基礎工程課程教學方法改進初探

于彥彥

摘要基礎工程是土木工程專業(yè)的一門重要的核心課程。本文首先分析了基礎工程課程的內(nèi)在特點，進而總結(jié)了基礎工程教學中存在的部分典型問題，如課堂教學方法單一、部分課程知識講解抽象、與實踐有一定脫節(jié)等，初步分析了產(chǎn)生這些問題的原因及對學生學習或人才培養(yǎng)的影響。在此基礎上，給出了通過融入課程思政、形象化知識講解、注重縱橫向知識的聯(lián)系、調(diào)動學生學習主動性、改進考核方式及加強與工程實踐聯(lián)系等幾個方面來加以改進的建議，希望能為本課程的教學改進提供參考。

關鍵詞 基礎工程 教學方法 改進措施

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.21.040

Preliminary Study on the Improvement of Teaching Methods of Foundation Engineering

YU Yanyan

（School of Civil Engineering， Suzhou University of Science and Technology， Suzhou， Jiangsu 215011）

AbstractFoundation engineering is an important core course of civil engineering major. This article first analyzes the inherent characteristics of Foundation engineering courses， and then summarizes some typical problems in the course teaching， such as the simplicity of teaching methods， abstract explanations of some course knowledge， and a certain disconnect with practice， etc.， and gives a preliminary analysis of the causes of these problems as well as the impact on studentlearningortalenttraining.Onthisbasis，suggestionsaregivenforimprovementbyintegratingcurriculumideology andpolitics，visualizingknowledgeexplanation，focusingon theconnection ofknowledgeofdifferentcourses，mobilizing students’ learning initiative， improving assessment methods and strengthening the connection with engineering practice， etc.， hoping that these can provide a reference for the teaching improvement of this course.

Keywordsfoundation engineering； teaching method； improvement measures

基礎工程是土木工程專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎課程。該課程對于學生形成完整的結(jié)構設計知識體系及今后可能從事的結(jié)構設計工作都具有重要作用。而隨著城市化進程的加快，大量的房屋建筑、大跨橋梁等不斷涌現(xiàn)，與之伴隨的結(jié)構形式及地基條件也越來越復雜，這些都對土木工程畢業(yè)生對于基礎工程知識的掌握和全面程度提出了更高要求。與此同時，傳統(tǒng)的基礎工程教學方式已不能滿足越來越快的知識或技術更新，以及社會所期望的人才知識體系的要求。對于這一問題，徐令宇與陳煒昀[1]、郭紅燕等[2]進行了思考與探索。作者基于近幾年的基礎工程課程教學體會與經(jīng)驗，對相關問題進行了總結(jié)，并給出了相應的改進措施。

1基礎工程課程的內(nèi)在特點

首先，課程內(nèi)容的綜合性強。其內(nèi)容涉及工程地質(zhì)學、土力學、材料力學、混凝土結(jié)構設計原理等學科，[3]是一門綜合性較強且具有一定交叉性的課程，需要學生前期有完善的知識儲備和良好基礎。

其次是與實際聯(lián)系緊密，實踐性強。本課程的直接目的是服務于各種不同形式基礎的設計（包括地基的設計），課程中的知識點與相應的設計規(guī)范，如《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2011）、《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008）、《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120-2012）等緊密相連或直接引用規(guī)范條文，因此具有很強的設計實踐性。其次，不同建筑物的地基條件千差萬別，一定要結(jié)合實際土層條件進行基礎設計，不存在適用于所有地基條件的一成不變的基礎設計方案。

2目前基礎工程課程教學中存在的主要問題

2.1課堂教學方法單一

多數(shù)為“老師講，學生聽”的傳統(tǒng)教學模式，教師主要采用PPT播放結(jié)合課堂板書的方式，學生則被動接受。這一方法造成的結(jié)果是學生很容易產(chǎn)生視覺或聽覺疲勞，學生聽課的積極性或主動性不高，對于自制力較強或課前能充分預習的同學而言教學效果尚可，但對于相當比例的同學則難以調(diào)動起學習的積極性，結(jié)果往往“身在曹營心在漢”，進而大大影響教學效果。

2.2部分課程知識講解抽象

目前的基礎工程教材中的許多知識往往直接給出名詞術語或結(jié)論，而缺乏直觀的形象展示或具體的工程實際背景。而學生由于缺乏工程實踐或科研經(jīng)歷，因此對許多名詞缺乏認識，如柱下獨立基礎的沖切破壞，學生往往不易理解實際中具體的破壞形式。再如各種不同的地基處理方法（排水固結(jié)法、深層水泥攪拌法、高壓噴射注漿法等），僅靠教材中的示意圖展示無法使學生與實際相聯(lián)系，對于基坑工程的不同支護結(jié)構也存在同樣問題。此外，本校采用教材中對于樁基礎沉降計算的明德林應力公式法基本是直接給出最終公式，而缺少對于明德林公式與布辛奈斯克解的異同點的對比以及部分中間推導過程的介紹，導致學生只能強制性地記憶或使用公式，而對其“所以然”知之甚少。

2.3考核形式單一

常規(guī)的成績評定方法為平時成績（一般包括課堂表現(xiàn)、考勤、作業(yè)等）和期末考試按一定比例加權計算得到。對于課堂表現(xiàn)，主要以觀察和課堂討論為主。但由于本課程學時相對較少，因此教師授課時無法關注到所有同學的課堂表現(xiàn)，使得平時的課后作業(yè)成為給定平時成績的主要依據(jù)之一。但平時作業(yè)的獨立完成與否往往是一個未知數(shù)，所以僅依據(jù)這些無法及時反映出學生平時對各個知識點的掌握程度。

2.4與實踐有一定脫節(jié)

如前所述，基礎工程是一門實踐性很強的課程，與設計規(guī)范聯(lián)系緊密，而傳統(tǒng)習題式的基礎工程設計題目無法滿足學生對于實際工程設計全過程的了解，不能很快地適應復雜地基條件下的基礎工程的獨立設計，因此迫切需要及時將所學知識與工程實踐相結(jié)合。

3教學方法改進措施

針對以上基礎工程課程教學中存在的問題，本節(jié)擬從以下幾個方面提出一些初步的改進措施以供參考。

3.1融入課程思政

2019年8月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)了《關于深化新時代學校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見》，明確提出要整體推進高校課程思政建設，發(fā)揮所有課程育人功能。對于基礎工程，它在幾千年前已有初步雛形，只是在近代才形成一門獨立的學科。而我國在此領域有不勝枚舉的輝煌的歷史和現(xiàn)代成就。古代如故宮、長城、趙州橋等，現(xiàn)代如港珠澳大橋、高速鐵路、一系列超高層建筑（上海環(huán)球金融中心、蘇州東方之門等）等。在講述專業(yè)知識之前先以這些宏偉成就作為切入點，介紹其采用的基礎概況，一下吸引了學生的聽課興趣，并對自己的所學知識有了肯定的認識。與此同時，將思政教育自然地融入了其中，達到一舉兩得的效果。

3.2抽象知識形象化

由于缺乏實踐，學生對于基礎工程中直接給出的名詞術語或公式缺乏形象認識，針對此問題，作者一般結(jié)合實際圖片（工程實例或試驗照片）、施工視頻或動畫、經(jīng)典案例進行講解。如對于前文所說的沖切破壞，許多學生不能直接理解柱下鋼筋混凝土獨立基礎的沖切破壞形式，而采用試驗結(jié)果的照片進行介紹則一目了然。對于常見的淺基礎（剛性基礎、墻下條形基礎、柱下獨立基礎）、連續(xù)基礎（筏板基礎、箱形基礎）、基坑圍護結(jié)構（懸臂式、單錨式、內(nèi)撐式等）結(jié)合實例照片講解相比課本的示意圖更加形象直觀，只是需要教師課前做充分的準備。另外對于諸如地下連續(xù)墻、沉井基礎、各種地基處理方法等，直接口頭敘述很難介紹清楚，而輔助以實際的施工視頻或精心制作的動畫介紹有時比大段描述效果更佳，實踐表明這一授課方式也更能吸引學生的注意力。此外，為了強化學生的專業(yè)責任感，在授課過程中多會引入一些基礎失事的經(jīng)典案例，并對發(fā)生事故的原因進行簡單分析，從側(cè)面引導學生重視基礎設計，培養(yǎng)設計百年工程的使命感。

3.3注重縱橫向知識的聯(lián)系

如前所述，基礎工程是以土力學為基礎，綜合了多課程知識的一門學科。因此在授課過程中注重縱、橫向知識的聯(lián)系很有必要。舉例來說，該課程與材料力學和結(jié)構力學聯(lián)系緊密，許多地方，如偏心受壓矩形基礎的基底最大壓力、基礎內(nèi)力圖（剪力圖、彎矩圖）的繪制、柱下條形基礎內(nèi)力計算的彎矩分配法或彎矩系數(shù)法等都用到以上的力學知識。再比如擋土墻的設計計算則是以土力學中土壓力的計算為前提。此外，其與混凝土結(jié)構設計的聯(lián)系體現(xiàn)在基礎截面的配筋計算等，直接采用前者的相應配筋計算公式，而采用的荷載的不同組合值則與建筑結(jié)構荷載的課程知識有關。在講述相應知識之前，先復習或回顧這些前期的課程知識，然后再引入基礎工程的新知識則更容易被學生所接受。

此外，注重課程內(nèi)知識的縱向聯(lián)系對于提高學生的學習效果也有很大幫助。以蘇州科技大學土木工程學院所采用的基礎工程教材為例，該課程的主要內(nèi)容包括淺基礎、連續(xù)基礎、樁基礎、擋土墻、基坑工程、特殊土地基及動力機器基礎與地基基礎抗震等（地基處理和土工合成材料另外開設選修課）。其中涉及的知識點較繁多，若學生沒有知識點之間的聯(lián)系的概念則學習起來會較為吃力。因此，在授課過程中建議多用“聯(lián)系比較”的方法講解。舉例來說，在講述聯(lián)合基礎設計一節(jié)時，結(jié)合矩形聯(lián)合基礎的設計步驟可將所學過的材料力學（彎矩圖和剪力圖繪制）、基礎底面尺寸確定、基礎抗沖切和抗剪切驗算、基礎配筋計算等多個知識點聯(lián)系起來，相當于對淺基礎的設計一章完成了一個復習匯總。再比如在介紹連續(xù)基礎的基底反力分布規(guī)律后，可以總結(jié)下為何淺基礎中的基底反力都采用直線分布的假定、在什么情況下這一假定不再適用等等，力爭達到舉一反三的目的。而對于較復雜的內(nèi)容，如柱下交叉條形基礎的設計，可采用“分而治之”的思想，將其分解為兩個方向的柱下條形基礎，再采用柱下條基的設計方法進行設計，而其中的關鍵是解決柱荷載在交叉節(jié)點處的分配問題。

3.4及時地回顧總結(jié)

除知識點之間的聯(lián)系外，實時地復習總結(jié)、及時發(fā)現(xiàn)問題并反饋解決同樣很重要。如每次上課前對前次課內(nèi)容的詳細回顧，然后水到渠成地引出本次課的授課內(nèi)容；每次課即將結(jié)束時把當次所講內(nèi)容以框架結(jié)構圖的形式進行總結(jié)梳理，幫助學生理清所學知識的架構。此外，重視作業(yè)中存在的問題的及時反饋也很關鍵。對于學生提交的作業(yè)，宜第一時間批改總結(jié)，并在下次課前對其中存在的問題以及可能產(chǎn)生這些問題的原因進行統(tǒng)一、重點講解，如此能加深學生的學習印象，否則隨著后續(xù)課程的推進，再回過頭來總結(jié)前期作業(yè)中的問題時學生很容易存在對自己的求解過程及當時的難點已遺忘的現(xiàn)象。

3.5挖掘?qū)W生學習潛力，注重網(wǎng)絡資源利用

除了教師進行教學方法的改進以外，發(fā)揮學生學習的主觀能動性同等重要。拋除傳統(tǒng)的學生被動式聽課的觀念，調(diào)動學生自主學習的積極性，使學生能夠成為學習的主體。結(jié)合作者的教學實踐，與實事的結(jié)合進行案例分析不失為一種好的方法。比如在介紹基坑懸臂式圍護結(jié)構的內(nèi)力分析之前，結(jié)合某商業(yè)樓基坑的坍塌事故，要求學生進行以下分析：（1）該基坑采用的是哪種圍護結(jié)構？（2）作用在圍護結(jié)構上的荷載有哪些？（3）根據(jù)所學知識分析基坑坍塌的原因是什么？在討論分析時將學生進行分組，每一小組將最終的討論結(jié)果做全班匯報，最后由老師進行點評。這樣一堂課下來，學生對于所學知識的印象非常之深，可以有效避免“考后即忘”現(xiàn)象的發(fā)生。

與此同時，當前的線上教學資源可謂非常之豐富，如在MOOC平臺、超星學習通等線上平臺上均有豐富的網(wǎng)絡課程資源，可以讓學生隨時隨地、重復觀看式地學習自己不懂的知識，有效彌補課堂教學時間有限的不足。但這一點的實施還需任課老師提前甄別或挑選與授課內(nèi)容緊密相關的、精品的線上課程資源，單靠學生去選擇性地觀看很難在短時間內(nèi)獲得最佳資源。

3.6改進考核方式

傳統(tǒng)考核方式的平時成績與期末成績一般三七開的構成，但往往存在的一個現(xiàn)象是部分同學平時成績可能并不太好，但依靠考前的臨時突擊可能也能在期末考試中取得較高分數(shù)，但這些靠突擊而來的知識極易在考后即忘記，達不到讓學生真正掌握知識技能的培養(yǎng)目的。因此作者建議適當增大平時成績的比例，如將平時成績占比提高到50%，與此同時，豐富平時成績的組成形式，可增設課堂討論、課堂測驗等能夠當場反映學生知識掌握程度的環(huán)節(jié)。

3.7注重聯(lián)系實踐

一方面可以在平時的習題課中引入近年來的注冊巖土工程師考試中的真題，讓學生感受到他們不僅是在學知識，同時也是在為未來的職業(yè)化打基礎，畢竟對于大部分同學來說今后的就業(yè)是與個人最直接相關的。另一方面可以定期請設計院的人員對已完成項目的基礎設計情況進行介紹，讓學生切實感受到工作后要解決的問題是什么樣的，以及如何利用所學知識去解決這些問題，同時也增加了學生對所學知識用處的自信。

4結(jié)語

基礎工程是土木工程專業(yè)中的一門核心課程，其綜合了多學科知識，且具有很強的實踐性。本文總結(jié)了當前基礎工程教學中存在的一些主要問題，并針對這些問題，通過融入課程思政、形象化知識講解、注重縱橫向知識的聯(lián)系、調(diào)動學生學習主動性、改進考核方式及聯(lián)系實踐等幾個方面來初步探討了改進的措施，期待能為本課程的教學方法改進提供一定參考。

本文由江蘇省品牌專業(yè)項目（PPZY2015B143）資助

參考文獻

[1]徐令宇，陳煒昀.基礎工程學特點與教學方法思考[J].教育現(xiàn)代化， 2019，6（100）：191-192.

[2]郭紅燕，李勝強，蔡龍.基于應用型人才培養(yǎng)目標的基礎工程課程教學改革與實踐[J].2021，4：35-36.

[3]莫海鴻，楊小平.基礎工程（第四版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2019.