基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的土力學(xué)教學(xué)方法研究

許旭堂

（福建農(nóng)林大學(xué) 交通與土木工程學(xué)院，福建 福州 350108）

2010 年，教育部根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020 年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020 年）》等規(guī)劃文件，制定旨在培養(yǎng)一大批具有創(chuàng)新能力、滿足國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，也可促進(jìn)高等院校以社會需求為導(dǎo)向培養(yǎng)人才，有利于提高工程人才教育培養(yǎng)質(zhì)量。土力學(xué)作為一門涉及土木工程、橋梁工程和公路工程等諸多學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時也是從事建筑工程、公路工程、市政工程等諸多行業(yè)勘察設(shè)計和施工的必要基礎(chǔ)理論知識。以土建人才培養(yǎng)的標(biāo)桿同濟(jì)大學(xué)為例，其為教育部“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的早期試點高校之一，在制定學(xué)校卓越工程師培養(yǎng)計劃之初就將土力學(xué)列入土木工程專業(yè)平臺中為數(shù)不多的核心卓越建設(shè)課程，由此可見土力學(xué)在土建人才教育培養(yǎng)中的重要性。

土力學(xué)相關(guān)課程的產(chǎn)教深度融合包括產(chǎn)教一體和校企互動兩個方面。教學(xué)過程始終保持與行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程深度對接，集教育教學(xué)、專業(yè)技能和人文素養(yǎng)提升、智能科技研發(fā)和社會服務(wù)于一體。以上融合模式不僅有利于院校與行業(yè)企業(yè)在產(chǎn)教良性互動中達(dá)到“合作雙贏”，促進(jìn)土建人才培養(yǎng)，還能促進(jìn)院校和企業(yè)間已有的技術(shù)成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，推動行業(yè)發(fā)展、企業(yè)技術(shù)進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型。當(dāng)今的高等工科教育實施過程中離不開校企合作，考慮不同國家地區(qū)社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文化背景上的差異，校企合作具體操作可包括：以企業(yè)為主的模式、以學(xué)校為主的模式和以行業(yè)為主導(dǎo)的模式。以上三種模式已在高等工科教育中取得豐碩成果，但在基于產(chǎn)學(xué)合作培養(yǎng)創(chuàng)新模式方面，尚存在需要進(jìn)一步探討的方面。因此，本文從社會需求出發(fā)，基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)下的產(chǎn)學(xué)合作培養(yǎng)創(chuàng)新模式探討土力學(xué)教學(xué)方法的改革。

一、高校層次

（一）引導(dǎo)教師精選教材

近年來，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在不斷推進(jìn)，土木工程技術(shù)發(fā)展也達(dá)到空前高度，在土力學(xué)學(xué)科領(lǐng)域也不斷涌出新技術(shù)、新理論和新方法，且更新速度越來越快。教材作為解決“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”的重要載體，必須堅持以立德樹人為目標(biāo)，遵行高等教育教學(xué)規(guī)律。土力學(xué)教材目前版本較多，但存在內(nèi)容過時現(xiàn)象。例如，當(dāng)行業(yè)、國家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)更新，而教材卻還沿用舊標(biāo)準(zhǔn)。即便是出版的新教材也廣泛存在內(nèi)容基本維持不變，未能編入土力學(xué)新技術(shù)、新理論等問題。所以在教材選擇中，需要高校充分考慮在教材內(nèi)容基礎(chǔ)上建立一套完善、多方監(jiān)督的教材選擇流程，指導(dǎo)任課教師選擇合理教材。

福建農(nóng)林大學(xué)為進(jìn)一步加強(qiáng)教材建設(shè)，落實教材審查制度，要求任課教師在教材系統(tǒng)中推薦擬選用教材的信息，系（教研室）組織任課教師及專家集體討論確定使用教材，最后由教材工作小組審查和學(xué)院審核，選用教材必須符合黨的路線方針和政策，符合最新專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)大綱要求，充分發(fā)揮教材的育人功能。農(nóng)林高校的土力學(xué)教材必須在征求企事業(yè)單位專家及畢業(yè)生意見后，突顯區(qū)域行業(yè)特色，基于傳統(tǒng)土力學(xué)學(xué)科課程體系及基礎(chǔ)能力培養(yǎng)模式，以企事業(yè)單位應(yīng)用需求為切入點，設(shè)立行業(yè)需求與區(qū)域特色教材，從源頭上保證土建專業(yè)的土力學(xué)培養(yǎng)計劃及課程體系的設(shè)置與社會需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展相一致。

（二）堅持平行班及案例授課

以福建農(nóng)林大學(xué)土木工程專業(yè)為例，近年來招收規(guī)模都較大，同時土力學(xué)還是工程管理、森林工程等專業(yè)基礎(chǔ)課程，土力學(xué)的選課人數(shù)規(guī)模較大，易出現(xiàn)百人大班教學(xué)現(xiàn)象。對此，可充分利用專業(yè)課程老師，并把以土力學(xué)為專業(yè)基礎(chǔ)課程的專業(yè)都整合在一起，將土力學(xué)課程按每班70 人左右的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置平行班，分別由不同的土力學(xué)課程老師授課，這樣的規(guī)模和選課方式，不僅可以保證課堂教學(xué)質(zhì)量，還可以讓學(xué)生有自主選擇授課教師的權(quán)利。同時，可進(jìn)一步優(yōu)化選課方式，允許學(xué)生根據(jù)能否適應(yīng)授課教師進(jìn)行班級調(diào)換，但應(yīng)將班級實際容納學(xué)生數(shù)量控制在70 人標(biāo)準(zhǔn)的1.1～1.2 倍內(nèi)。

堅持案例教學(xué)，將理論與實踐有機(jī)結(jié)合，教學(xué)過程中所用案例必須基于實際工程背景，能基于土力學(xué)基本原理解決典型復(fù)雜工程問題。采用案例教學(xué)模式組織課堂教學(xué)，不僅能展現(xiàn)工程實際場景，又能實現(xiàn)多角度啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，提升對專業(yè)基礎(chǔ)知識的理解和掌握。借助于案例教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，重新設(shè)置原有專業(yè)課程體系，構(gòu)建基于工程特性的標(biāo)準(zhǔn)化、融合性和滲透式課程及實踐環(huán)節(jié)。堅持案例教學(xué)，學(xué)校層面應(yīng)鼓勵和促進(jìn)產(chǎn)學(xué)聯(lián)動的土力學(xué)教學(xué)方法、工程實踐平臺建設(shè)以及管理運(yùn)行機(jī)制的建立，通過課程教學(xué)團(tuán)隊“雙導(dǎo)師制”等形式，保證課程教學(xué)及考核過程中體現(xiàn)行業(yè)企業(yè)專家的參與度，全面提升學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

（三）校內(nèi)、校外實踐基地并舉

實踐基地根據(jù)所在地，可分為校內(nèi)實踐基地和校外實踐基地。校外實踐基地主要采用校企合作方式，可以為學(xué)生提供土力學(xué)在設(shè)計、施工等生產(chǎn)一線應(yīng)用的機(jī)會，提供一個真實工程和技術(shù)氛圍環(huán)境，有利于學(xué)生在實踐中應(yīng)用土力學(xué)知識，在實踐中掌握技術(shù)、學(xué)習(xí)知識、提高能力。企業(yè)（尤其是具有良好產(chǎn)學(xué)研合作條件和基礎(chǔ)的科技園區(qū)、企業(yè)）和高校之間通過建立產(chǎn)學(xué)研合作示范基地，形成牢固的產(chǎn)學(xué)結(jié)合關(guān)系，高校教師基于校企合作項目框架下，參與企業(yè)轉(zhuǎn)型升級相關(guān)的技術(shù)攻關(guān)，不僅強(qiáng)化教師的工程背景，而且提升了教師的工程素養(yǎng)。與校外知名企業(yè)協(xié)商共建實習(xí)和實訓(xùn)基地，進(jìn)一步推進(jìn)產(chǎn)學(xué)結(jié)合，鞏固已有教學(xué)實習(xí)基地，拓展具有農(nóng)林特色的工科實踐基地，新增校外實習(xí)基地除了用于實踐教學(xué)外，還可研發(fā)開展工程應(yīng)用所需的先進(jìn)設(shè)施。先后與福建省建筑設(shè)計研究院、福建省交通規(guī)劃設(shè)計院、中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司、福建六建建設(shè)集團(tuán)有限公司等20 余家省內(nèi)知名行業(yè)、企業(yè)建立產(chǎn)學(xué)合作基地，開展校企合作，聯(lián)合培養(yǎng)土力學(xué)相關(guān)的土建專業(yè)人才。

當(dāng)前普遍都在大力倡導(dǎo)建設(shè)校外實踐基地，容易忽略校內(nèi)實踐基地建設(shè)。雖然校外實踐基地有校內(nèi)實踐基地?zé)o法達(dá)到的效果，如生產(chǎn)一線環(huán)境、氛圍和要求就是校內(nèi)實踐基地?zé)o法模擬的，但校內(nèi)實踐基地能在短時間內(nèi)模擬現(xiàn)場各種情況，這又是校外實踐基地?zé)o法實現(xiàn)的。因此，這就需要高校校內(nèi)實踐基地和校外實踐基地建設(shè)并舉，為學(xué)生提供一個能夠?qū)嵺`理論知識的機(jī)會。通過推進(jìn)產(chǎn)學(xué)雙方聯(lián)動，建立健全校內(nèi)、校外聯(lián)合培養(yǎng)基地，送受過訓(xùn)練的大學(xué)生到企業(yè)實習(xí)，為企業(yè)選拔所需人才提供機(jī)會，激活企業(yè)學(xué)習(xí)創(chuàng)新氛圍；同時，充分利用企業(yè)資源改善辦學(xué)條件和校內(nèi)實踐基地，有針對性調(diào)整培養(yǎng)模式并加強(qiáng)人才培養(yǎng)，全面提升學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

二、教師層次

（一）提高自身的理論與教學(xué)水平

土力學(xué)是土木工程、橋梁工程和公路工程等多學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，是從事建筑工程、公路工程、市政工程等多領(lǐng)域勘察設(shè)計、施工的人員必備的基礎(chǔ)理論知識。同時，土力學(xué)課程具有基礎(chǔ)理論繁多、內(nèi)容連貫性相對較差、推導(dǎo)公式的假設(shè)條件繁瑣等特點，且土力學(xué)研究對象為土體，具有不均勻性和三相性，物理力學(xué)性質(zhì)差異性較大。由此可見，土力學(xué)作為一門基礎(chǔ)理論課程，對于理論知識要求較高，這也就要求授課教師具有較高的土力學(xué)理論水平，才能進(jìn)行高效的課堂授課教學(xué)。

教師課堂授課過程中強(qiáng)化學(xué)生對土力學(xué)理論框架的系統(tǒng)性認(rèn)識（土的問題：強(qiáng)度問題、變形問題、滲透問題），將各章節(jié)課程內(nèi)容緊密串聯(lián)起來，讓學(xué)生對各章節(jié)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)及其在整體理論框架中的位置和作用有清晰的理解。課堂授課過程中突出課程的實踐性，土力學(xué)實驗作為教學(xué)的一個重要組成部分，對提升學(xué)生動手能力和提高學(xué)生分析、解決問題能力具有重要作用。教師一般是通過板書講解和同步實驗操作來教授土力學(xué)實驗部分，但因時間所限及實驗設(shè)備的不足，重要的實驗步驟無法反復(fù)演示，學(xué)生只能按分組來合作完成實驗部分，甚至部分學(xué)生在動手操作設(shè)備時手足無措。因此，教師可通過引入或錄制網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻，借助視頻載體促使學(xué)生熟悉實驗流程，思考實驗中可能存在的問題及解決方法。

同時，將實際工程案例引入土力學(xué)教學(xué)過程，以土的抗剪強(qiáng)度理論為例。首先，授課前可分享緒論部分的案例——加拿大特朗斯康谷倉地基破壞，引導(dǎo)學(xué)生思考“土是如何破壞的”“土是怎么破壞的”“實驗如何測定土的強(qiáng)度”以及“如何計算土的抗剪強(qiáng)度”，采用案例先行、問題驅(qū)動以及分析討論的教學(xué)方法，層層遞進(jìn)引出經(jīng)典的庫侖定律；其次，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)理論上升至應(yīng)用階段，通過提問土體是否破壞，引導(dǎo)學(xué)生掌握土中任意一點應(yīng)力狀態(tài)的表示方式及如何定量計算判別；最后，引導(dǎo)學(xué)生思考“土體發(fā)生剪切破壞的可能位置”，根據(jù)極限平衡條件，組織學(xué)生對土體剪切破壞面的位置以及土體是否破壞的簡易判斷方法進(jìn)行分析討論。通過設(shè)置與土抗剪強(qiáng)度相關(guān)的六個問題，啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生思考、分析和解決問題。土的抗剪強(qiáng)度部分是后續(xù)土壓力計算的基礎(chǔ)，但土的強(qiáng)度理論及實驗部分涉及許多新概念、內(nèi)容有很多分枝，為此，本人針對土中任意一點的狀態(tài)判別、直接剪切和三軸實驗部分制作微課，幫助學(xué)生理解土的抗剪強(qiáng)度概念，建立合理的知識體系。

土力學(xué)教師除了提高自身理論水平，特別是年輕教師還需通過各種方式提高自身教學(xué)水平，才能夠?qū)⑼亮W(xué)理論知識生動形象地授予學(xué)生，從已有的傳統(tǒng)教學(xué)模式出發(fā)，探索案例教學(xué)、啟發(fā)教育、現(xiàn)場實踐和學(xué)術(shù)講座交流等多種教學(xué)方法相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生理解和應(yīng)用土力學(xué)專業(yè)知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐意識。

（二）爭做優(yōu)秀“雙師”，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合

當(dāng)前土力學(xué)學(xué)科領(lǐng)域不斷涌出新技術(shù)、新理論和新方法，且更新速度越來越快，教材的更新常常落后于知識和技術(shù)的更新。而高校年輕教師普遍都為博士研究生，且大多畢業(yè)后就直接從事高校教學(xué)和科研工作，一般未在生產(chǎn)一線有過實踐，或者只有過短期實踐，這就導(dǎo)致部分青年教師只會照本宣科地授課，缺乏案例教學(xué)，教學(xué)效果普遍較差。實踐經(jīng)驗是在長期的一線生產(chǎn)中累計的，土力學(xué)實踐經(jīng)驗也是如此。這就要求土力學(xué)教師，特別是青年教師在教學(xué)科研之外還要進(jìn)駐到生產(chǎn)一線，不僅可以提高自身實踐能力和科研能力，學(xué)習(xí)生產(chǎn)一線的生產(chǎn)技術(shù)知識，還可以貢獻(xiàn)自己的專業(yè)知識。這也就是要求授課教師爭做“雙師型”教師，理論聯(lián)系實際，將產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合。

土力學(xué)培養(yǎng)方案的制訂過程中應(yīng)進(jìn)一步體現(xiàn)企業(yè)參與聯(lián)合培養(yǎng)的深度與力度，完善產(chǎn)學(xué)聯(lián)動模式與機(jī)制。加大與實習(xí)基地企業(yè)的課題合作力度，設(shè)立教師專項產(chǎn)學(xué)研培訓(xùn)基金，依托企業(yè)良好的研發(fā)平臺下達(dá)培訓(xùn)指標(biāo)，鼓勵教師聯(lián)系單位，支持教師帶薪培訓(xùn)，分批安排教師到企業(yè)或生產(chǎn)一線進(jìn)行實踐鍛煉，或者利用假期開展產(chǎn)學(xué)研一體化工作，提高解決工程實際問題的能力。以上思路不僅拓展了提高土力學(xué)相關(guān)土建專業(yè)教師隊伍的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的有效途徑，而且構(gòu)建的校企聯(lián)動機(jī)制有效調(diào)動了企業(yè)資源為培養(yǎng)“雙師型”教師服務(wù)，形成了“雙師型”教師培養(yǎng)的良好環(huán)境。

（三）改革考核方式與評價標(biāo)準(zhǔn)

在學(xué)生學(xué)習(xí)課程過程中，考核方式和評價標(biāo)準(zhǔn)起著指導(dǎo)性作用，同時其也會影響學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。土力學(xué)課程學(xué)習(xí)成果可以從理論知識和實操能力兩大方面分別進(jìn)行考核、評價。傳統(tǒng)土力學(xué)課程一般以期末考試成績?yōu)橹?，適當(dāng)考慮考勤及平時作業(yè)和小測成績，但這對于以社會需求為導(dǎo)向的土力學(xué)教學(xué)方法并不合適。以案例教學(xué)為例，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中把主要的時間、精力投入于對案例的分析說明、課堂發(fā)言和小組討論等，因此，在土力學(xué)課程教學(xué)過程中推行以過程考核為主、期末考核為輔的評價模式。在理論知識方面，可分為課堂考核和期末考試兩大塊，課堂考核成績占比30%，期末考試成績占比70%。課堂考核成績需綜合考慮學(xué)生課堂表現(xiàn)，如查閱文獻(xiàn)資料能力、調(diào)查報告撰寫能力、論文寫作能力和課堂交流討論情況等。期末試卷則可以考慮參照國家注冊土木工程師（巖土）執(zhí)業(yè)資格考試題型設(shè)計，采用開卷考試，允許學(xué)生將重要知識點提前整理出來，并將此作為參考資料帶入考場，這不僅減輕學(xué)生記憶上的負(fù)擔(dān)，而且能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性并讓學(xué)生能夠盡早適應(yīng)未來土建行業(yè)執(zhí)業(yè)資格考試。在實操能力方面，則可分為校內(nèi)實踐成績和校外實踐成績，分別占比50%。校內(nèi)實踐成績由實訓(xùn)基地老師評分，校外則由企業(yè)負(fù)責(zé)評價。以上舉措強(qiáng)調(diào)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評價，鼓勵學(xué)生平時多看、多寫、多算，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

三、學(xué)生層次

（一）提高認(rèn)識，重視學(xué)習(xí)

學(xué)生是課堂授課的主體對象，只有充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的自我能動性，才是成功的高校教育。我國目前普遍存在大學(xué)嚴(yán)進(jìn)寬出，“高中拼命學(xué)、大學(xué)拼命玩”的教育現(xiàn)象。這就導(dǎo)致大學(xué)生在高校就讀期間，并未能意識到大學(xué)知識對于未來就業(yè)、工作的重要性。對此，可通過聘請生產(chǎn)一線在專業(yè)技術(shù)方面有一定成就的校友、專家前來為學(xué)生開講座，讓學(xué)生了解學(xué)校知識在未來工作中的重要性。同時，在校外實訓(xùn)基地參與生產(chǎn)實踐時，也要同步引導(dǎo)學(xué)生，讓其明白土力學(xué)等基礎(chǔ)理論知識在工程實際中應(yīng)用的重要性。由此提升學(xué)生對于課本知識重要性的認(rèn)識，讓其重視理論知識學(xué)習(xí)。

土力學(xué)的許多理論立足于各種假設(shè)和經(jīng)驗，比如：地基沉降量計算、土壓力計算等，以上理論計算的結(jié)果往往與實際結(jié)果有一定的偏差或是偏差較大，不少學(xué)生困惑于所學(xué)理論，影響學(xué)習(xí)熱情。因此，教師在課堂上可引入失敗工程案例解析，教學(xué)時結(jié)合生動的語言吸引學(xué)生注意力，引導(dǎo)學(xué)生正確理解所學(xué)理論的適用性；加強(qiáng)師生溝通和交流，提高學(xué)生的課堂認(rèn)同感，并認(rèn)識到相應(yīng)理論計算是可避免有關(guān)工程問題的；最后，幫助學(xué)生建立合理的近、遠(yuǎn)期目標(biāo)，學(xué)生在完成和建立目標(biāo)的過程中，成就感不斷提升，學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣也越來越濃厚。

（二）參與實踐，理論聯(lián)系實際

目前土力學(xué)校外實踐一般采用校企合作方式或者學(xué)生自主尋找實踐單位的方式。對于校企合作方式，高?？梢耘c企業(yè)合作，共同監(jiān)督學(xué)生的實踐活動并共同評價實踐成果。而對于學(xué)生自主尋找實踐單位的方式，由于學(xué)校參與度較低，無法進(jìn)行有效監(jiān)督，相對于校企合作方式更需要學(xué)生有較強(qiáng)主動性。當(dāng)前許多高校一般都是推薦學(xué)生自主尋找實踐單位，這樣的模式導(dǎo)致許多學(xué)生并未實際參與實踐，而是讓部分相關(guān)企業(yè)蓋個章罷了。為避免此類事件發(fā)生，學(xué)?？梢越M織教師到實踐基地，監(jiān)督和指導(dǎo)學(xué)生參與一線生產(chǎn)，并指導(dǎo)其將理論知識如何運(yùn)用于實際生產(chǎn)中。

四、結(jié)束語

土力學(xué)作為基礎(chǔ)理論課程，在諸多高校已經(jīng)過多年建設(shè)，取得了一定成果。本文針對當(dāng)前社會需求考慮，立足于應(yīng)用型人才培養(yǎng)對土力學(xué)教學(xué)在高校、教師和學(xué)生三個層次進(jìn)行一次討論，對參與土力學(xué)教學(xué)工作的三方提出一些建議。時代在不斷進(jìn)步，土力學(xué)相關(guān)技術(shù)、理論也在不斷發(fā)展，只有不斷進(jìn)行土力學(xué)教學(xué)內(nèi)容和方法的改革，才能在創(chuàng)新教學(xué)方面取得突破，才能為社會培養(yǎng)更多具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、滿足生產(chǎn)需求的合格人才。