應(yīng)用型本科院校邊坡工程課程內(nèi)容教學(xué)改革探索

黃偉 劉東燕?└堆┟?

邊坡工程是一門交叉行的綜合課程，更是一門實踐性強(qiáng)的課程。為了滿足社會對專業(yè)應(yīng)用型人才的需要，對邊坡工程課程體系和內(nèi)容進(jìn)行改革探索。注重引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情、加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的邏輯性、科學(xué)性和實踐環(huán)節(jié)，取得了良好的改革效果。

邊坡工程教學(xué)改革應(yīng)用型本科邊坡工程課程是研究鐵路、公路、水利、建筑、礦山、隧道等行業(yè)工程建設(shè)遇到的邊坡工程勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理以及監(jiān)測的一門交叉課程。其課程內(nèi)容涉及巖石力學(xué)、土力學(xué)、工程地質(zhì)和有限元理論，具有綜合型強(qiáng)、復(fù)雜性強(qiáng)、理論性強(qiáng)和實踐性強(qiáng)的特點。由于西南地區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)過程中遇到大量的高邊坡，因此，國內(nèi)開設(shè)邊坡工程的高校主要集中在西南地區(qū)，如成都理工大學(xué)、重慶大學(xué)、重慶交大和重慶科技學(xué)院。目前，為了培養(yǎng)適應(yīng)山城重慶建設(shè)行業(yè)急需的專業(yè)應(yīng)用型人才，我校土木工程專業(yè)將邊坡工程課程設(shè)為巖土方向本科生必修的一門專業(yè)核心課，其目的是通過課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生全面掌握邊坡工程勘察技術(shù)要點、邊坡穩(wěn)定性分析基本原理和方法、常用邊坡設(shè)計類型和設(shè)計方法、邊坡變形監(jiān)測等內(nèi)容。同時，讓學(xué)生熟悉邊坡工程研究前沿基礎(chǔ)，開闊本科生學(xué)術(shù)視野，為進(jìn)一步的科學(xué)研究打下堅實基礎(chǔ)。

應(yīng)用型本科教育的提出和深入發(fā)展，為契合實際考慮應(yīng)用型本科院校的邊坡工程課程建設(shè)和改革提出了更高的要求。傳統(tǒng)的邊坡工程教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)重偏向于理論教學(xué)、如邊坡穩(wěn)定性分析、邊坡數(shù)值模擬分析等，且實踐環(huán)節(jié)與理論教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié)，已不再適應(yīng)企業(yè)對專業(yè)應(yīng)用型人才的需求。為此，針對我校地處山城重慶的實際情況以及企業(yè)對專業(yè)應(yīng)用型人才的需要，我校土木工程教學(xué)團(tuán)隊以拓寬學(xué)生的知識面為重點，以增強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決實際問題能力為目的，共同研究、制定和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，對邊坡工程課程內(nèi)容教學(xué)體系進(jìn)行改革探索。

一、課程的主要內(nèi)容

邊坡工程課程的任務(wù)是：使學(xué)生掌握邊坡勘察、設(shè)計和施工的基本理論知識和方法體系；培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，以及分析問題和解決實際問題的能力，為學(xué)生今后從事邊坡工程設(shè)計、施工和技術(shù)管理打下良好基礎(chǔ)。

根據(jù)高等學(xué)校土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會的規(guī)定，邊坡工程課程主要內(nèi)容包括：邊坡工程概述、邊坡的破壞類型及機(jī)理、邊坡設(shè)計的基本資料及基本原則、邊坡的地質(zhì)勘探方法、邊坡穩(wěn)定性分析與評價方法、邊坡工程防護(hù)技術(shù)及加固處理方法。

邊坡工程課程知識量大、體系龐雜、理論與實踐并重，與《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》重點條文緊密相扣，且與工程地質(zhì)學(xué)、土力與基礎(chǔ)工程學(xué)、巖石力學(xué)、數(shù)值模擬、爆破工程學(xué)等學(xué)科交叉聯(lián)系。針對繁雜的邊坡知識體系，如何調(diào)動學(xué)生的熱情積極主動學(xué)習(xí)？如何把握課程主線，使學(xué)生深刻理解邊坡計算理論和設(shè)計方法？如何通過教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，達(dá)到學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)以及培養(yǎng)學(xué)生成為受企業(yè)青睞的人才，是應(yīng)用型本科院校邊坡工程課程內(nèi)容教學(xué)改革的重點和難點。

二、課程內(nèi)容及教學(xué)方法的改革

邊坡工程課程屬于傳統(tǒng)的應(yīng)用型課程，與實際工程緊密聯(lián)系，其教學(xué)內(nèi)容涉及理論教學(xué)與實踐教學(xué)。為使學(xué)生既懂邊坡工程中的理論知識，又懂實踐經(jīng)驗，我校土木工程教學(xué)團(tuán)隊對該課程進(jìn)行了一些改革嘗試。

（一）引領(lǐng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)熱情

使學(xué)生保持強(qiáng)烈的求知欲和學(xué)習(xí)熱情是學(xué)好邊坡工程課程內(nèi)容的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的邊坡教學(xué)采用單一的教學(xué)方法，片面地強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論知識，這樣多次上課后造成學(xué)生求知欲和學(xué)習(xí)熱情低下，甚至產(chǎn)生抵觸和厭學(xué)心理。為避免這種狀況，我們結(jié)合山城重慶大量高邊坡的工程案例和重慶高校及科研院所編制的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》，以多媒體為載體，將工程實例中的邊坡照片、現(xiàn)場視頻與基礎(chǔ)理論和規(guī)范中的概念、要素有機(jī)結(jié)合，使抽象枯燥的邊坡工程內(nèi)容具體化，最后生動形象地傳遞教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生更好地理解學(xué)習(xí)邊坡工程的實際意義以及今后工作中所面臨的具體問題。實踐表明，當(dāng)老師結(jié)合工程實踐講授理論知識時，學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情非常高，他們能針對工程實際提出許多自己不懂的問題與老師交流互動，老師將理論與工程實踐相結(jié)合，一一解答學(xué)生問題，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（二）加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的邏輯性和科學(xué)性

邊坡工程課程內(nèi)容以邊坡工程勘察、設(shè)計、施工和監(jiān)測為邏輯主線，課程教學(xué)過程中嚴(yán)格根據(jù)邏輯主線按照“提出問題—分析問題—解決問題—結(jié)果和結(jié)論討論”的方式組織教學(xué)，例如，針對邊坡穩(wěn)定系數(shù)求解，首先明確穩(wěn)定系數(shù)的概念及意義，其次構(gòu)建圓弧形和折線形數(shù)學(xué)模型求解邊坡穩(wěn)定系數(shù)，最后討論穩(wěn)定系數(shù)的影響因素以及對邊坡穩(wěn)定性評價意義。

由于邊坡工程屬于交叉學(xué)科，在講授過程中引導(dǎo)學(xué)生運用土力學(xué)、工程地質(zhì)和巖石力學(xué)的基本知識加強(qiáng)對土質(zhì)和巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性、擋墻土壓力計算以及支護(hù)設(shè)計等重點、難點的深入理解。

（三）加重實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

其一，案例訓(xùn)練。引入多個重慶地區(qū)高邊坡的真實工程案例，分組布置邊坡勘察、評價和治理的實踐作業(yè)。在勘察作業(yè)中，重點強(qiáng)調(diào)學(xué)生對巖土參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值的統(tǒng)計計算；在評價作業(yè)中，重點強(qiáng)調(diào)學(xué)生對評價方法和適用條件的選擇；在治理作業(yè)中，重點強(qiáng)調(diào)邊坡支護(hù)概念設(shè)計和施工質(zhì)量控制。通過以上工程案例的實踐，幫助學(xué)生深入理解和掌握邊坡工程勘察、設(shè)計和施工理論，并達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。

其二，采用合適的軟件，加強(qiáng)學(xué)生上機(jī)實踐操作。在傳統(tǒng)教學(xué)中，邊坡工程的穩(wěn)定性評價通常采用ANSYS和FLAC3D軟件建模并進(jìn)行分析，但教學(xué)實踐表明，這些大型商用英文軟件對本科學(xué)生的使用要求非常高，學(xué)生很難掌握。經(jīng)前期調(diào)研和學(xué)生的使用反饋表明，GEO5軟件非常適合我校本科生使用，其友好的交互界面和明朗的設(shè)計流程易于學(xué)生上機(jī)實踐操作。經(jīng)過巖土數(shù)值模擬實踐專周的訓(xùn)練，學(xué)生能夠獨立完成邊坡穩(wěn)定性評價及設(shè)計工作。

（四）師生互動、精講重難點

教學(xué)過程中，土木工程教學(xué)團(tuán)隊的教師更多地將師生關(guān)系定位于平等的朋友關(guān)系，以拉近與同學(xué)之間的距離。采用教學(xué)模型、演示動畫、文獻(xiàn)查閱和開放式教學(xué)方式對邊坡工程中的重難點進(jìn)行講解，如基本概念中的穩(wěn)定系數(shù)和安全系數(shù)常，各類型土壓力計算以及擋土墻穩(wěn)定驗算、滑移驗算等。通過以上方法，學(xué)生能構(gòu)建邊坡受力模型，深刻明白邊坡破壞機(jī)理，同時提高學(xué)生分析問題和解決問題的實踐能力。

三、邊坡工程課程體系改革效果與展望

經(jīng)過我校土木工程教學(xué)團(tuán)隊對邊坡工程課程內(nèi)容系統(tǒng)的改革與創(chuàng)新，極大地激發(fā)了學(xué)生的求知欲，擴(kuò)大了學(xué)生的知識面，提高了學(xué)生分析問題與解決問題的能力，使學(xué)生由以前的“理論型”發(fā)展為應(yīng)用“實踐型”。經(jīng)過與勘察、設(shè)計和施工單位交流，用人單位普遍反映學(xué)生動手能力強(qiáng)，學(xué)生畢業(yè)后能夠在較短時間內(nèi)獨自勝任邊坡工程勘察、設(shè)計、施工和地質(zhì)災(zāi)害防治工作。

目前，絕大部分邊坡工程教材是基于《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（2002）版編著的，有的重要內(nèi)容與2013版邊坡規(guī)范相矛盾。今后，邊坡工程課程內(nèi)容改革還需進(jìn)一步加強(qiáng)和完善，尤其是與新規(guī)范接軌，才能完善知識的更新。

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基金項目：重慶科技學(xué)院研究生教育教學(xué)改革研究項目（YJG2015y006）成果之一。endprint