隧道工程施工教學信息化案例教學改革實踐
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摘要：近年，各類信息化教學手段相繼引入課堂。教師可以充分利用現(xiàn)代教育技術手段的支持，調動盡可能多的教學媒體、信息資源，改變傳統(tǒng)課堂單一枯燥的教學模式，構建一個良好的學習環(huán)境。在高職隧道工程施工課程中，“以學生為主體，教師為主導”的信息化案例教學法有助于提高課程的教學質量和教學效率。
隧道工程施工課程是一門重要的專業(yè)課，涉及多種施工方法原理及施工工藝的講解，內容較枯燥且難理解。很多教授該課程的教師一直在思考如何用更好的教學方式教授學生，提升教學效果。近年，各類信息化教學手段相繼引入課堂，教師可以充分利用現(xiàn)代教育技術手段的支持，調動盡可能多的教學媒體、信息資源，改變傳統(tǒng)課堂單一枯燥的教學模式，構建一個良好的學習環(huán)境。同時，該課程是一門施工課，教師在教學過程中只有理論聯(lián)系實踐，學生才能更好地掌握知識，因此有教師嘗試將一些實際工程案例編輯、整理，以案例教學的形式開展教學活動，增強學生處理實際工程問題的能力。目前，關于信息化案例教學的研究較少，筆者嘗試以隧道工程施工課程中“新奧法的開挖方法”為例，進行信息化案例教學設計，以期充分發(fā)揮學生的主動性、積極性、創(chuàng)造性，進一步改善教學效果。
一、信息化案例教學的理論依據(jù)
建構主義和認知主義是信息化案例教學的理論依據(jù)。建構主義強調學習是建構的過程，也是活動的過程，學習過程中應以學生為中心，強調學生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對所學知識意義的主動建構。認知主義認為學習是人們通過感覺、知覺得到的，是由人腦主體的主觀組織作用而實現(xiàn)的，映象或圖像性質的材料更有助于發(fā)現(xiàn)學習。在信息化案例教學模式中，教師通過整理教學資源將枯燥的施工知識轉換成工程案例，以適應學生的認知習慣，幫助學生主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和主動建構。同時，信息化的教學手段使這些案例更具直觀性，從而幫助學生更好地掌握知識。
二、基于超星平臺的隧道工程施工課程
進行信息化案例教學實踐目前，超星爾雅學習通是國內使用較多的輔助課堂教學的網絡教學平臺。筆者利用該教學平臺完成信息化案例教學的設計，從教學分析、教學策略、教學過程等幾個方面進行實踐探討。
（一）教學分析教材分析。“新奧法的開挖方法”選自人民交通出版社出版、宋秀清主編的《隧道施工》。該教材按最新隧道設計、施工規(guī)范編寫，內容較新，圍繞解決“教”“學”過程中的問題進行修訂，每一章節(jié)都輔以典型案例，以學生為中心，使學生能夠聯(lián)系實際更好地理解教學內容。學情分析。本課程的授課對象為高職城市軌道交通工程專業(yè)三年級學生。他們已學過工程地質、土力學與地基基礎等專業(yè)課程，具備一定的專業(yè)基礎知識，但理論基礎仍較薄弱。同時，作為新時代的大學生，他們從小在網絡環(huán)境長大，能較熟練運用各種應用軟件。教學目標。知識目標：理解隧道圍巖分級的方法及考慮的因素，掌握新奧法施工隧道的各種開挖方法。技能目標：能夠根據(jù)隧道圍巖分級情況大致判斷采用何種隧道開挖方法，能夠看懂新奧法隧道開挖方案。素質目標：培養(yǎng)學生工程安全意識。其中教學的重點是新奧法施工隧道各種開挖方法的工藝流程、適用范圍等，教學難點是學生如何將所學知識應用于實際工程中。采用案例教學手段有助于學生加強理論聯(lián)系實際，將知識內化為能力。信息化教學準備。信息化教學需要有多媒體教室，網絡，電腦或手機，超星爾雅學習通軟件等。教師通過超星爾雅學習通軟件建立隧道工程施工線上課程，輔助教學。
（二）教學策略根據(jù)學情分析、教學內容和課程資源，本次教學共設計3學時，以線上自學與課堂講授，理論學習與案例分析相結合為原則，同時考慮學生的認知特點，采取以下教學策略：首先教學任務書讓學生對教學內容感性認識并做好預習，然后利用典型案例輔助理論教學，最后要求學生對實際工程案例進行分析，幫助學生進一步掌握知識。課程教學內容按照以下順序進行遞進式教學：圍巖分級判定方法介紹，圍巖級別與新奧法各開挖方法的關系，新奧法各開挖方法講解，如何根據(jù)圍巖級別選擇合適的隧道開挖方法。
（三）教學過程設計結合四部分教學內容，整個教學過程做如下教學設計。第一部分圍巖分級判定方法，對于高職的學生，并不需要掌握圍巖分級的具體計算方法，但需要理解圍巖的概念以及圍巖分級判斷的依據(jù)和影響因素，因此教師針對此部分內容拍攝了微課視頻，用形象生動且通俗易懂的方式給學生進行介紹，并要求學生課前自學，同時完成課前自測。教師對學生自測結果進行整理，對存在的問題進行課堂解答。課堂過程中對余下三部分內容進行教學，課后再加以鞏固。其中理論教學環(huán)節(jié)采用視頻教學，并結合實際工程案例進行講解，有助于學生理解。以下對該教學過程進行具體闡述。1.課前準備安排學習任務。教師通過超星爾雅學習通軟件向班級成員本次教學任務單，闡述本次教學活動的教學內容與教學目標，幫助學生了解教學過程，以便其更好地學習。觀看預習微課。教師通知學生在學習通軟件上觀看教師自己拍攝的微課“隧道圍巖分級判定方法”。該微課用淺顯易懂的方式闡述了圍巖的定義，圍巖分級的目的以及常用的圍巖分級的方法。課前測試，反饋問題。在觀看微課的基礎上，讓學生完成課前測試，教師根據(jù)測試結果的反饋，了解學生對這一知識點的掌握情況，并在后續(xù)課堂教學中針對問題重點講解。2.課中探究簽到。教師利用學習通軟件對學生進行課堂簽到。問題解答。教師整理學生課前測試結果，對反饋的問題進行解答，并就圍巖分級方法進一步闡述。問題導入。教師提出問題：圍巖分級有什么用？并給出解答：因不同等級的圍巖穩(wěn)定性不同，需要有針對性地采取不同的隧道開挖方式，施工方式選擇不當，將有可能導致工程事故。工程事故圖片警示。教師展示隧道施工過程中的坍塌事故圖片，講解事故原因及隧道開挖方法選擇不當?shù)奈：?，培養(yǎng)學生的工程安全意識，并強調新奧法“少擾動，早噴錨，勤量測，早封閉”施工原則的重要性。觀看教學視頻。教師播放新奧法施工動畫，介紹全斷面法、臺階法、弧形導坑預留核心土法、雙側壁導坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法等新奧法不同開挖方法的施工步驟，幫助學生對各種開挖方法建立直觀感性認知，了解各種施工方法的區(qū)別。典型案例輔助理論教學。在學生觀看教學視頻的基礎上，教師利用典型工程案例對新奧法各個開挖方法進行系統(tǒng)教學，分析各施工方法之間的差別。教師組織學生進行小組討論，讓學生結合新奧法施工原則以及不同開挖方法的特點，分析各施工方法的適用范圍以及優(yōu)缺點。教師對討論結果進行總結。案例分析，跟帖討論。教師通過學習通軟件五個利用新奧法開挖隧道的實際工程案例，僅給出工程背景，要求學生利用所學知識給出較合適的一種或多種開挖方式，并在超星教學平臺討論組跟帖回復。最后教師再這5個隧道案例的實際開挖方法，以便學生對比學習。3.課后鞏固課后教師通過學習通軟件本次教學的課后作業(yè)，要求學生收集關于新奧法開挖方式不當引起的工程事故，并分析事故原因，在線提交。4.評價考核課程考核實行過程化考核評價方法，利用學習通軟件統(tǒng)計功能，結合學生的課堂出勤、回答問題、小組協(xié)作、作業(yè)完成質量等方面進行考核。
三、信息化案例教學的效果分析
此次教學改革實踐利用信息化的教學手段，采用案例教學的方式，將線上自學與課堂講授相結合，理論學習與案例分析相結合。教學過程采用遞進化的教學方式，培養(yǎng)學生從認識問題、分析問題到最終解決問題的能力，取得了良好的教學效果。教師采用信息化案例教學可以不受時間和空間的限制，讓學生自由討論，討論內容也能保留在平臺上，供學生課后反復觀摩。同時，利用教學平臺，教師能及時獲得教學效果的反饋，不斷改進教學方法。綜上，這種“以學生為主體，教師為主導”的信息化案例教學法有助于提高課程的教學質量和教學效率。
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作者：繆云 嵇曉雷 袁嬌嬌 單位：江蘇開放大學
