張丙印：在線課程“土力學(xué)”帶您領(lǐng)略“土”的力量
通訊員 張秋芳
張丙印在課堂上與學(xué)生交流
【教師簡介】張丙印，清華大學(xué)水利系教授，博士生導(dǎo)師。現(xiàn)任中國土木工程學(xué)會土力學(xué)及巖土工程分會常務(wù)理事、土力學(xué)教學(xué)專業(yè)委員會主任委員等。國家級本科生精品課和精品資源共享課土力學(xué)的課程負(fù)責(zé)人及主講教師。主要研究方向包括，巖土材料本構(gòu)關(guān)系、巖土工程計算理論及分析方法、高土石壩工程、近海巖土工程和城市地鐵工程等。作為項目負(fù)責(zé)人主持完成各類科研項目50余項。曾獲國家科技進(jìn)步二等獎、云南省科技進(jìn)步一等獎、教育部科技進(jìn)步二等獎、中國職業(yè)安全健康協(xié)會科學(xué)技術(shù)一等獎等。主編大學(xué)本科生教材2部。在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物及學(xué)術(shù)會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文百余篇。
【課程簡介】土力學(xué)是土木工程和水利水電工程的核心課程，也是交通、港口、環(huán)境、核電站和礦山等相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。按照課程的特點和定位以及對學(xué)生能力培養(yǎng)的需求，將土力學(xué)課程教學(xué)組合為三個模塊：土力學(xué)的理論，以土的滲透、變形和強(qiáng)度三大基本特性為核心內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生理性思維和分析能力；土力學(xué)的應(yīng)用，主要學(xué)習(xí)土力學(xué)基本理論在各種工程問題中的應(yīng)用，注重培養(yǎng)學(xué)生的實用計算和工程判斷能力；土力學(xué)的實驗，以土的物性試驗、三軸試驗和固結(jié)試驗等為核心教學(xué)內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生土工試驗的動手能力。
“這是一門很‘土’的力學(xué)。”張丙印戲謔地說到，“但是如果你將來打算從事建造這個行業(yè)，去修建摩天大樓，去修建像三峽這樣的巨型水利工程，去修建高鐵、高速公路，在未來城市進(jìn)行地鐵和城市地下空間的開發(fā)等等，一定要學(xué)好土力學(xué)的知識，這將會是你的看家本領(lǐng)。”
清華大學(xué)水利水電工程系的教授張丙印，2003年開始講授本科生“土力學(xué)”課程，已然有15個年頭。是什么信念支撐著他，讓他在這條路上越走越遠(yuǎn)呢？
談及跟土力學(xué)結(jié)緣，張丙印教授追溯到了自己的學(xué)生時代。“我本人是在1981年作為學(xué)生上的這門課，至今在我的心中，這門課的一些情景還歷歷在目。當(dāng)時土力學(xué)就是學(xué)生們最喜歡的課程之一。”
從一開始的興趣、愛好，到如今將自己的知識化為光照亮學(xué)生，他說：“直到今天，我去上每一節(jié)課之前，心里總還會有些緊張，抱有敬畏之心。”他的這份敬畏之心，其實是他對于這門課程的高標(biāo)準(zhǔn)要求，如同他在土力學(xué)第一堂課所教授的：“合抱之木，生于毫末；九層之臺，起于壘土。”
作為我國開設(shè)土力學(xué)課最早的大學(xué)之一——清華大學(xué)開設(shè)這門課程已經(jīng)有70年的歷史。1948年，陳樑生先生在清華大學(xué)開設(shè)此學(xué)科，后經(jīng)黃文熙和陳仲頤等老一輩大師的辛勤培育，清華大學(xué)土力學(xué)課程逐步形成了獨特的風(fēng)格和傳統(tǒng)。這門課程不僅在國內(nèi)外有廣泛的影響，也是學(xué)生們最喜歡的課程之一。張丙印秉承老一輩的精神，對自身嚴(yán)格要求，提出并踐行了“堅持精講多練、注重能力培養(yǎng)；面向工程實踐、躋身世界一流”的課程定位和目標(biāo)。
如今已是信息化的時代，在線學(xué)習(xí)平臺紛涌出現(xiàn)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式也開始有所更新。剛開始接觸慕課，張丙印也一度懷疑，這種教學(xué)模式是否會與國情不相符？土力學(xué)是否能用慕課這種形式？
雖然沒有十分的把握，但抱著一種必須參與的態(tài)度，張丙印也加入了慕課。2017年9月，土力學(xué)在“學(xué)堂在線”上線，結(jié)果超出了張丙印的預(yù)想，也顛覆了他對慕課最初的認(rèn)識。
至2018年6月，土力學(xué)在線課程已經(jīng)開設(shè)了四輪，近萬人選課。張丙印認(rèn)為，慕課不僅僅是提供給社會學(xué)習(xí)者的在線課程，也是我國高校教師進(jìn)行課程教學(xué)交流的重要平臺，并且也是線下課程重要的教學(xué)資源。
盡管清華大學(xué)“土力學(xué)”的線下教學(xué)已經(jīng)非常成熟，在課程方面也積累了很多的資源和經(jīng)驗，但是面對慕課這種新型的授課模式，張丙印坦言：“首次嘗試還是面臨很大的壓力和挑戰(zhàn)。”
首先，線下課程面對的是清華大學(xué)的學(xué)生，學(xué)生水平相似，教學(xué)目標(biāo)也非常明確，所以課程是相對比較容易控制的。但線上課程所面對的對象非常寬泛，有清華的學(xué)生，其他高校學(xué)習(xí)“土力學(xué)”課的學(xué)生，可能還會有從事“土力學(xué)”教學(xué)的高校老師，甚至從事巖土工程相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員等等。這就導(dǎo)致學(xué)員的水平和學(xué)習(xí)的目的也相差很大。如何才能給大家提供一個有深度又有廣度，內(nèi)容權(quán)威，讓不同層次的學(xué)員都能各取所需的課程呢？這是首先需要考慮到的問題。
為此，張丙印帶著團(tuán)隊對課程的教學(xué)內(nèi)容和模式進(jìn)行了深入的分析，通過重新梳理，將教學(xué)內(nèi)容模塊化，并通過模塊化的方式適應(yīng)在線開放課程的特點、定位以及不同層次的需求。突出了以學(xué)生為中心的教學(xué)設(shè)計。
除此之外，還要面對的另一個難題就是錄制課程時的不適應(yīng)。傳統(tǒng)課堂直面學(xué)生，老師和學(xué)生零距離接觸，會有親和感。而慕課課程錄制時，面對的是冷冰冰的鏡頭，沒有學(xué)生，甚至連PPT也看不到。張丙印坦言：“要克服這個困難，沒有其他的好辦法，只有仔細(xì)準(zhǔn)備，錄前多練。”
努力付出總會有回報，清華大學(xué)的土力學(xué)課程成功實現(xiàn)了線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，極大地提升了教學(xué)效果。
首先，學(xué)生在學(xué)習(xí)上從被動學(xué)習(xí)變成主動學(xué)習(xí)。“通過慕課后臺統(tǒng)計，目前我這個班上的學(xué)生，會預(yù)習(xí)85%以上的相關(guān)內(nèi)容。”張丙印說。新的教學(xué)模式下，學(xué)生上課前可以先自主學(xué)習(xí)，這樣一來，大家在課堂上的思辨時間大量增加了，這徹底顛覆了以往課堂上只給學(xué)生灌輸知識的傳統(tǒng)教學(xué)模式。新模式無疑對培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨立思考能力有極大的幫助。
其次，在線上教學(xué)時使用智慧教學(xué)工具“雨課堂”來輔助教學(xué)。張丙印認(rèn)為，雨課堂是一個非常有用的課堂教學(xué)工具，尤其是對開展課堂的互動十分有用。通過“雨課堂”，使得課堂的討論、交流和復(fù)習(xí)變得更有效率。
為了增加土力學(xué)慕課在線學(xué)習(xí)的舒適度，土力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊投入大量時間，堅持每天在網(wǎng)站參加在線答疑和互動，對學(xué)生提出的問題，一般能夠做到當(dāng)天給出回復(fù)。截至目前，土力學(xué)課程已在線答疑80余次，也收到很多學(xué)員關(guān)于課程討論的電子郵件。
“如果是僅僅通過慕課進(jìn)行學(xué)習(xí)，那么除了學(xué)習(xí)老師的講課錄像外，還一定要注意去完成課后練習(xí)、作業(yè)和考試的環(huán)節(jié)。這些部分對課程基本原理和基本方法的理解十分重要。此外，在線學(xué)習(xí)缺乏和老師面對面的交流機(jī)會，因此，多參加課程討論區(qū)的討論也是十分重要的。”張丙印誠懇地建議到。
善用電子化的新型教學(xué)形式，張丙印認(rèn)為這些在線課程平臺會積聚越來越多的優(yōu)質(zhì)課程資源，吸引越來越多的學(xué)習(xí)者，從而形成類似“課程圖書館”的面向社會的在線教育平臺。
“當(dāng)然，我會繼續(xù)進(jìn)行基于慕課的深度混合式教學(xué)模式探索。”張丙印剛剛和于玉貞、介玉新教授聯(lián)合申報了研究生課程“高等土力學(xué)”的慕課，如果獲得批準(zhǔn)，他們將會在開展該課程的制作，讓更多人從土力學(xué)這門課中受益。
（清華新聞網(wǎng)2月25日電）
供稿：在線辦 編輯：宋亮 曲田 審核：周襄楠
