線上教學(xué)的逐步開展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必定能夠成為今后日常教學(xué)的重要輔助手段，助力教育事業(yè)邁上一個新臺階。