地基與基礎(chǔ)工程課程案例式教學(xué)改革探討

王博++劉志強(qiáng)++梁恒昌?í?

摘要：在總結(jié)地基與基礎(chǔ)工程課程教學(xué)改革現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了地基與基礎(chǔ)工程課程課堂教學(xué)中存在的典型問題，并以課程案例式教學(xué)法為著眼點(diǎn)，提出了課程教改思路和具體實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞：地基與基礎(chǔ)工程；教學(xué)改革；案例教學(xué)法；案例設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G6420；TU4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：

10052909（2016）04008604

地基與基礎(chǔ)工程課程是土木工程專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)主干課程，課程涉及工程力學(xué)、彈性力學(xué)、巖土力學(xué)、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)等基礎(chǔ)學(xué)科的知識(shí)，是一門注重應(yīng)用和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程[1]。近年來，為了提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)與工程實(shí)踐能力，許多學(xué)者就地基與基礎(chǔ)工程課程教學(xué)方法和模式進(jìn)行了有益的探索和實(shí)踐。巨玉文等[2]提出在教學(xué)過程中引入工程實(shí)例、強(qiáng)化課程設(shè)計(jì)、改革考試方法。程曄等[3]提出基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)要重視手算與電算相結(jié)合，增加答辯以及學(xué)生考核環(huán)節(jié)。代國(guó)忠等[4]提出實(shí)施精講多練、課堂討論、實(shí)例剖析、電教輔助的教學(xué)方法。趙志峰等[5]將先行組織者同案例教學(xué)相結(jié)合，提出利用先行案例組織基礎(chǔ)工程課堂教學(xué)。王月香等[6]針對(duì)建筑工程方向的課程特點(diǎn)，系統(tǒng)探討了地基與基礎(chǔ)工程課程的教學(xué)內(nèi)容和方法，提出教學(xué)中要明確概念，強(qiáng)調(diào)思路，注重復(fù)習(xí)。王秋生[7]重點(diǎn)探討了基礎(chǔ)工程中規(guī)范性條文的講解方法、課程設(shè)計(jì)實(shí)踐和全過程考核模式。胡萍等[8]提出在地基與基礎(chǔ)工程課程教學(xué)中實(shí)施互動(dòng)式教學(xué)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，注重提高教師自身水平。課程教學(xué)是知識(shí)傳授、能力和素質(zhì)培養(yǎng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，但課堂的時(shí)間是有限的，如何高效利用課堂時(shí)間，是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。

一、地基與基礎(chǔ)工程課程教學(xué)存在的問題

（一）教學(xué)內(nèi)容增多而教學(xué)課時(shí)減少

隨著學(xué)科和工程技術(shù)的不斷發(fā)展，地基與基礎(chǔ)工程領(lǐng)域新理論、新方法、新工藝不斷涌現(xiàn)，為適應(yīng) “拓寬專業(yè)口徑”的人才培養(yǎng)需求，地基與基礎(chǔ)工程課程的教學(xué)內(nèi)容也在不斷增加。然而隨著高校教育改革的實(shí)施，各課程的教學(xué)學(xué)時(shí)卻在壓縮。目前中國(guó)礦業(yè)大學(xué)土木工程專業(yè)2012版培養(yǎng)方案中地基與基礎(chǔ)工程課時(shí)僅為32學(xué)時(shí)，要滿足課程基本內(nèi)容的教學(xué)已非常緊張，“滿堂灌”現(xiàn)象較為普遍，枯燥無趣的課堂嚴(yán)重影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和對(duì)知識(shí)的掌握。

（二）課程內(nèi)容多樣而教學(xué)方式單一

地基與基礎(chǔ)工程課程內(nèi)容不僅涉及建筑工程、道路工程、橋梁工程、水利水電工程等多個(gè)工程領(lǐng)域，還包括大量的規(guī)范性條文和公式，課程內(nèi)容復(fù)雜多樣，應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容選取適宜的教學(xué)方式或手段。然而，現(xiàn)在高校中大多采用的仍然是傳統(tǒng)的“教師講授、學(xué)生作業(yè)”模式，啟發(fā)互動(dòng)式、研討式等教學(xué)模式較少，學(xué)生機(jī)械地接受教師灌輸?shù)闹R(shí)，學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性，教學(xué)效率難以提高。

（三）課堂教學(xué)與工程實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)

地基與基礎(chǔ)工程是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，只有與工程實(shí)踐密切聯(lián)系才能講好和學(xué)好這門課，這就要求一方面授課教師除了具備扎實(shí)的理論知識(shí)外，還應(yīng)該具有很強(qiáng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，做到理論和實(shí)踐相結(jié)合；另一方面學(xué)生學(xué)習(xí)過程中不能單靠想象，應(yīng)該讓學(xué)生多接觸工程實(shí)際，將所學(xué)知識(shí)融入到工程實(shí)際中去。然而，由于現(xiàn)場(chǎng)條件和課時(shí)的限制，課程教學(xué)過程中實(shí)踐部分涉及的較少。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中常感到課程內(nèi)容比較抽象，不易理解和掌握。學(xué)過之后又不能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，學(xué)生缺乏成就感和學(xué)習(xí)熱情。

（四）教材等教學(xué)材料更新滯后

雖然現(xiàn)在基礎(chǔ)工程方面的教材或著作很多，但教材或著作質(zhì)量參差不齊，由于缺乏規(guī)范的編寫機(jī)制，加上工程領(lǐng)域的廣泛性，各教材所涵蓋的知識(shí)點(diǎn)也不夠完善，對(duì)于基礎(chǔ)工程學(xué)科或工程領(lǐng)域最新的理論、方法及施工工藝更新滯后。隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的普及，目前絕大多數(shù)大學(xué)課程都會(huì)采用PPT授課，準(zhǔn)備課程PPT教師的工作量大增，往往翻幾番，一些教師為了減輕自己負(fù)擔(dān)，對(duì)課程PPT內(nèi)容的更新不夠及時(shí)，或疏于收集最新的教學(xué)素材，一定程度上也限制了課程教學(xué)質(zhì)量的提高。

二、地基與基礎(chǔ)工程課程案例式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

所謂案例教學(xué)，并不是教師在課堂教學(xué)中為說明一定的理論或概念進(jìn)行的舉例分析，而是一種開放式、互動(dòng)式的新型教學(xué)方式[9]。地基與基礎(chǔ)工程課程案例式教學(xué)是指把典型的工程案例引入課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，由案例作為教學(xué)材料，結(jié)合教學(xué)主題，通過討論、問答等師生互動(dòng)的教學(xué)過程，讓學(xué)生了解與教學(xué)主題相關(guān)的基本原理、基本概念和計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力的一種教學(xué)方法。

地基與基礎(chǔ)工程課程中采用案例式教學(xué)，與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：一是有利于提高學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力，案例式教學(xué)以實(shí)際工程問題為中心，將教材上提供的知識(shí)緊密與案例問題聯(lián)系，注重引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)案例的分析、演繹、推導(dǎo)、歸納，掌握分析和解決實(shí)際問題的方法與思路，在這一過程中掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，以及自我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)分析和解決問題的能力。二是有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自立性的發(fā)揮，區(qū)別于傳統(tǒng)的注入式教學(xué)方式，案例式教學(xué)是一種動(dòng)態(tài)的、開放的教學(xué)方式，案例式教學(xué)倡導(dǎo)學(xué)生積極參與案例的討論與交流，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性；案例式教學(xué)的解答是開放的、多樣的，學(xué)生通過收集各方面的資料和信息，以個(gè)體獨(dú)立或小組合作的方式做出分析和判斷，積極尋找多種解答，在尋找問題最優(yōu)解答的過程中培養(yǎng)和形成創(chuàng)造性思維。

地基與基礎(chǔ)工課程涵蓋地基勘察、淺基礎(chǔ)、連續(xù)基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)與基坑工程等內(nèi)容，工程背景豐富，只有結(jié)合實(shí)際工程案例才能將相關(guān)知識(shí)講得生動(dòng)、形象，才能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情及對(duì)專業(yè)的興趣。案例式教學(xué)是一種啟發(fā)式的教學(xué)方法，可以在地基與基礎(chǔ)工程課程理論教學(xué)與工程實(shí)踐之間架設(shè)一座橋梁，既豐富學(xué)生的理論知識(shí)，也增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為后續(xù)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)做好銜接，為今后的工作打下扎實(shí)基礎(chǔ)。教師投入精力探索地基與基礎(chǔ)工程課程的案例教學(xué)改革是很有必要的。

三、地基與基礎(chǔ)工程課程案例式教學(xué)改革思路

一般而言，案例教學(xué)要經(jīng)過事先周密的策劃和準(zhǔn)備，要指導(dǎo)學(xué)生提前閱讀案例，組織學(xué)生開展討論，形成反復(fù)的互動(dòng)與交流。同時(shí)案例教學(xué)還應(yīng)與理論教學(xué)結(jié)合，通過各種信息、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、觀點(diǎn)的碰撞來啟示理論和啟迪思維。為更好地完成地基與基礎(chǔ)工程課程教學(xué)任務(wù)，地基與基礎(chǔ)工程課程案例式教學(xué)應(yīng)重視以下幾方面的工作：

（一）地基與基礎(chǔ)工程課程教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)

要想使案例式教學(xué)法在地基與基礎(chǔ)工程課程教學(xué)中得以順利開展，首先要通過文獻(xiàn)檢索和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研等對(duì)具有代表性、典型性的工程案例進(jìn)行收集、整理與設(shè)計(jì)。根據(jù)學(xué)校本科生培養(yǎng)方案和工程的實(shí)際需求，圍繞課堂教學(xué)案例、課外研討案例和自我實(shí)踐案例三個(gè)類型，構(gòu)建地基與基礎(chǔ)工程課程的教學(xué)案例庫(kù)（如圖1所示）。案例選取與設(shè)計(jì)應(yīng)遵循真實(shí)性、規(guī)范性、超前性與實(shí)用性的原則[10]，同時(shí)應(yīng)將教學(xué)內(nèi)容融入案例之中，做好案例的選取與設(shè)計(jì)[11]。

如圖1所示，在實(shí)際的案例庫(kù)建設(shè)中，教師應(yīng)根據(jù)課程教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，如對(duì)地基承載力容許值修正時(shí)水土合算與水土分算的選擇、軟弱下臥層驗(yàn)算方法等內(nèi)容補(bǔ)充案例，對(duì)新老規(guī)范中地基承載力驗(yàn)算、考慮地基土凍脹性確定基礎(chǔ)最小埋深等內(nèi)容增加對(duì)比講解案例；針對(duì)不同專業(yè)學(xué)生補(bǔ)充相關(guān)行業(yè)的課程設(shè)計(jì)案例，比如為工民建專業(yè)的學(xué)生設(shè)置剛性基礎(chǔ)（無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)）、柔性基礎(chǔ)（條形基礎(chǔ)、十字交叉基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)等）、多種形式淺基礎(chǔ)等案例；為交通土建專業(yè)學(xué)生設(shè)置樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、橋墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算等案例。同時(shí)，突出學(xué)校專業(yè)培養(yǎng)特色，為礦山建設(shè)與城市地下工程專業(yè)學(xué)生設(shè)置人工凍結(jié)施工技術(shù)，如凍結(jié)法鑿井、地鐵聯(lián)絡(luò)通道施工、基坑圍護(hù)、工程搶險(xiǎn)等工程技術(shù)案例。

（二）案例式教學(xué)方法研究

在吸收、借鑒國(guó)內(nèi)外知名高校相關(guān)專業(yè)、教師的案例教學(xué)方法和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，合理設(shè)計(jì)和精心組織案例式教學(xué)過程。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn)將研討法、質(zhì)疑法、提示法等融于教學(xué)過程之中，通過案例的引入、案例分析和討論、歸納總結(jié)、練習(xí)作業(yè)等環(huán)節(jié)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生從不同視角分析問題的能力，以實(shí)現(xiàn)案例式教學(xué)的目標(biāo)。

不同的教學(xué)內(nèi)容、案例、學(xué)生，應(yīng)有不同的教學(xué)方法，這里結(jié)合圖2介紹一些筆者在地基與基礎(chǔ)工程課程教學(xué)改革中的探索和體會(huì)。首先，根據(jù)不同的案例類型，分別在課堂教學(xué)的課前、課中及課后供學(xué)生使用，提前布置案例引導(dǎo)學(xué)生了解授課內(nèi)容，帶著疑問進(jìn)入課堂教學(xué)。其次，在課堂教學(xué)中，通過基本概念、方法等知識(shí)點(diǎn)的講解，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行融入案例的分析與討論，先理論后實(shí)踐，理解教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。最后，課堂時(shí)間是有限的，通過學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)主動(dòng)性的調(diào)動(dòng)，要求學(xué)生課后學(xué)習(xí)自我實(shí)踐案例和課后研討案例，一方面鍛煉學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力，另一方面通過分小組完成大作業(yè)，提高學(xué)生相互溝通與合作的能力，并最終掌握正確分析、解決問題的思路與方法。

（三）案例式教學(xué)實(shí)踐

案例式教學(xué)與目前課程條件的有效融合是案例式教學(xué)方法的難點(diǎn)。在實(shí)踐中，筆者首先利用部分學(xué)時(shí)進(jìn)行案例式教學(xué)實(shí)踐探索，設(shè)置了研討課，對(duì)典型的設(shè)計(jì)和工程事故案例進(jìn)行講評(píng)，與學(xué)生充分討論與交流。對(duì)不同專業(yè)方向的學(xué)生分小組布置了與專業(yè)方向相關(guān)的課外研討案例，如工民建方向側(cè)重建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，城市地下工程方向側(cè)重基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)等，并設(shè)置小組答辯環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生新穎的見解給予充分的肯定。將課堂討論、小組答辯等環(huán)節(jié)納入課程評(píng)價(jià)，實(shí)施學(xué)習(xí)過程考核，注重對(duì)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的考查等等。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)效果和反饋，進(jìn)一步完善案例教學(xué)講授形式、教學(xué)教案和考核評(píng)價(jià)方法。對(duì)于成熟的教學(xué)案例庫(kù)，建立基于web技術(shù)或MOOCs的案例教學(xué)資源平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的整合與共享。在這些平臺(tái)上，學(xué)生不僅可以與教師和其他學(xué)習(xí)者進(jìn)行交流，還可以對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固，提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

四、案例式教學(xué)改革實(shí)施效果

以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)青年教師教改項(xiàng)目“地基與基礎(chǔ)工程課程案例式教學(xué)體系建設(shè)與實(shí)踐”研究為基礎(chǔ)，在為土木工程專業(yè)2011級(jí)、2012級(jí)學(xué)生講授地基與基礎(chǔ)工課程時(shí)進(jìn)行了案例式教學(xué)的實(shí)踐探索。針對(duì)后續(xù)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)置的教學(xué)設(shè)計(jì)或研討案例，使學(xué)生面對(duì)設(shè)計(jì)題目不再“一頭霧水”，知道從何處著手查資料、找規(guī)范；以施工現(xiàn)場(chǎng)視頻、施工機(jī)械圖片等組成的施工工藝和方法案例，增加了學(xué)生對(duì)工程實(shí)際的感性認(rèn)識(shí)，在組織暑期實(shí)習(xí)時(shí)學(xué)生對(duì)“成槽機(jī)”“泥漿池”等已不再陌生；研討課上，雖然剛開始學(xué)生有些拘謹(jǐn)，但下課鈴響時(shí)學(xué)生還在爭(zhēng)相發(fā)言。通過案例式教學(xué)實(shí)踐，一些案例、課堂組織形式獲得了參與學(xué)生的認(rèn)可，學(xué)生在面對(duì)后續(xù)課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)變得更自信。

五、結(jié)語(yǔ)

筆者結(jié)合自己講授地基與基礎(chǔ)工程課程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了該門課程中存在的問題，探討了基于案例教學(xué)法的地基與基礎(chǔ)工程課程教學(xué)改革實(shí)施思路和方案。由于目前課程時(shí)間安排和師資配備等原因，有些想法暫時(shí)還很難實(shí)現(xiàn)，需要授課教師投入大量的精力以及良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作。努力培養(yǎng)土木工程專業(yè)學(xué)生地基與基礎(chǔ)工程應(yīng)用能力，逐步建立科學(xué)合理的課程教學(xué)體系是地基與基礎(chǔ)工程課程教學(xué)改革與實(shí)踐的最終目標(biāo)，需要也值得作進(jìn)一步的探索。參考文獻(xiàn)：

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