路基路面工程的研究性教學(xué)探討與實踐

朱興龍 肖鵬

摘要：在路基路面工程課程教學(xué)中，為提高教師的教學(xué)水平和學(xué)生探究問題、解決問題的能力，通過對研究性教學(xué)內(nèi)涵的理解，結(jié)合課程教學(xué)實踐，提出了基于該課程的研究性教學(xué)思路，將該課程的教學(xué)要求定位于理論研究與應(yīng)用實踐并重，滿足考研學(xué)生和直接工作學(xué)生的差異化需求，并采用問題探討、案例分析、課程設(shè)計訓(xùn)練和專題研究等方法進行教學(xué)實踐，取得了較好效果。研究性教學(xué)能促進教師個人提高學(xué)術(shù)水平，增強學(xué)生對未來工作的適應(yīng)能力，應(yīng)成為理論與實踐并重的專業(yè)類課程的主要教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：路基路面工程； 研究性教學(xué)；土木工程專業(yè)

中圖分類號：G642.0文獻標志碼：A文章編號：1005-2909（2012）05-0076-04研究性教學(xué)目前已成為高等學(xué)校專業(yè)課教學(xué)的一個重要發(fā)展趨勢[1]，對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、分析能力、邏輯思維能力以及團隊合作和創(chuàng)新能力，增強學(xué)生對未來研究和工作實踐的適應(yīng)能力有很好的促進作用。為適應(yīng)教學(xué)改革需要，順應(yīng)教育教學(xué)發(fā)展潮流，提高教師的教學(xué)水平和學(xué)生的探究、解決問題能力，作為高等學(xué)校專業(yè)教師應(yīng)緊跟時代步伐，積極研究新的教學(xué)方法，并在課程教學(xué)中實施。

關(guān)于研究性教學(xué)的內(nèi)涵，目前學(xué)術(shù)界有不同的說法[2]。結(jié)合教學(xué)實踐，文章認為研究性應(yīng)體現(xiàn)在以下三個方面：第一，教師對教學(xué)方法的研究；第二，教師對教學(xué)內(nèi)容（理論、實踐）的研究；第三，學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的研究。不同課程有其不同特點，教學(xué)內(nèi)容也存在差異，與之相適應(yīng)的教學(xué)方法必然也有所不同。教師的研究性教學(xué)和學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)必須建立在具體課程的基礎(chǔ)上。下面結(jié)合具體的教學(xué)研究實踐探討研究性教學(xué)在路基路面工程中的運用。

一、路基路面工程研究性教學(xué)思路

路基路面工程是一門理論性和實踐性并重的課程，是學(xué)校土木工程專業(yè)（交通土建方向）的核心課程，教學(xué)上結(jié)合學(xué)生的主要就業(yè)方向，重點講解路基路面設(shè)計計算與施工等內(nèi)容，并輔以課程設(shè)計、課程實驗和生產(chǎn)實習(xí)等環(huán)節(jié)進行強化和鞏固，將理論與實踐有機統(tǒng)一。在前期的課程建設(shè)中，教學(xué)手段已向多媒體過渡，增加了課程實驗所需的儀器，并安排了實習(xí)基地，保證理論教學(xué)和實踐教學(xué)的需要。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)質(zhì)量，充分利用現(xiàn)代教育手段，收集大量工程資料、施工圖片以編制教學(xué)課件并運用于課堂教學(xué)，加強學(xué)生的感知能力和接受效率，幫助學(xué)生更好地掌握所學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)過程中重視采用啟發(fā)式教育，但研究性教學(xué)的研究與應(yīng)用尚存在不足。

近兩年來，此課程已開始研究性教學(xué)探索。在開展研究性教學(xué)時，結(jié)合研究性教學(xué)的內(nèi)涵認識，改革課堂教學(xué)的傳統(tǒng)模式，重視培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力，并建立與研究性教學(xué)相應(yīng)的評價體系。在教學(xué)中主要考慮以下幾點。

（一）加強對教學(xué)方法的研究

在教學(xué)過程中，注重情景式、探究性和小組合作式學(xué)習(xí)等現(xiàn)代教育理念在教學(xué)中的應(yīng)用。教學(xué)方法由傳統(tǒng)的“灌輸式教學(xué)”轉(zhuǎn)向“研究型教學(xué)”，教學(xué)形式由“單向的課堂傳授”轉(zhuǎn)向“雙向的互動交流”， 引導(dǎo)學(xué)生掌握多種學(xué)習(xí)方法，將接受性學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)相結(jié)合。在教學(xué)過程中對每節(jié)課作出具體的教學(xué)方案設(shè)計，教學(xué)設(shè)計的主要內(nèi)容包括確定教學(xué)目標，安排教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置教學(xué)程序，選擇教學(xué)方法等，立足于這些方面引導(dǎo)學(xué)生進入最佳學(xué)習(xí)狀態(tài)。

（二）提高學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力

在教學(xué)中采用與研究性教學(xué)理念相適應(yīng)的授課方式、作業(yè)類型、實踐訓(xùn)練和考核方式，建立“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的基于探索和研究的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的求知欲、創(chuàng)新力和探索精神。根據(jù)土木工程專業(yè)（交通土建方向）學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)，采用啟發(fā)式、討論式等方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思維，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)專業(yè)理論知識分析解決現(xiàn)實問題的能力。在教學(xué)程序設(shè)置時，盡可能創(chuàng)設(shè)探索和研究的情境，讓學(xué)生自主探索、發(fā)現(xiàn)和體驗，學(xué)會收集、分析和運用相關(guān)信息，在牢固掌握基礎(chǔ)理論、基本知識、基本技能的基礎(chǔ)上，提高查閱、篩選、運用資料的能力，以及分析和解決問題的能力。

（三）產(chǎn)學(xué)研有機結(jié)合，將專業(yè)領(lǐng)域的科研動態(tài)引入教學(xué)

以工程項目為教學(xué)切入點，依附《路基路面工程》教材，將理論融入課堂，使課程教學(xué)不只是單調(diào)枯燥的傳授而是工程實踐的再現(xiàn)。課程教學(xué)的素材取自工程實踐，學(xué)生通過分析案例資料，并對照規(guī)范的要求，進行計算、分析、組織，作出可行的設(shè)計或解決方案。同時，將科研課題引入教學(xué)，開拓學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生潛能。

二、路基路面工程研究性教學(xué)的方法

相對于傳統(tǒng)的被動接受學(xué)習(xí)，研究性學(xué)習(xí)實質(zhì)上是一種學(xué)習(xí)方式的變革，更多強調(diào)探究，而不是接受。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，利用情境、協(xié)作、交流等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動性，最終完成知識的掌握，并養(yǎng)成積極探索未知世界的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神。在路基路面工程研究性教學(xué)過程中，立足于教材，適當向外擴展與發(fā)散，將課程的教學(xué)要求定位于理論研究與應(yīng)用實踐并重，滿足考研學(xué)生和直接工作學(xué)生的差異化需求。研究性教學(xué)主要采用了以下幾種方法。

（一）問題探討

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提煉問題是開展研究性學(xué)習(xí)切實可行的方法。學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)從問題開始，最終在問題研究探索過程中有所發(fā)現(xiàn)，有所創(chuàng)造。教師在教學(xué)過程中對每一章節(jié)提出問題，以解決問題為教學(xué)的切入點，課堂教學(xué)中隨著問題的解決自然地給學(xué)生提供知識點，讓他們更好地學(xué)習(xí)、運用知識。以問題為中心進行分析探討，理論聯(lián)系實際，完成教學(xué)目的。所提問題主要是基于課程內(nèi)容主線的核心問題，基于知識模塊群的綜合問題，基于知識點的具體問題，對學(xué)生提出的問題也應(yīng)有選擇性地討論和研究，但不是隨機性地確定研究對象。同樣，由于學(xué)時關(guān)系，也不能將所有的課堂活動都當成“研究”。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，要明確學(xué)習(xí)目標，掌握研究方法，拓展探究思路，并根據(jù)教師所提問題相互交流探討，對探討結(jié)果及時總結(jié)。如此長期堅持，學(xué)生分析問題能力必將不斷提高。

筆者在第一章第五節(jié)的教學(xué)設(shè)計中，首先探討如下問題：什么是公路自然區(qū)劃？為什么要人為制定一個區(qū)劃（目的和意義）？怎么將中國進行自然區(qū)劃的劃分（區(qū)劃的原則和方法）？通過問題的逐一解決讓學(xué)生掌握教材內(nèi)容，知道制定公路自然區(qū)劃是為了區(qū)分不同地區(qū)自然條件的差異同公路工程影響的差異性及不同筑路特點。制定區(qū)劃的前提是道路工程特征要相似（北方春融、南方雨毀），地表氣候有差異（地帶性和非地帶性），各種自然氣候因素既有綜合作用又分主次（溫度、濕度），等等。在此基礎(chǔ)上，再進行資料引伸：參考交通部《中華人民共和國公路自然區(qū)劃標準》介紹一級區(qū)劃的主要指標，以均溫等值線和三階梯的兩條等高線作為一級區(qū)劃的標志，以全年均溫-2℃等值線和一月份均溫0℃等值線作為區(qū)分多年凍土、季節(jié)凍土和全年不凍的界線，以中國地勢三級階梯的兩條等高線（1 000 m等高線和3 000 m等高線）反映氣候的不同特色，從而作為劃分一級區(qū)劃的主要標志。最后經(jīng)實踐運用，要求學(xué)生查圖找出揚州市所處區(qū)劃以及在筑路過程中應(yīng)注意的問題（Ⅳ區(qū)：東南濕熱區(qū)，雨量充沛，注意防水排水）。這樣學(xué)生就會把握公路自然區(qū)劃的基本概念及其運用。

（二）案例分析

案例分析的實質(zhì)就是理論聯(lián)系實際，以實際工程項目作為實例，結(jié)合理論知識組織教學(xué)。學(xué)院其他教師在這方面已經(jīng)作了一些有益的探討[3]，認為案例分析是一種理論聯(lián)系實際的、實戰(zhàn)性教學(xué)過程，具有方法論意義，可以使一些抽象的概念、原理具體化，處于一定的情境之中，從而可以使學(xué)生的認知行為更深入、高效。案例分析豐富了知識概念的呈現(xiàn)方式和獲取信息的渠道，同時與建構(gòu)主義教學(xué)觀相吻合[4]，有利于提高教學(xué)效率，有利于促進學(xué)生知識體系的建構(gòu)，更好地達到教學(xué)目標。路基路面工程領(lǐng)域設(shè)計與施工中案例很多，實用性比較強，但涉及的概念、原理也較多。通過聯(lián)系實際了解這些概念、原理在實際生活中的表現(xiàn)和作用，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)習(xí)動力。學(xué)生可通過案例分析來學(xué)習(xí)和運用知識，將實際案例與學(xué)習(xí)內(nèi)容連接在一起；教師可根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)生動、具體、真實的問題情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲。筆者充分利用在滬寧高速公路、寧靖鹽高速公路等項目中從事監(jiān)理和科技服務(wù)所積累的資料作為教學(xué)案例，并帶領(lǐng)學(xué)生參觀道路施工現(xiàn)場，邀請現(xiàn)場施工的工程技術(shù)人員講解路基路面的設(shè)計思路和施工工藝。

案例分析教學(xué)還可縮短教學(xué)與實際工作的差距，使課堂教學(xué)與生產(chǎn)、科研及社會實踐相結(jié)合，學(xué)以致用，使學(xué)生能在理論與實際的聯(lián)系中學(xué)習(xí)知識、認識社會，提高分析問題、解決問題的能力。在具體實施中，往往是從具體上升到抽象，即通過對具體案例的分析探尋帶有普遍指導(dǎo)意義的內(nèi)在規(guī)律，從中提煉一般原理，所以生動形象、容易理解，有助于理論學(xué)習(xí)的進一步深化。比如寧靖鹽高速公路與328國道相交處的互通匝道，其填土高度較小并處于稻田水網(wǎng)地區(qū)，地下水埋深較淺，那么如何進行路基施工。真實的案例既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又增強了學(xué)生的工程意識，使學(xué)生能提前感受和進入角色。這與教育部提出的卓越工程師計劃也是契合的。

（三）課程設(shè)計訓(xùn)練

根據(jù)土木工程專業(yè)系列化課程設(shè)計模式[5]，學(xué)生經(jīng)歷較為系統(tǒng)的專業(yè)技能訓(xùn)練，為后期畢業(yè)設(shè)計奠定堅實基礎(chǔ)，學(xué)生也將得到更好的、更有效的實踐鍛煉，對所學(xué)課程的內(nèi)容和它們之間的關(guān)系也將有更深入的認識和理解。在課程設(shè)計中體現(xiàn)一定的研究性，避免將其變成幾個大作業(yè)的組合。每位學(xué)生在課程設(shè)計中需完成三個階段的任務(wù)。

首先，要進行自我分析。在布置路基路面工程課程設(shè)計任務(wù)時，結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)調(diào)研，組織學(xué)生學(xué)習(xí)道路勘測設(shè)計課程中涉及路基路面工程內(nèi)容的設(shè)計原理和規(guī)范條文，對原設(shè)計成果進行分析，找出存在的不足。其宗旨是讓學(xué)生將道路勘測設(shè)計和路基路面工程的知識融合，從而加深對課程相關(guān)知識點的理解，達到回顧、復(fù)習(xí)的目的。

其次，加強實踐運用。實踐運用需通過生成任務(wù)和解決問題完成。以小組討論的形式引導(dǎo)學(xué)生分析問題；通過重點講解培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決問題的能力。具體措施為：根據(jù)《道路勘測設(shè)計》教材中的地形圖，形成工程概況文字綜述，每位學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計成果合理設(shè)置擋土墻。

第三，注重能力提升。這一部分主要是為下一階段的道路工程施工與造價課程作準備，其目的是在作路基路面工程課程設(shè)計同時，為下一步提供部分資料。要求學(xué)生對路基路面構(gòu)造、施工工藝等有較深的理解并能熟練掌握設(shè)計方法，從而較為科學(xué)地計算出工程量。

總之，在課程設(shè)計中幫助學(xué)生整理思路，設(shè)計方案由學(xué)生自主確定，運用道路勘測設(shè)計的課程設(shè)計成果，進行擋土墻和路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計，并通過對道路勘測設(shè)計課程設(shè)計過程的回顧，為道路工程施工與造價課程設(shè)計作預(yù)習(xí)和準備，如此可形成一個層層深入的教學(xué)設(shè)計過程，從而使師生在不斷實踐、反思和創(chuàng)造中共同成長。

（四）專題研究

選擇一些專題進行研究，要求學(xué)生運用開放性資源撰寫研究報告，并開展課堂討論，著力培養(yǎng)學(xué)生查閱、篩選、運用資料的能力，以及分析和解決問題的能力，培養(yǎng)良好的人際溝通和團體協(xié)作能力，提高語言表達和撰寫論文的能力。提供一些關(guān)于路基路面工程方面的論文題目，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注國內(nèi)外路基路面施工的新工藝、新材料和新技術(shù)。鼓勵學(xué)生利用圖書館和計算機網(wǎng)絡(luò)查閱資料，多閱讀參考文獻，學(xué)會交流溝通，調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性，增強學(xué)生的社會適應(yīng)性。把方法的獲得、能力的提高融入到知識獲取過程中，使學(xué)生自發(fā)運用科學(xué)方法解決實際問題，形成良好的思維習(xí)慣，通過教師引導(dǎo)進行歸納與總結(jié)，將瑣碎的知識和系統(tǒng)的學(xué)科原理與方法有機結(jié)合。例如，在講解裂縫的成因和防止措施時，以中國目前常采用的半剛性基層瀝青路面所存在的反射裂縫問題為切入點，先讓學(xué)生歸納實際工程中減少反射裂縫的技術(shù)措施，鼓勵學(xué)生主動尋求解決辦法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，再通過必要的課堂教學(xué)輔導(dǎo)學(xué)生從材料、受力特性、施工工藝、自然因素影響等方面深入理解，強化從設(shè)計到施工各環(huán)節(jié)的路基路面知識點，以達到事半功倍的效果。近年來的教學(xué)實踐中，部分學(xué)生完成或參與的專題研究成果相繼在相關(guān)專業(yè)期刊上發(fā)表。

（五）成績考核

成績考核不僅以最后閉卷考試成績?yōu)樵u價依據(jù)，而是根據(jù)學(xué)生平時的學(xué)習(xí)心得、課堂發(fā)言、小組討論、課程作業(yè)等實踐性環(huán)節(jié)綜合評價成績。從知識、能力、素質(zhì)三方面考核，將過程性考核和成果性考核相結(jié)合，詳細紀錄學(xué)生每階段的完成情況，從其參與問題討論的態(tài)度、研究能力和創(chuàng)新精神、研究方法、技能掌握情況、設(shè)計成果等方面綜合評價。對具有一定研究與創(chuàng)新能力并有相關(guān)成果的學(xué)生，給予一定的加分獎勵。這種成績評價辦法，在學(xué)期開始即告知全體學(xué)生，得到了廣泛認可和支持。

三、教學(xué)效果和體會

研究性教學(xué)以源自實踐的真實問題為基礎(chǔ)，在真實情境中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、解決問題能力、團隊合作能力和創(chuàng)新能力，增強學(xué)生對未來工作的適應(yīng)能力，是理論與實踐并重的專業(yè)類課程的主要教學(xué)方法。

在教學(xué)中應(yīng)用多媒體課件這一常規(guī)教學(xué)手段，同時實施以研究性學(xué)習(xí)理念為指導(dǎo)的“研究性教學(xué)”，采用問題探討、案例分析、課程設(shè)計訓(xùn)練和專題研究等教學(xué)方法，讓學(xué)生在研究學(xué)習(xí)中有更多的創(chuàng)造機會，并在創(chuàng)造中感受成功，在成功中感受學(xué)習(xí)的樂趣，滿足不同學(xué)生的差異化需求。

研究性教學(xué)已成為高等學(xué)校專業(yè)教學(xué)的一個重要方向，可以適當減少教師在課堂上的授課時間，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和協(xié)作能力，增強學(xué)生對未來工作的適應(yīng)能力。同時研究性教學(xué)也對教師的教學(xué)案例設(shè)計和評價水平、學(xué)生的學(xué)習(xí)能力提出了更高要求。作為教師要提高自身學(xué)術(shù)水平，拓展研究性教學(xué)的深度和廣度。目前，在路基路面工程教學(xué)過程中，研究性教學(xué)已貫穿于整個教學(xué)過程，但由于課時的限制，每一章的內(nèi)容難以完全展開，故應(yīng)有所選擇。

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Research-based teaching for roadbed and pavement engineering course

ZHU Xinglong， XIAO Peng

（College of Civil Science and Engineering， Yangzhou University， Yangzhou 225117， Jiangsu Province， P. R. China）

Abstract： To raise teachers teaching level and improve students ability of inquisition and solving questions， we presented the research-based teaching connotation and proposed teaching ideas based on our teaching experience. The course teaching should combine theoretical teaching with practical teaching and meet students variation demands of being postgraduates or work directly after graduate. Question discussion， case analysis， curriculum project training， and special study were carried out in the teaching practice. The research-based teaching can promote a teacher to raise his/her personal academic level and strengthen students adaptability to the future work. It should become the main teaching method of the course.

Keywords： roadbed and pavement engineering； research-based teaching； civil engineering specialty

（編輯周沫）