專業(yè)學位研究生地基處理新技術(shù)教學案例庫建設與應用

邵光輝

摘要：案例教學是銜接工程類專業(yè)學位研究生理論教學與工程實踐能力培養(yǎng)的重要手段。通過對專業(yè)學位研究生教育對案例教學的需求特點分析，構(gòu)建了集真實性、典型性和互動性的案例庫基本架構(gòu)，建設了《地基處理新技術(shù)》案例庫并應用于專業(yè)學位研究生教學，探討了案例庫的建設方法和應用特點，為專業(yè)學位研究生案例教學提供參考。

關(guān)鍵詞：專業(yè)學位；研究生教育；案例庫；案例教學

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）05-0047-03

一、前言

專業(yè)學位研究生教育是我國研究生培養(yǎng)多元化結(jié)構(gòu)的重要組成部分，旨在培養(yǎng)能夠適應不同職業(yè)或不同行業(yè)實際工作需求的應用型高級專門人才，培養(yǎng)目標側(cè)重于實踐能力和應用能力培養(yǎng)，以滿足特定行業(yè)的需求，具有注重實踐與應用型的培養(yǎng)特色[1]。我國在基礎設施建設、城市化方面的高速發(fā)展對工程技術(shù)類人才的需求也提出了更高的要求。工程碩士屬于專業(yè)碩士學位的一種，是工程類專業(yè)學位。工程碩士中的建筑與土木工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學位研究生培養(yǎng)目標是要培養(yǎng)土木工程領(lǐng)域技術(shù)需求的應用型、復合型、高層次專門人才。

建筑與土木工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學位研究生教育突出的特點之一就在于其十分強調(diào)對工程實踐能力的要求。工程碩士培養(yǎng)要求研究生必須要參加一年的工程實踐，但是因為在此之前的課程教學通常更加偏重理論，大多數(shù)研究生在實踐過程中會感覺到理論知識與工程實際脫節(jié)，很多學的理論知識用不上或不知道怎么用，解決具體復雜工程技術(shù)問題無從入手，感覺知識儲備不足。這一問題存在的關(guān)鍵在于專業(yè)學位研究生課程教學的理論聯(lián)系實際不夠，解決這一問題單靠教師在課堂上舉幾個工程實例泛泛而談顯然是不夠的，而系統(tǒng)、真實和典型的工程案例庫教學與理論教學相結(jié)合是非常有效的教學手段。

專業(yè)學位研究生培養(yǎng)重心在于專業(yè)實踐能力。培養(yǎng)目標的不同也對培養(yǎng)手段與方法提出了新的需求。在繼續(xù)發(fā)揮傳統(tǒng)教學模式優(yōu)勢的基礎上開展案例教學，已被越來越多的人接受。國家教育主管部門也高度重視案例教學在專業(yè)學位研究生培養(yǎng)中的作用，大力推進專業(yè)學位研究生教學案例庫建設。2015年我國教育部發(fā)文明確要求各高校要加強專業(yè)學位研究生案例教學，要開發(fā)和形成一大批基于真實情境、符合案例教學要求、與國際接軌的高質(zhì)量教學案例。國內(nèi)一些教育工作者對案例庫的建設與實踐也進行了有益的探索：梁越等[2]提出了教師引導、學生自主學習和案例教學三者相結(jié)合的新教學方法；尚家杰等[3]提出了“五步法”案例使用教學模式；孫建淵等[4]構(gòu)建了管理系統(tǒng)、教學內(nèi)容以及拓展功能三大功能層面組成的專業(yè)學位研究生案例庫系統(tǒng)架構(gòu)。但是，因為前期積累薄弱，目前國內(nèi)能夠直接應用于專業(yè)學位研究生教育的成體系高質(zhì)量的案例庫還不多。我國以培養(yǎng)工程一線人才為目的的工程碩士培養(yǎng)當中，國外的工程案例也因規(guī)范、標準與國內(nèi)的巨大差異難以直接引入。因此，在工程碩士培養(yǎng)體系中，迫切需要建設基于真實情境、注重理論與實踐相結(jié)合的案例庫。如何建設和應用這些符合案例教學要求、與國際接軌的高質(zhì)量教學案例庫，提升專業(yè)學位研究生實踐和應用能力是值得探討的重要問題。

本文以建筑與土木工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學位研究生課程《地基處理新技術(shù)》的案例庫建設與應用為例，通過對建筑與土木工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學位研究生教育對案例教學的需求特點分析，探討專業(yè)學位案例庫建設的思路、方法和教學應用。

二、課程特點與案例教學需求分析

《地基處理新技術(shù)》是一門實踐性非常強的課程，涉及地基處理新技術(shù)的發(fā)展，對具體工程的地質(zhì)條件分析和地基處理方法的選型、設計、優(yōu)化、檢測等環(huán)節(jié)，與實際工程聯(lián)系緊密，不僅對理論知識要求高，對工程分析能力以及工程經(jīng)驗同樣有較高的要求。在教學過程中需要結(jié)合諸多實際工程案例進行剖析、講解，才能滿足培養(yǎng)高水平、高素質(zhì)專業(yè)學位研究生的實際需求。利用工程案例進行工程碩士的專業(yè)教學，根據(jù)教學內(nèi)容和教學目標的需要，圍繞一個或幾個實際工程問題展開描述、分析與討論，可以提高學生分析問題和解決問題的能力，特別是在實際工程背景下如何解決具體問題的能力。

完善的課程案例庫是開展案例教學的基本保證，是推動專業(yè)學位研究生培養(yǎng)模式改革的重要物質(zhì)基礎。專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)強調(diào)實踐能力的培養(yǎng)，案例教學是以學生為中心，以案例為基礎，通過呈現(xiàn)案例情境，將理論與實踐緊密結(jié)合，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，從而掌握理論、形成觀點、提高能力的一種教學方式。

三、案例庫建設方法

1.案例庫建設思路。圖1是地基處理新技術(shù)案例庫建設的技術(shù)路線。

（1）素材收集與篩選。工程案例庫的基礎是工程資料素材，但絕不是簡單地將工程項目的設計圖紙、檢測報告以及科研項目報告原封不動地組合，而是要將這些素材根據(jù)理論教學內(nèi)容，教學進度認真加以編排和再創(chuàng)造，潤色修改，使之符合課堂教學規(guī)律與特點。素材篩選的標準是必須具備典型性、真實性、完整性，注重地基處理新技術(shù)的體現(xiàn)，以及新老技術(shù)的對比。（2）知識點提煉與素材整合。通過直接收集設計圖紙文件、檢測和監(jiān)測數(shù)據(jù)，采集工程施工現(xiàn)場圖片、視頻等，獲得大量第一手資料，或者通過文獻、書籍閱讀及網(wǎng)絡瀏覽，搜集國內(nèi)外大型地基處理工程案例資料，如大型古建筑地基托換與加固，真空聯(lián)合超載預壓處理等現(xiàn)場圖片及相關(guān)資料，進行歸類整理和二次加工。結(jié)合地基處理工程典型問題和難點問題，如深厚軟黏土地基處理、不均勻地基處理、可液化地基處理、既有建筑地基托換與加固處理等問題進行專題討論和案例講解分析，實現(xiàn)案例教學和啟發(fā)式教學，提高學生運用所學知識分析問題、解決問題的能力。（3）案例剖析。運用地基處理相關(guān)原理與設計理論及規(guī)范對具體工程進行深入剖析，緊密結(jié)合對應課程專題中的理論知識進行提煉升級，形成既便于課堂應用又適于學生自主學習的工程案例庫。（4）編制案例庫。結(jié)合構(gòu)建的“地基處理工程案例庫”對各技術(shù)專題進行相應思考題和案例補充，根據(jù)學科發(fā)展對課程內(nèi)容進行部分更新和調(diào)整，優(yōu)化課程內(nèi)容，并充分發(fā)揮多媒體的優(yōu)勢，集文字、照片、影像、圖紙為一體，形成一套背景、決策、設計、評價過程完整翔實的工程案例庫課件。案例庫形式為PPT課件，以多媒體課件的形式予以展現(xiàn)，課件做到文字、圖片、表格、動畫、視頻相結(jié)合，輔以工程資料的PDF文檔及CAD電子圖紙等。

2.案例庫的基本架構(gòu)與內(nèi)容。（1）案例庫基本信息。案例庫基本信息用于明確教學目標、應課程內(nèi)容的知識點以及分析該案例所需要的相關(guān)理論，給出案例分析的邏輯路徑，提煉并扼要介紹案例分析中的關(guān)鍵知識點、能力點，提供教師需要掌握的案例進展性、背景性信息等，方便教師根據(jù)課程內(nèi)容進展從案例庫中選擇合適的案例用于同步案例教學。（2）工程概況。描述案例工程的背景信息、工程特點。該部分內(nèi)容也是體現(xiàn)工程真實性的重要信息。對于個別涉及工程參建方不宜公開信息的，在保證真實的基礎上還需要進行特征化處理。（3）地質(zhì)條件。提供盡量完整的巖土工程勘察資料，對地層情況、水文地質(zhì)條件進行綜合研判。（4）地基處理方案比選。地基處理方案選型是案例庫中最能夠體現(xiàn)綜合知識運用能力的地方。在很多案例中，方案比選往往是非平衡的，可獲得的素材大多側(cè)重于已經(jīng)實際實施的方案，這就需要我們在案例庫編制時，客觀地補充甚至提出對比方案。通過工程類比、分析計算或者數(shù)值模擬，來凸顯各比選方案的結(jié)果差異或抉擇上的困難。（5）設計與施工。設計圖紙、計算書、檢測報告、科研報告等豐富的工程案例庫建設素材，為地基處理工程案例庫建設奠定了良好的基礎。但案例庫建設絕不是將這些素材打包堆積，而是必須根據(jù)課程知識目標要求，進行素材提煉、整合和二次加工。形成一套符合前文案例庫結(jié)構(gòu)特征的教學課件。（6）效果分析。地基處理前后的檢測、監(jiān)測指標變化，地基處理現(xiàn)場監(jiān)測與結(jié)果分析評價。（7）案例總結(jié)與討論?？偨Y(jié)案例中的工程特點、決定方案的控制性因素，實施過程中的困難與不可控因素。客觀評價工程的成敗，討論取得的經(jīng)驗與教訓。提出幾個值得思考的問題。

地基處理新技術(shù)案例庫由12個獨立案例組成，涉及排水固結(jié)、動力加固、碎石樁復合地基、水泥土樁復合地基、CFG樁復合地基、剛性樁復合地基、樁網(wǎng)復合地基、加筋土地基、注漿技術(shù)、托換技術(shù)、糾偏技術(shù)、地基處理組合創(chuàng)新技術(shù)等。

四、案例庫特點與應用

1.案例庫的特點。首先案例要源于工程實際，應是復雜環(huán)境中真實工程的反映。項目組教師將積極參與工程實踐和科研項目，把實際工程項目和科研項目提煉為教學案例，注重與國際接軌，汲取國外工程案例教學的經(jīng)驗，引入國外地基處理工程實例。其次要認真編制工程案例，工程案例庫不是簡單地將工程項目的設計圖紙、檢測報告以及科研項目實驗報告原封不動地組合，而是要將這些素材根據(jù)理論教學內(nèi)容，教學進度認真加以編排和再創(chuàng)造，潤色修改，使之符合課堂教學規(guī)律與特點。（1）全部基于真實工程，涉及地質(zhì)條件分析、地基處理方案比選、施工圖設計、施工過程、地基處理效果評價等環(huán)節(jié)，不同案例各有側(cè)重，重點突出。（2）既有國內(nèi)重大工程，也有國際重大工程案例，案例既具有典型性又與國際接軌。（3）每個案例均提煉涉及的知識點、關(guān)鍵要點、理論依據(jù)與分析、分析思路、案例知識點，最后有案例總結(jié)與討論，緊密貼和理論教學內(nèi)容又密切聯(lián)系工程實際，既便于教師課堂應用又適于學生自主學習。

2.案例庫的應用。地基處理工程案例庫中的部分案例在我校工程碩士專業(yè)學位研究生課程《地基處理新技術(shù)》中已經(jīng)應用了3年以上，并根據(jù)工程技術(shù)發(fā)展和以往教學反饋情況進行了動態(tài)擴充、改進和完善。工程案例的討論式學習是該案例庫應用于教學的主要形式。在每次理論課教學后預留1課時用于案例學習討論，由教師對工程案例PPT進行講解，利用工程案例進行工程碩士的專業(yè)地基處理新技術(shù)理論教學的補充強化，根據(jù)教學內(nèi)容和教學目標的需要圍繞一個或幾個實際工程問題展開描述、分析與討論。

結(jié)合構(gòu)建的案例庫，增設課程案例教學模塊，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生自主學習和獨立思考的能力。從而調(diào)動專業(yè)學位研究生學習“地基處理新技術(shù)”課程的積極性與主動性，提升課堂教學效果和效率，將理論知識學時與實踐應用緊密結(jié)合，強化建筑與土木工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學位研究生解決復雜工程問題的能力。在討論案例時，學生了解到真正的工程師會面臨的復雜境地和艱難抉擇，不但加深了知識理解，而且掌握了應用技能，有助于訓練和提高學生在復雜環(huán)境下解決實際工程問題的能力和決策能力[5]。通過工程案例的討論式學習，學生在學習過程中以實際工程案例為分析研究對象，通過案例分析討論和決策收集相關(guān)信息，提供和評估備選地基處理方案，選擇和解釋設計施工過程，總結(jié)該工程案例所獲得的經(jīng)驗與技術(shù)要點，并根據(jù)學生的互動討論進行交流和學習效果評價。

五、結(jié)語

在課堂教學中，借助案例庫開展學習、剖析、討論，形成理論學習、情景式認知、思考討論與互動提高的教學模式，使專業(yè)學位研究生的專業(yè)課教育真正做到理論聯(lián)系實際。通過地基處理新技術(shù)案例庫應用于教學，提高了專業(yè)學位研究生分析問題和解決問題的能力，特別是在實際工程背景下如何解決具體問題的能力。通過工程案例的討論式學習，學生在學習過程中以實際工程案例為分析研究對象，通過案例分析、討論和決策評估備選方案，評價實施結(jié)果與得失。在討論案例時，學生能夠切身體會到作為一名工程師在面對具體、復雜的條件下如何進行艱難的抉擇和面臨的風險，不僅加深了對理論知識的理解，而且強化了專業(yè)學位研究生在復雜條件下解決實際工程問題的能力和決策能力，建立起工程碩士應有的職業(yè)擔當與責任意識。

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