結(jié)合案例教學(xué)提升《巖土工程勘察》課程工程能力培養(yǎng)質(zhì)量

左昌群 孫金山 陳建平

摘要：工程能力培養(yǎng)是現(xiàn)代工程教育本質(zhì)及特征的重要體現(xiàn)，通過(guò)高校本科教學(xué)研究及改革強(qiáng)化工程能力培養(yǎng)是高?；貞?yīng)社會(huì)工程實(shí)踐需求的重要措施和有力保障。本文結(jié)合土木工程（地下建筑方向）《巖土工程勘察》課程教學(xué)，從課程特點(diǎn)出發(fā)探討了案例教學(xué)在教學(xué)改革中的應(yīng)用，分析了課程教學(xué)在工程能力培養(yǎng)方面的現(xiàn)狀不足，論述了案例選擇原則、基于核心知識(shí)點(diǎn)案例庫(kù)的構(gòu)建方式及案例教學(xué)的實(shí)施過(guò)程，提出了保障案例教學(xué)效果的具體措施。

關(guān)鍵詞：案例教學(xué)；工程能力；巖土工程勘察；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）15-0145-03

自20世紀(jì)末以來(lái)，國(guó)內(nèi)外都在不斷加強(qiáng)和深化高等教育改革，大學(xué)生工程及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)成為改革的重點(diǎn)目標(biāo)。例如，歐美各國(guó)都提出了高等工程教育改革的“工程教育模式”；歐洲工程師聯(lián)盟提出了“FEANI公式”，用以指導(dǎo)歐盟工程教育改革[1]；由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院提出的“CDIO教育模式”作為國(guó)際最新的工程教育理念，對(duì)高等院校學(xué)生的工程能力培養(yǎng)目標(biāo)提出了全面而系統(tǒng)的指引方針和實(shí)施要求[2]。而我國(guó)高等工科教育實(shí)施的“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是具有中國(guó)特色的工程教育改革，對(duì)把我國(guó)從工程教育大國(guó)向工程教育強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變具有重要的示范意義[3]。上述教育改革計(jì)劃無(wú)一例外地把“培養(yǎng)學(xué)生的工程能力”作為首要目標(biāo)。

《巖土工程勘察》課程是我校土木工程專(zhuān)業(yè)（地下建筑方向）大三下學(xué)年的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課，課程本身涉及的學(xué)科領(lǐng)域廣泛，具有理論知識(shí)點(diǎn)繁雜，綜合性、理論性和實(shí)踐性強(qiáng)，新規(guī)范、新技術(shù)不斷更新，緊密貼合工程實(shí)際的特點(diǎn)。如何在課程教學(xué)中突出工程應(yīng)用性和實(shí)踐性，提升學(xué)生分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，成為教學(xué)改革的重要目標(biāo)和急需解決的問(wèn)題。

一、工程能力培養(yǎng)與案例教學(xué)結(jié)合的內(nèi)涵與意義

工程能力是土木工程類(lèi)工科學(xué)生必須具備的基本能力，是土木工程專(zhuān)業(yè)人才能力培養(yǎng)的首要目標(biāo)。工程能力的內(nèi)涵主要體現(xiàn)為學(xué)習(xí)知識(shí)及運(yùn)用知識(shí)的能力、工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐的能力、思考分析與判斷的能力，以及表達(dá)交流和創(chuàng)造創(chuàng)新的能力，是現(xiàn)代工程師應(yīng)該具備的重要基本素質(zhì)之一。工程能力的培養(yǎng)必須貫串于教學(xué)過(guò)程的始終。

案例教學(xué)則是學(xué)生在掌握了相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和分析方法的基礎(chǔ)上，在教師的指導(dǎo)下根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合工程中的典型案例組織學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析、討論和思考等活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究探索性學(xué)習(xí)，從而加深學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的理解，提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力的一種教學(xué)方法[4-6]。

從對(duì)工程能力培養(yǎng)的要求和案例教學(xué)方法的特點(diǎn)可以看出，在課程教學(xué)中采用案例教學(xué)法，將專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)和工程實(shí)踐技能有機(jī)地結(jié)合，不僅可以使授課知識(shí)點(diǎn)具體化、明確化，還能夠活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生和老師之間的互動(dòng)交流，有效地拓展學(xué)生的專(zhuān)業(yè)視野，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，從而真正實(shí)現(xiàn)將知識(shí)的積累轉(zhuǎn)變?yōu)椤皞€(gè)體人”的能力的提升。由此可見(jiàn)，在課堂教學(xué)中采用案例教學(xué)，將兩者的目標(biāo)和需求有機(jī)融合，可以更好地提升教學(xué)效果，提高工程能力培養(yǎng)的質(zhì)量。

二、工程能力培養(yǎng)在《巖土工程勘察》教學(xué)中的現(xiàn)狀

《巖土工程勘察》作為土木工程學(xué)科的核心專(zhuān)業(yè)課程，在整個(gè)課程體系中起著重要的銜接作用，即工程的理論知識(shí)如何順利地轉(zhuǎn)化為實(shí)際勘察從業(yè)技能，所以該課程授課質(zhì)量直接決定著畢業(yè)生的職業(yè)能力。目前的課程教學(xué)實(shí)踐在工程能力培養(yǎng)方面仍存在如下現(xiàn)狀和不足：

1.授課內(nèi)容交叉重復(fù)、沒(méi)有考慮專(zhuān)業(yè)方向特色。表現(xiàn)在不同院?；蛘咴谕辉盒５南嘟鼘?zhuān)業(yè)都是采用一部教材、一套內(nèi)容的授課方式，并未針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)方向的需求和特點(diǎn)有所區(qū)別，僅僅只能靠專(zhuān)業(yè)教師在授課中補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容來(lái)體現(xiàn)。

2.工程實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱。由于大土木專(zhuān)業(yè)需要，課程廣度數(shù)量增加使得課時(shí)數(shù)又有所減少，壓縮量較大的就是相關(guān)實(shí)踐環(huán)節(jié)，使得該課程仍以課堂教學(xué)為主，缺乏課程設(shè)計(jì)、課外實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)的輔助教學(xué)，對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐方面能力的認(rèn)知培養(yǎng)嚴(yán)重不足。

3.現(xiàn)有教材對(duì)學(xué)科新理論、新技術(shù)、新發(fā)展的體現(xiàn)較欠缺。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新理論、新技術(shù)、新方法，甚至新規(guī)范在工程實(shí)踐活動(dòng)中不斷涌現(xiàn)，讓學(xué)生了解前沿動(dòng)態(tài)，擴(kuò)大專(zhuān)業(yè)視野，是本科教育的重要任務(wù)，也是學(xué)生未來(lái)就業(yè)的需要。目前無(wú)論是在教材的更新速度或者參考資料的完善補(bǔ)充上仍有所滯后。

4.課程考核模式單一，無(wú)法體現(xiàn)對(duì)工程能力的綜合評(píng)價(jià)。目前期末考試也主要針對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)以客觀(guān)題型為主，主觀(guān)題（如案例分析、論述）的比例較少，無(wú)法起到對(duì)工程能力的檢驗(yàn)和綜合評(píng)價(jià)的效果。

因此，圍繞工程能力培養(yǎng)的大目標(biāo)，展開(kāi)《巖土工程勘察》課程教學(xué)方法的改革對(duì)提高本科教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

三、課程案例教學(xué)體系的構(gòu)建

1.案例選擇的原則。好的工程案例是教學(xué)的基礎(chǔ)，也是教學(xué)效果的重要保證，教學(xué)中選擇的工程案例應(yīng)滿(mǎn)足如下幾個(gè)基本原則：（1）代表性和典型性。就是要求案例能充分代表該次教學(xué)的核心知識(shí)點(diǎn)，例如邊坡工程章節(jié)，一定要圍繞斜坡，尤其是滑坡勘察這一關(guān)鍵問(wèn)題來(lái)展開(kāi)。（2）真實(shí)性和綜合性。選擇真實(shí)的工程案例，可以保證課堂上對(duì)案例的介紹、分析、討論等有明確的工程背景和依托，研究對(duì)象更具體化。（3）體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)方向特色。在案例選擇中，可以多結(jié)合本城市周邊隧道、基坑、城市地鐵等地下工程來(lái)展開(kāi)；結(jié)合身邊的實(shí)例對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性十分有益。（4）思維啟發(fā)性。巖土工程勘察的對(duì)象是性質(zhì)千變?nèi)f化的巖土體，對(duì)很多問(wèn)題并沒(méi)有唯一的標(biāo)準(zhǔn)答案，因此，需要在分析、討論中培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析比較，從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯分析能力。

2.基于知識(shí)點(diǎn)的案例庫(kù)的構(gòu)建。確定上述原則后，則需要對(duì)課程內(nèi)容各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和模塊的劃分，結(jié)合模塊需求選擇合適的案例，從而建立起知識(shí)點(diǎn)與案例的映射關(guān)系。結(jié)合筆者所授的《巖土工程勘察》課程的課時(shí)安排和大綱要求，制訂的基于知識(shí)點(diǎn)的案例庫(kù)及教學(xué)要求如表1所示。

3.案例教學(xué)實(shí)施過(guò)程。案例教學(xué)應(yīng)貫串在教學(xué)工作的始終，通過(guò)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)展開(kāi)實(shí)施。（1）課堂教學(xué)環(huán)節(jié)。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)開(kāi)展案例教學(xué)有多種途徑。首先，可以在課堂知識(shí)點(diǎn)授課完成以后，利用15—20分鐘時(shí)間，就一個(gè)具體的工程案例進(jìn)行完整的介紹，重點(diǎn)要結(jié)合課程的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行論述分析，使學(xué)生理解更為透徹。例如上表1中對(duì)斜坡場(chǎng)地勘察、巖溶場(chǎng)地勘察以及房屋建筑勘察等章節(jié)目前則主要采用這種形式。此外，還可以根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的需要，只選擇工程案例的某一環(huán)節(jié)進(jìn)行舉例，例如利用結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)模擬手段進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查分析，則可以在展示現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)操作的照片、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的記錄格式以及模擬得出的典型圖譜等。課堂教學(xué)中還可以在上課開(kāi)始就拋出某一具體的工程問(wèn)題，通過(guò)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的剖析入手來(lái)逐步講述本次課的主要理論知識(shí)點(diǎn)，起到拋磚引玉的作用。（2）課后討論及作業(yè)環(huán)節(jié)。在40學(xué)時(shí)的授課中，可以展開(kāi)1—2次課后分組討論，討論的具體工程問(wèn)題在課后進(jìn)行布置，給學(xué)生一周的時(shí)間進(jìn)行思考和準(zhǔn)備，然后在下次課的課前、課間、課后時(shí)間，讓學(xué)生上臺(tái)發(fā)言，教師和學(xué)生之間也可以就不同觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行討論和辯論，在此過(guò)程中形成自己的思考和認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力和邏輯分析能力。通過(guò)前兩個(gè)學(xué)年教學(xué)的實(shí)踐，課后討論的形式效果非常好，學(xué)生的參與程度非常高，對(duì)問(wèn)題的分析有理有據(jù)，在此過(guò)程中也培養(yǎng)了同學(xué)間的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。（3）課程考核環(huán)節(jié)。《巖土工程勘察》課程目前考試仍以閉卷考試為主，除了常規(guī)的名詞解釋、選擇題外，還可以嘗試論述題的形式；針對(duì)考試的出題模式，也可以結(jié)合“工程情境化”來(lái)出題。

此外在后續(xù)教學(xué)中還可以增加一個(gè)“勘察方案設(shè)計(jì)”的實(shí)踐環(huán)節(jié)，給出幾個(gè)不同類(lèi)型的典型工程案例，結(jié)合課程所學(xué)的知識(shí)，利用相關(guān)規(guī)范、參考書(shū)進(jìn)行勘察方案設(shè)計(jì)，按課程報(bào)告占總成績(jī)20%比例作為考核成績(jī)。

四、保障案例教學(xué)效果的措施

1.融入新技術(shù)、新工藝，結(jié)合最新行業(yè)規(guī)范更新知識(shí)要點(diǎn)。巖土工程勘察的研究對(duì)象是各種不同類(lèi)型的工程，隨著研發(fā)水平、制造水平的不斷提升，勘察行業(yè)的新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)，在介紹完教材每部分常用方法后，再列舉一些行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)、新技術(shù)創(chuàng)新方面的內(nèi)容，開(kāi)拓學(xué)生專(zhuān)業(yè)視野。隨著工程行業(yè)技能水平的提高，各種行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)也在不斷完善和更新中，教材的更新往往要在規(guī)范正式頒布實(shí)施后才著手展開(kāi)，有較長(zhǎng)的滯后性。這時(shí)候就需要授課教師及時(shí)收集相關(guān)資料，對(duì)授課內(nèi)容及知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行更新和完善。例如，近兩年最新修訂的《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50218-2014）、《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估規(guī)范》（DZ/T 0286-2015）、《建筑地基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ 340-2015）等規(guī)范中的相關(guān)條文需要在課件、講義、教案編寫(xiě)中及時(shí)進(jìn)行體現(xiàn)和補(bǔ)充。

2.增加國(guó)家職業(yè)資格考試大綱內(nèi)容。職業(yè)資格考試是土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)后面臨的重要考試，例如建造師職業(yè)考試、注冊(cè)巖土工程師考試等等，將伴隨學(xué)生的整個(gè)職業(yè)生涯。在課程教學(xué)中適當(dāng)?shù)丶尤胂嚓P(guān)內(nèi)容，尤其是課后作業(yè)或者考試中增加部分職業(yè)資格考試的案例分析題或考試試題，供學(xué)生練習(xí)。通過(guò)這種手段使高校教育與市場(chǎng)需求緊密接軌，也有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

3.通過(guò)科研、實(shí)踐促進(jìn)教學(xué)，提高教師自身工程素養(yǎng)。任課教師工程素質(zhì)的高低是工程教育成敗的關(guān)鍵因素。青年教師應(yīng)積極地開(kāi)展科研工作，通過(guò)對(duì)已有的科研成果及科研課題進(jìn)行整理，將先進(jìn)的研究分析手段向?qū)W生進(jìn)行全方位展示，不僅使學(xué)生對(duì)本課程的知識(shí)體系以及與其他專(zhuān)業(yè)課的聯(lián)系有清晰的認(rèn)識(shí)，還大大培養(yǎng)了學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新能力，真正做到“以科研促教學(xué)”的教學(xué)理念。

五、結(jié)語(yǔ)

巖土工程勘察課程在土木工程專(zhuān)業(yè)本科生工程能力的培養(yǎng)中起著至關(guān)重要的作用，近年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐證明通過(guò)案例教學(xué)方式對(duì)課程教學(xué)模式進(jìn)行改革，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在理論知識(shí)、綜合應(yīng)用、工程能力等方面得到了很好的訓(xùn)練和培養(yǎng)，而且增強(qiáng)了教師和學(xué)生之間的互動(dòng)溝通，教學(xué)效果也得以不斷提升。

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