《工程巖土學》實踐教學體系的優(yōu)化改革與探索

牛岑岑 王菲菲 彭帥英

摘?要：??重點課程的實踐教學一直是本科教學體系中非常重要的一項內(nèi)容。針對學校地質(zhì)工程專業(yè)和土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課《工程巖土學》，結(jié)合自身教學經(jīng)驗及與優(yōu)秀教師探討，提出對課程進行實踐教學改革，從教學現(xiàn)狀，理論教學方法和手段的改革，實驗實踐教學改革和完善考核機制等層面入手，提高本科教學質(zhì)量，實現(xiàn)良好的教學效果。

關(guān)鍵詞：?工程巖土學;實踐教學;教學質(zhì)量?;教學改革

中圖分類號：?TU4-4;G642?????文獻標識碼：A???文章編號：1672-3791（2022）06（b）-0000-00

Optimization?Reform?and?Exploration?of?Practice?Teaching?System?of?Science?of?Engineering?Rock?and?Soil

NIU?Cencen1???WANG?Feifei2*???PENG?Shuaiying1

（?1?.?College?of?Construction?Engineering?，?Jilin?University?，?Changchun?，?Jilin?Province，130026??China?;2?.?Center?for?Teaching?and?Learning?Development?，?Jilin?University?，?Changchun?，?Jilin?Province，130026??China?）

Abstract：?The?practical?teaching?of?key?courses?is?a?very?important?content?in?the?undergraduate?teaching?system.?Aiming?at?the?professional?basic?course??Science?of?Engineering?Rock?and?Soil?of?the?school's?geological?engineering?and?civil?engineering?majors，?combined?with?my?own?teaching?experience?and?discussions?with?outstanding?teachers，?we?propose?to?carry?out?practical?teaching?reforms?for?Science?of?Engineering?Rock?and?Soil.?Four?main?contents?are?implemented?to?improve?the?quality?of?undergraduate?teaching?and?achieve?good?teaching?effect，?including?the?current?teaching?situation，?reform?of?theoretical?teaching?methods?and?means，?and?the?teaching?reform?of?experimental?practice?and?the?improvement?of?the?assessment?mechanism.

Key?Words：?Science?of?Engineering;Rock?and?Soil;?Practice?Teaching;?Teaching?Quality

人們?yōu)榱藵M足生活的需要，在地球上開展了很多工程建設(shè)。因為工程建設(shè)一般是在地表和一定深度的地層，所以地質(zhì)環(huán)境對工程建設(shè)有著巨大的影響。由于相互作用關(guān)系，工程對地質(zhì)也有著非常大的影響。因此，為了研究地殼物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成部分，及在歷史長河中如何演變，加快提高建筑物的安全性能，使地質(zhì)環(huán)境得到充分且合理利用，工程巖土學應(yīng)運而生，并在逐步發(fā)展起來。

《工程巖土學》是以地質(zhì)學的角度為基點，以巖土體基本工程地質(zhì)性質(zhì)和工程特性為主要內(nèi)容，探討巖土體相關(guān)的土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、基本物理性質(zhì)，化學性質(zhì)、力學性質(zhì)、地質(zhì)特征以及工程地質(zhì)分類的一門綜合型專業(yè)基礎(chǔ)課程[1]。

巖土工程和工程地質(zhì)學領(lǐng)域正在以前所未有的速度發(fā)展，重要程度將更加凸顯[2-4]。當前的符合潮流的開放式教學體系，會隨著現(xiàn)代課程體系的進一步建設(shè)，更加的多元化、現(xiàn)代化;重點研究課程指標體系建設(shè)，改進教學內(nèi)容和方法、各類人才培養(yǎng)作為探索研究的重點，繼續(xù)推進現(xiàn)代試驗教學建設(shè)，加快教材的推陳出新，全面研究巖土工程建設(shè)水平[5-6]。

1?《工程巖土學》教學現(xiàn)狀

工程巖土學課程講究理論與實踐相結(jié)合，既有扎實的理論基礎(chǔ)，又有與實踐工程應(yīng)用息息相關(guān)的專業(yè)知識，故可將工程巖土學課程作為基礎(chǔ)課和專業(yè)課的溝通橋梁。然而目前《工程巖土學》課程的教學存在以下3個問題。

（1）?工程巖土學的理論教學中多以教師授業(yè)、學生被動接受為主，教學內(nèi)容不僅全面、細致、知識點多外，主要缺乏創(chuàng)新能動，因受限于課時，開放式即啟發(fā)、引導式教學較少。學生學習缺乏興趣和目標，會感到乏味和無聊。

（2）在工程巖土學的實驗教學中，實驗教學地位普遍偏低。實驗課程按照傳統(tǒng)都是以學生空余時間，沒有主課的前提下，分散開課。由于實驗項目較多，分散的開課方式無法保證學生理解實驗項目間的關(guān)聯(lián)性，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

（3）在工程巖土學的教學實習中，局限部分現(xiàn)場實習、一部分在模擬工程和現(xiàn)場觀模教學工作方面進行，已與工程實踐產(chǎn)生了較大的差距。由于儀器設(shè)備落后和缺乏，即便在現(xiàn)場講解，其教學效果與教學目的要求也存在一定的差距。

2?實踐教學的改革思路

《工程巖土學》課程兼具理論性與實踐性，課本里的知識是不足以解決實際問題的，為了做到理論與實踐充分結(jié)合，教學內(nèi)容也需要與時俱進，在以理論為中心基礎(chǔ)上，增補工程實例、規(guī)范標準、最新科創(chuàng)成果，且輔以習題庫，促進學生們在互動群多多交流，引導學生掌握全面的知識。另外，需強調(diào)，無論何時，課堂都是學生學習的主戰(zhàn)場，是學生個性張揚顯現(xiàn)的地方，是學生與學生、與教師之間互動的場所，每位教師都需要思考研究如何將課堂作用最大化。針對該學科自身的特色，再與教學實踐和經(jīng)驗相匹配，探索工程巖土學教學改革工作，使其更適用于高等院校的人才培養(yǎng)模式。

為了更進一步，完善和加強這方面的教學工作，該研究擬從多方位培養(yǎng)具有科學性和工程適用性的復(fù)合人才出發(fā)，為了更好地與科學相結(jié)合，把最新的科研研究內(nèi)容和工程實踐介紹給學生，進行了工程巖土學實踐性教學現(xiàn)場工作探討。在講授理論知識時，將計算機運用到課堂，對廣大學生進行形象化教學，以達到良好的教學目的。在進行實驗實習教學過程中，加強提高學生的動手實踐能力，與工程實際相結(jié)合，對實踐教學進行錄制，使學生加深對所學知識點的理解，為實現(xiàn)良好的教學效果提供全新的模式。

3?實踐教學的改革方式與內(nèi)容

結(jié)合工程巖土學案例及視頻數(shù)據(jù)庫，設(shè)計出的一套經(jīng)過優(yōu)化的工程巖土學教學方案，形成具有系統(tǒng)性、整體性并能調(diào)動學生積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新能力及動手能力的實踐性教學體系。

3.1?改革理論教學方法和手段

首先，在教學過程中要注意教育理念的轉(zhuǎn)變。學生為主，學生課前做好預(yù)習，哪里不明白，哪里不明確，帶著問題走進課堂;教師為輔，教師以引導為主，解決學生的疑惑，提升學生對于課程的興趣，共同協(xié)作完成一門課程的教育。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突飛猛進，應(yīng)對《工程巖土學》課程線上教學進行課程設(shè)計、組織與實施等工作。通過課前準備、課中講解、課后總結(jié)這三段式教學模式，打破了傳統(tǒng)教學師生之間的時空限制，學生可以隨時學、隨時問，教師隨時發(fā)現(xiàn)問題、隨時解決問題，增強了課程教學的互動性、學生學習的主動性，從而提高教學質(zhì)量。因此，充分利用好線上教學平臺[7]，做好線上教學的組織設(shè)計工作將是未來提高教學質(zhì)量的有效途徑。

3.2?實驗教學改革

實驗課程的預(yù)習工作是非常重要的環(huán)節(jié)。學生在預(yù)習實驗課時，可以提前觀看共享實驗視頻，熟悉實驗流程與使用儀器方式方法，理解實驗項目的目標與原理。實驗課中對學生實際操作中遇到的問題進行重點講解，真正做到一對一輔導。

在教學改革中將實驗教學和理論教學相對分開，即理論教學結(jié)束后，利用1～2周集中進行實驗教學，有利于學生更好地將理論知識運用到實驗中，鞏固教學成果。同時部分學生有更廣泛、深層次的學習需求，針對此開放實驗教學內(nèi)容，鼓勵學生根據(jù)自己的興趣和未來想研究的方向自主選題[8]。實驗環(huán)節(jié)需建立綜合考核方式，不僅要考察實驗前準備預(yù)習情況、實驗操作、實驗數(shù)據(jù)的合理性和實驗報告的完成質(zhì)量，還要考察學生在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思考能力、實踐能力是否得到提高。

3.3?實踐教學改革

實踐教學旨在提高學生的實操能力和自主創(chuàng)新能力，是踐行素質(zhì)教育的重要途徑。學生直面實習過程中需用到的儀器設(shè)備，直觀了解實驗，通過錄像對各實驗項目的技術(shù)要點做到心中有數(shù)，做到對總體的把握，為后續(xù)的工作實踐打下堅實的基礎(chǔ)。

在大量的資料基礎(chǔ)上，以國內(nèi)重大工程為依托，運用現(xiàn)代技術(shù)手段，根據(jù)不同實際工程的基坑、邊坡支護和上層建筑的特征，采用工程實際與模擬相結(jié)合的方法，首先將相關(guān)的工程通過PPT教給學生，即將計算機運用到課堂，對廣大學生進行形象化教學，以達到良好的教學目的。在進行實踐教學，從這一角度出發(fā)，結(jié)合虛擬的生產(chǎn)實際，根據(jù)不同巖土體的工程類型：主要以原位載荷試驗、靜力觸探試驗、十字板試驗、動力觸探試驗、旁壓等試驗和土體基坑開挖方式的不同進行實際工程錄制與動態(tài)，同時，考慮到學生在不同環(huán)境條件下應(yīng)采用不同教學方法，結(jié)合土體實際工程的圖像數(shù)據(jù)和分析理論，從機理上分析基坑開挖、地基處理方式、邊坡支護與加固方式的原理，確定最佳處理方式、加固方法及有效加固范圍，實現(xiàn)理論教學與實踐教學雙贏戰(zhàn)略全新的模式。

利用大量的資料，我們進行了原位測試的錄制圖片的編輯工作，完成了靜力載荷試驗、旁壓試驗、靜力觸探試驗、十字板剪切試驗、動力觸探試驗等原位測試項目的編制，在三年級實習前試播放，其效果較好。以模擬工程實例為基礎(chǔ)，結(jié)合該校巖土工程教學實習（土體部分）基地的具體實驗項目，進一步優(yōu)化了三年級的生產(chǎn)實習教學內(nèi)容，針對場地情況，合理設(shè)計實驗項目，改善實驗條件，使學生能在實習過程中接觸到的是系統(tǒng)性、整體性均較強的實踐教學內(nèi)容，真正實現(xiàn)理論到實踐的全方面體驗。

在每年的實踐性教學中，教師帶領(lǐng)學生參觀各類工程場地，并讓學生參與其部分工作，實現(xiàn)了利用實際工程進行現(xiàn)場教學的理念。根據(jù)實習基地的建設(shè)想法，建立了國內(nèi)同類院校中最完整的實踐性教學基地，并提出廣泛利用社會資源，重視高校與企業(yè)、研究單位的合作教育，為學習拓展實習的場地與空間，積累生產(chǎn)經(jīng)驗。

3.4?完善考核機制

該課程考核滿分為100分，考試成績占70%，平時成績占30%。其中，平時成績包含理論課、實驗實踐課的出勤率和實驗報告編寫情況評分，而學生對該課程哪些部分感興趣有積極學習的主動性，實驗實際操作動手能力都不能在平時成績里體現(xiàn)出來。這樣一來，在實驗教學大綱允許的條件下，完善考核機制刻不容緩。按課程需求重新分配考核比例，出勤率，學習態(tài)度，創(chuàng)新，分組討論各占5%，實驗實踐動手，實驗報告各占10%，理論考試占60%。體現(xiàn)考核方式的多樣化與層次化，真正實現(xiàn)實踐技能的價值所在，使學生重視理論的同時加大實踐水平的提升。

4?結(jié)語

以工程巖土學課為研究基礎(chǔ)，實現(xiàn)實踐教學體系的優(yōu)化改革與探索。結(jié)合工程實踐，利用計算技術(shù)，將工程資料進行整理錄入，模擬工程實際，讓學生在課堂便能了解具體工程實施過程，并可以根據(jù)給定信息獨立進行相關(guān)分析與設(shè)計，以克服過去單純的現(xiàn)場、室內(nèi)教學相脫節(jié)的教學狀況，達到真正教學與實踐相結(jié)合的目的。同時，通過對實際生產(chǎn)實習教學內(nèi)容的優(yōu)化與設(shè)計，使學生能進一步親身體驗每一個工程項目的實際實施過程，以達到增強學生對實驗項目、數(shù)據(jù)處理、場地評價、工程設(shè)計等各個環(huán)節(jié)的認知能力，從而能更好地掌握不同類型工程項目的處理方案，為日后的工作奠定堅實的理論與實踐基礎(chǔ)。

參考文獻

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