蔣凌云

(吉首大學(xué)張家界學(xué)院 張家界 427000)

根據(jù)《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》，《土力學(xué)》課程是本科高校土木工程類專業(yè)必修專業(yè)主干課之一[1-2]。然而土力學(xué)是研究土體的一門課程，解決實際工程中與土有關(guān)的一系列工程問題。本課程在傳統(tǒng)教學(xué)問題中存在內(nèi)容更新快，知識“瑣碎”，關(guān)聯(lián)把握“難”；以土體為研究對象，土體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受力多變，知識理解“難”；學(xué)生對土體認(rèn)識不足，導(dǎo)致土感認(rèn)知“難”[3-6]。為解決上述教學(xué)難題，筆者通過多年教學(xué)不斷進(jìn)行信息化教學(xué)探索，通過自建TFCPS教學(xué)資源，建設(shè)在線開放課程，引入庫侖巖土模擬技術(shù)，構(gòu)建校企合作平臺，實現(xiàn)了土力學(xué)課程三位一體的信息化教學(xué)，然學(xué)生在學(xué)校能學(xué)到更扎實的理論知識，打好專業(yè)基礎(chǔ)，為今后更好的服務(wù)祖國大好河山建設(shè)夯實基礎(chǔ)。

1 土力學(xué)課程教學(xué)困難

學(xué)習(xí)土力學(xué)課程前，要求學(xué)習(xí)者具備良好的數(shù)學(xué)和力學(xué)功底。然而在多年教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，土力學(xué)課程教學(xué)存在以下三“難”問題：

(1)課程內(nèi)容更新快，知識“瑣碎”，關(guān)聯(lián)把握“難”；

(2)研究對象為土體，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受力多變，知識理解“難”；

(3)學(xué)生對土體認(rèn)識不足，土感認(rèn)知“難”。

2 問題解決思路

為解決本課程在傳統(tǒng)教學(xué)中的三“難”問題，筆者通過在線開放課程、庫侖巖土模擬技術(shù)和校企合作平臺三位一體信息化教學(xué)改革，為學(xué)生帶來了輕松愉快的學(xué)習(xí)體驗。同時，通過現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的融入能夠讓學(xué)校掌握與實際工程更為接軌的先進(jìn)技術(shù)。具體解決思路如下：

圖1 《土力學(xué)》課程問題解決路線

針對課程教學(xué)三“難”問題，筆者還自建了學(xué)長在線平臺，讓已畢業(yè)學(xué)生分析實際工程案例，并錄制成視屏，達(dá)成朋輩先行效應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用能力和行業(yè)意識，熔鑄報國情懷。

3 教學(xué)方法和措施

3.1在線開放課程

自課程信息化建設(shè)以來，目前已在超星泛雅和學(xué)銀在線雙平臺上線。課程共建TFCPS線上教學(xué)資源2886個(見表1)，線上資源均為師生共創(chuàng)、共建、共享，體現(xiàn)了師生命運共同體。通過平臺資源的三共原則，漸進(jìn)式喚醒學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣，誘導(dǎo)學(xué)生自主探索，培養(yǎng)學(xué)生知識的理論功底，熔鑄求實創(chuàng)新的精神，追求卓越的奮斗精神和治理災(zāi)害的責(zé)任意識。

表1 TFCPS線上教學(xué)資源及應(yīng)用情況一覽表

3.2庫侖巖土模擬技術(shù) GEO5巖土設(shè)計和分析軟件共30個模塊，分邊坡穩(wěn)定分析、擋土墻設(shè)計、基坑設(shè)計、淺基礎(chǔ)/深基礎(chǔ)設(shè)計等9大解決方案，其中GEO5三維地質(zhì)建模模塊實現(xiàn)了勘察數(shù)據(jù)管理、勘察出圖、三維地質(zhì)建模、巖土計算之間的數(shù)據(jù)對接，是GEO5在巖土BIM領(lǐng)域邁出的重要步伐。基于該軟件，通過規(guī)范化建模、網(wǎng)絡(luò)化交互、可視化認(rèn)知、高性能計算以及智能化決策支持，可模擬實際工程問題的分析、設(shè)計與施工全過程，以軟件為載體，模擬真實的工程場景，虛實有機(jī)結(jié)合，實習(xí)跨時空的真實場景對接。

圖2 庫侖軟件模擬

3.3構(gòu)建校企合作平臺

通過校企合作平臺，建立協(xié)同育人項目，搭建產(chǎn)學(xué)研教學(xué)基地。一方面能夠使校企雙方在更多的教學(xué)領(lǐng)域達(dá)成更深度的合作，同時為學(xué)生的成長提供更多的幫助和資源。學(xué)生用過入工地，實現(xiàn)工程實踐感知。同時學(xué)生在課題建設(shè)、畢業(yè)設(shè)計論文以及學(xué)生就業(yè)規(guī)劃等方面也有了更深、更密、更廣的選擇。

4 推廣應(yīng)用價值

本課程自2016年開始進(jìn)行信息化教學(xué)改革，目前應(yīng)用于應(yīng)用5年，其教學(xué)成果已輻射到一定范圍，具體如下：

(1)先后在我校和二級學(xué)院開展了優(yōu)秀課堂示范，具體為2018年的校級公開示范課和2021年的院級優(yōu)秀課堂示范，已輻射至學(xué)校其他專業(yè)，如園林工程、計算機(jī)與軟件工程等理工科專業(yè)，受益學(xué)生三千余人。

(2)課程自建設(shè)以來，于2021年8月在學(xué)銀在線上線，目前平臺訪問量415萬次，平臺訪問強度6051次/人，受益學(xué)生687人，受益院校和機(jī)構(gòu)16所。

(3)教師基于本課程改革，獲湖南省信息化教學(xué)競賽一等獎和湖南省課程思政教學(xué)競賽三等獎，且信息化教學(xué)資源已在湖南省高等教育學(xué)會教育技術(shù)專業(yè)委員會官網(wǎng)競賽專欄全網(wǎng)推廣。

5 結(jié)語

基于三位一體的土力學(xué)課程信息化教學(xué)改革與應(yīng)用具有一定的意義，具體概括如下：

(1)三位一體信息化教學(xué)的必要性。通過教學(xué)改革，提高教學(xué)效果和質(zhì)量的需要。同時圍繞課程教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)具備解決復(fù)雜工程問題人才，為新時代現(xiàn)代建設(shè)儲備人才。

(2)三位一體信息化教學(xué)的合理性。通過信息化教學(xué)，教師和學(xué)生能快速有效的完成教學(xué)，達(dá)成教學(xué)效果，體現(xiàn)了信息化教學(xué)的有效性；教師和學(xué)生能跨時空跨領(lǐng)域進(jìn)行教學(xué)，實現(xiàn)信息化教學(xué)的開放性。

(3)三位一體信息化教學(xué)的先進(jìn)性。土力學(xué)與實際工程相結(jié)合的高階性，校企合作搭建的創(chuàng)新性，軟件模擬實際工程技術(shù)的挑戰(zhàn)度，將先進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)環(huán)節(jié)的高度融合，實現(xiàn)教學(xué)過程的高彈性、高效率、高質(zhì)量，實現(xiàn)教學(xué)的科學(xué)性。