大土木背景下土力學與基礎工程課程個性化教學模式的探索與實踐

張艷美　楊文東

摘要：文章分析了目前土力學與基礎工程課程教學過程中存在的教材內容狹隘、滯后及教學模式單一等問題，并結合石油高校行業(yè)特色，基于大土木背景，對個性化教學模式進行探索，提出了教學內容模塊化、教學手段多元化、教學模式個性化以及改革考核方式等具體措施，介紹了教學改革實踐的情況。

關鍵詞：個性化教學；大土木；教學模式；教學研究

中圖分類號：G6420；TU43文獻標志碼：A文章編號：10052909（2014）06006303一、個性化教學的必要性

隨著社會的發(fā)展、本科教育的擴招、擇業(yè)壓力的加大，以及個性鮮明的90后大學生進入大學校園，使得當代大學學生呈現(xiàn)出個性化強、能力差異大等特點，給傳統(tǒng)的大學教學模式帶來巨大沖擊。在此，本文主要以高校土力學與基礎工程課程教學為例，結合石油高校行業(yè)特色，深入探討大土木背景下土力學與基礎工程課程的個性化教學模式。

土力學與基礎工程是土木工程專業(yè)非常重要的一門專業(yè)必修課。隨著科技的發(fā)展，該課程的教學模式也應與時俱進，跟上時代步伐，適應目前大土木專業(yè)發(fā)展、注冊工程師制度和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求。

（一）學生個體能力的差異

大學階段的課堂學習一般經(jīng)歷三個階段，即基礎課學習階段、專業(yè)基礎課學習階段和專業(yè)課學習階段 [1-2]。

土力學與基礎工程課程包含土力學和基礎工程兩部分內容，其中，土力學屬于專業(yè)基礎課，基礎工程屬于專業(yè)課。目前，國內有些高校把兩者分開作為獨立的兩門課程，有些高校則依然沿襲傳統(tǒng)，把兩者作為一門課程，筆者所在學校屬于后者。土力學與基礎工程課程一般在大學三年級開設。通過前兩年的基礎課學習，學生的適應能力、接受能力和創(chuàng)新能力已經(jīng)有了較明顯的差異，主要表現(xiàn)為一部分學生適應大學生活，接受能力較強，理論基礎扎實，展現(xiàn)出一定的創(chuàng)新能力；一部分學生基本適應大學生活，但不具備創(chuàng)新素質；還有小部分學生難以適應大學生活、理論基礎較差。明顯的學生個體能力差異，使得填鴨式、一攬子式的傳統(tǒng)教學模式難以滿足各類學生的需要。（二） 大土木背景下的多方向就業(yè)選擇

1998年教育部頒布的《普通高等學校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》，把原來的建筑工程、交通土建、礦井建設等十幾個專業(yè)合并成為土木工程專業(yè)，從而把普通高等學校的土木工程專業(yè)正式明確為“大土木”框架。與以前的相關專業(yè)比較，新的土木工程專業(yè)并不是其簡單的合并，而是更高意義上的整合與擴展。土力學與基礎工程課程涉及建筑、道路、橋梁、水利等多個工程領域，由于大土木背景下學生的擇業(yè)面廣，就業(yè)興趣也各不相同，而教學中有限的學時難以滿足所有學生的要求。因此，根據(jù)學生的需求因材施教，實現(xiàn)個性化教學已勢在必行。

二、土力學與基礎工程課程教學存在問題

（一） 教材內容狹隘

盡管土力學課程涉及多個工程領域，但是國內現(xiàn)行絕大多數(shù)教學大綱和相關教材仍然涇渭分明，使得建筑工程專業(yè)的學生不懂交通土建，交通土建專業(yè)的學生不懂建筑工程，難以滿足大土木背景下人才培養(yǎng)的需求。此外，為與國際接軌，土力學與基礎工程課程已列為中國目前正在推行的注冊工程師執(zhí)業(yè)資格考試的必考科目。因此，如何結合中國注冊工程師制度，調整教材內容，提升學生的職業(yè)能力，為他們今后的工作創(chuàng)造條件，也是當今急需解決的問題之一。

（二）教學及教材內容滯后

隨著土木工程技術的迅猛發(fā)展，新技術和新理論不斷涌現(xiàn)。與其他很多課程一樣，目前國內大多數(shù)土力學與基礎工程課程教材的內容及相關教學大綱偏于陳舊，更新程度遠遠落后于學科的發(fā)展。通過網(wǎng)上調研，發(fā)現(xiàn)國外土力學與基礎工程課程的教學及教材內容緊跟學科發(fā)展，能夠反映該學科較為前沿的研究成果，如臨界狀態(tài)土力學、非飽和土力學等。而在國內，這部分內容大多作為巖土工程專業(yè)研究生高等土力學課程的教學內容，在本科教材和教學大綱中極為少見[3]。

（三） 教學模式單一

由于教學內容多、課時有限，盡管許多學校已將多媒體、討論課等引入課堂，教學模式趨于多元化，但是傳統(tǒng)的“填鴨式”教學仍然是目前主要的教學模式，因人施教、個性化教學的開展還很不理想。

三、個性化教學模式的改革措施

（一） 教學內容模塊化

在現(xiàn)有課程體系的基礎上，整合并及時更新土力學與基礎工程課程教學的相關內容，減少指定教材的局限性，建立模塊化課程體系，以解決教材內容狹隘、滯后以及內容多課時少等問題。

模塊化教學體系主要包括：基礎理論、建筑工程應用（如淺基礎、樁基礎設計等）、交通土建應用（如沉井基礎設計、路基設計等）、石油特色（如儲罐基礎設計）、專題講座（如非飽和土、土動力學等）、注冊師考試等多個模塊。在共同學習基礎理論模塊后，學生可根據(jù)自己的興趣自主選擇相應的模塊進行學習，并且以學生自主學習、教師精點講解、專題設計、課題研究等為主，考試時將該部分的學習情況作為平時成績計入總分。與此同時，為適應大土木的要求，學校也對土木工程專業(yè)的培養(yǎng)方案做了相應的改革，最突出的一點是大三下學期學生可根據(jù)自己的學習興趣和未來的職業(yè)意向，自主選擇相應的學習方向（如建筑結構方向、地下工程方向、巖土工程方向、交通土建方向等），每個方向都開設了相當數(shù)量的選修課程。

（二） 構建多元化、個性化教學模式

在進一步完善多媒體教學的基礎上，通過對課后作業(yè)和實驗教學內容的分類、建立網(wǎng)絡互動平臺、組建大學生創(chuàng)新團隊等措施，滿足不同層次學生，以及社會對創(chuàng)新型人才和技術型人才培養(yǎng)的需求，實現(xiàn)個性化教學。

1.教學手段及方法多元化

在現(xiàn)有教學課件的基礎上，根據(jù)教學內容模塊化的要求，進一步完善多媒體課件；通過工程案例錄像、動態(tài)仿真等手段介紹課程研究對象及內容；建立教師與學生網(wǎng)絡互動平臺?；悠脚_主要包括教學資源、土工試驗、課程設計、工程實例、前沿專題、解惑釋疑等模塊。其中，教學資源模塊主要包括教學課件、作業(yè)習題、參考資料等內容；工程實例模塊主要包括設計工程案例、相關規(guī)范、施工圖紙等；前沿專題模塊主要包括環(huán)境巖土、土動力學、非飽和土、科技引導等專題，主要介紹一些新的技術、新的理論、有價值的論文、該領域的熱點問題等，學生也可通過此模塊選擇與學科有關的創(chuàng)新課題；解惑釋疑模塊主要通過網(wǎng)絡解答學生提出的各類與課程、考研、就業(yè)、注冊工程師考試等有關的問題，學生也可參與解答。

在教學方法方面，除了傳統(tǒng)的教師講解以外，逐漸改變教學觀念，將學生視為課堂主體，輔以課堂講授、小組討論、研究性實驗和課題設計等。特別是通過網(wǎng)絡互動平臺，實現(xiàn)學生課下自主學習、師生課下交流等多元化教學。

2.因人施教的個性化教學

（1）增加課后作業(yè)量，對課后作業(yè)進行分類?？紤]到學生層次的差異，將課后作業(yè)分為必交作業(yè)、習題作業(yè)和不必交作業(yè)三類[3]。學生可根據(jù)自己的能力選做作業(yè)。其中，習題作業(yè)為課程各知識點的典型習題，是課堂例題的補充，一般1個例題配3-5個習題作業(yè)，由學生自己批改作業(yè)，教師給出詳細的解答過程，以供學生參考；不必交作業(yè)主要是考研和注冊工程師考試等方面的典型題目，學生可根據(jù)自己的時間、未來就業(yè)的方向以及考研方向等自主選擇。

（2）實驗教學分類。土力學與基礎工程課程是理論性和實踐性很強的課程，課程的基本理論、公式等主要來源于實踐和實驗，實驗教學是該課程教學重要的組成部分。為了滿足不同層次學生的要求，將實驗教學分為常規(guī)試驗、研究試驗和觀摩試驗三類。常規(guī)試驗為教學大綱要求本科階段必須掌握的基本土工試驗，如固結實驗、直剪試驗等，以訓練學生的基本實驗技能為目的，學生必須選修，且要求按照教師的講解及規(guī)范規(guī)定的步驟進行；研究試驗為學生根據(jù)自己的興趣和前沿課題提出實驗項目及實施方案，并在教師的協(xié)助下完成，旨在強化學生綜合能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，如學生自行設計的纖維土強度試驗等；觀摩試驗是根據(jù)具體情況組織學生觀摩現(xiàn)場試驗或現(xiàn)場實驗錄像，以增加學生的感性認識和現(xiàn)場實施能力，由教師指導完成。

（3）組建大學生創(chuàng)新型團隊。通過開設專題講座和網(wǎng)絡互動平臺，讓學生了解學科的前沿理論和熱點問題，結合石油大學大學生創(chuàng)新項目，組建大學生創(chuàng)新團隊，鼓勵學生直接參與科研，增強其創(chuàng)新意識。目前該課程已組建3個創(chuàng)新團隊，有設計纖維土、垃圾土等多個研究課題。

（4）加強技能型人才培養(yǎng)。鑒于有相當一部分學生畢業(yè)后會直接就業(yè)，加之該學科實踐性很強，因此，教師常常通過網(wǎng)絡平臺，傳遞一些工程資料，與學生探討設計、施工過程中常遇到的實際問題和解決辦法，解答現(xiàn)行規(guī)范中的疑問，為學生獨立工作奠定基礎。

3.推進考核方式的改革

基于過程性原則、激勵性原則、多元化原則和能力性原則，逐步推進課程考核方式的改革，改變一次性結課考試的考核形式，注重對學習過程的考查和學生能力的評價，形成課程最終成績=過程考核成績（課堂考核成績+綜合考核成績）+期末考核成績的考核方式。其中，期末考核成績所占比例不超過50%。考核方式的改革進一步激發(fā)了學生學習的主動性和自主性，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。

四、結語

在大土木背景下，土力學與基礎工程課程教學面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。如何使學生在短短的幾十個學時內掌握課程的精髓，了解學科的發(fā)展趨勢和面臨的問題，提高土木工程專業(yè)畢業(yè)生對工作的適應能力，促使學生全面、快速的成長，尋找一種高效的、個性化的教學模式具有重要的現(xiàn)實意義，這也是廣大土木工程專業(yè)教育工作者不懈努力的方向。

參考文獻：

[1] 徐巖，趙儉斌.培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的土力學教學方法探討[J].高等建筑教育，2011，20（5）：51-54.

[2] 姚笑青. 土力學課程特點與課堂教學方法探討[J].高等建筑教育，2007，16（4）：86-90.

[3] 李大勇，催煜.國外土力學本科教學探討——以挪威科技大學為例[J].力學與實踐，2010，32（5）：99-101.