結(jié)合工程案例的高職“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革

周 賀 安芃芃 潘慧玲

甘肅交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 甘肅蘭州 730070

一、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程內(nèi)容及特點

“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”是高職院校工程類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，覆蓋應(yīng)用于交通、建筑、市政、電力、橋隧、地下結(jié)構(gòu)物等以基礎(chǔ)工程方向為主的許多領(lǐng)域。其主要教學(xué)內(nèi)容有土的物理、力學(xué)性能以及地基基礎(chǔ)工程初步理論和基礎(chǔ)的簡單構(gòu)造等。我院道路與橋梁工程技術(shù)專業(yè)教材為北京郵電大學(xué)出版社出版的《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》，本書前五個項目介紹了土力學(xué)的基本概念和土體的相關(guān)性質(zhì)，后四個項目介紹關(guān)于基礎(chǔ)工程特點、設(shè)計和施工工藝。

由于課程具有大量的概念知識點和實操技能點，授課教師要具備相當(dāng)多的理論知識儲備及工程實踐經(jīng)驗。高職院校的畢業(yè)生需要在工程一線從事相關(guān)工作，所以學(xué)生在校期間要掌握土的物理性質(zhì)和工程性質(zhì)、土體抗剪強度等相關(guān)知識，要能確定地基承載力、能計算土的應(yīng)力及土壓力、能判斷邊坡穩(wěn)的定性等。如何培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ)、實操能力的優(yōu)秀畢業(yè)生是一個急需解決的問題。

二、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的主要問題

(一)課程教學(xué)偏傳統(tǒng)理論教學(xué)模式，教育形式單一

“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程在工科類高等職業(yè)教育中屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，不僅理論知識點多，還緊密聯(lián)系實際。課程和工程技術(shù)的其他專業(yè)聯(lián)系緊密，技術(shù)性也較強，但高職教育體系傳統(tǒng)教學(xué)大多數(shù)強調(diào)課程理論的系統(tǒng)性與完備性，存有“學(xué)院式”教育的影子。課程教材有較多的抽象的名詞概念，而教師普遍采用照本宣科式教學(xué)方法，教學(xué)的內(nèi)容不結(jié)合實際案例，缺乏生動性。再加上高職學(xué)生普遍主動學(xué)習(xí)的能力較差，導(dǎo)致學(xué)生吸收消化知識點的效果大打折扣。

課程的教授方法都由教師來決定，課程進度和節(jié)奏也由教師來調(diào)節(jié)。這樣學(xué)生就與教學(xué)內(nèi)容缺乏了很多互動過程，再加上教學(xué)方法老舊、知識本身的枯燥等因素導(dǎo)致課堂氣氛異常沉悶，學(xué)生課堂參與度不高，教學(xué)效果不理想。

這種以傳統(tǒng)講授為主的“填鴨式”方法讓教師感覺一堂課下來教授了很多內(nèi)容，但忽略了學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的接收程度。部分學(xué)生雖然可以理解理論但需要自己獨立解決問題時，卻毫無頭緒無從下手。甚至一些學(xué)生由于注意力不集中，在課程后半段跟不上老師的授課內(nèi)容進度，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效果比較差。

(二)課程實驗課時少，學(xué)生實驗操作能力差

土工實驗是學(xué)生認(rèn)識各種不同土體之間性質(zhì)差別的最佳途徑，也是土力學(xué)教學(xué)中重要的教學(xué)方法。實驗對于學(xué)生學(xué)好土力學(xué)起到了關(guān)鍵性的作用。但是在土力學(xué)教學(xué)過程中，很多教師對實驗教學(xué)未加重視。有的教師對土力學(xué)教學(xué)深度認(rèn)識不足，認(rèn)為實驗教學(xué)以教師演示為主，學(xué)生實操為輔。學(xué)生看完教師演示，自己去實驗室隨便“比劃兩下”就可以了。還有的學(xué)校因為硬件實力不足，實驗儀器設(shè)備和實驗材料投入過少。在實驗課上，由于時間限制，導(dǎo)致有的學(xué)生根本參與不上。這樣一來，實驗課反倒成了“雞肋”，不得不開，但是沒有達到相應(yīng)的教學(xué)效果。雖然上了實驗課，但學(xué)生的動手實操能力依然不理想，浪費了教師和學(xué)生的大量寶貴時間。

學(xué)生在進入實驗環(huán)節(jié)之前基本沒有任何實操經(jīng)驗，而且大部分學(xué)生認(rèn)為在理論學(xué)習(xí)階段就能夠了解一些土力學(xué)在今后工作崗位上的應(yīng)用情況，增加自我的工程見識。土工試驗教學(xué)可以讓學(xué)生加深對土力學(xué)相關(guān)基本概念的理解，檢查自我對基礎(chǔ)知識的掌握情況。所以土工試驗也是讓抽象理論知識形象化的一種重要教學(xué)手段，實驗教學(xué)不僅能引導(dǎo)學(xué)生掌握課程整體架構(gòu)，還能提高學(xué)生實驗操作熟練度。尤其在利用土力學(xué)基本概念綜合分析問題能力的培養(yǎng)上，有著其他教學(xué)方式無法取代的優(yōu)勢。

但是在日常教學(xué)中，由于課程關(guān)于實驗教學(xué)課時設(shè)置過少，造成學(xué)生對土工實驗?zāi)康牟幻鞔_、實驗設(shè)備不熟悉、實驗步驟不清楚，更不會分析和處理實驗數(shù)據(jù)，甚至在整整一學(xué)期課程結(jié)束后也沒有搞清楚職業(yè)技能的學(xué)習(xí)方式。大部分學(xué)生習(xí)慣了課堂上的理論知識灌輸，而不進行相關(guān)實驗操作過程的學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生進了實驗室之后毫無頭緒，不知道從何下手，也不知道與實驗組同學(xué)進行合理分工，完成相關(guān)實驗任務(wù)，提高實驗工作效率。

(三)課程內(nèi)容陳舊、滯后

隨著巖土工程技術(shù)的不斷發(fā)展，新的工程技術(shù)、新的工程設(shè)備不斷涌現(xiàn)，自動化程度愈來愈高。一些舊的施工工藝技術(shù)由于工作效率低下、能源和物資的消耗量巨大或者不能滿足最新國家相關(guān)施工規(guī)范的要求等已被工程設(shè)計單位和施工單位淘汰，而且在社會各個方面產(chǎn)業(yè)升級和數(shù)字信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級推動下，人工智能、5G等技術(shù)加速應(yīng)用和半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，對工程技術(shù)人才的知識面要求也在不斷增加，對技術(shù)人才的能力要求也發(fā)生了改變。

目前開設(shè)的“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程的教學(xué)計劃、授課指導(dǎo)方式、課程考查方式等方面還沒有緊密聯(lián)系實際，追上信息技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的步伐，導(dǎo)致人才培養(yǎng)不能滿足社會發(fā)展需求，畢業(yè)生能力跟不上時代的發(fā)展，畢業(yè)生進入與專業(yè)相關(guān)的工程設(shè)計單位、工程施工單位后不能直接上崗工作，需要單位進行技能訓(xùn)練，這既增加了社會和用人單位的負擔(dān)，也束縛了勘察、設(shè)計、施工等用人單位的創(chuàng)新能力。

三、以實際工程項目應(yīng)用為導(dǎo)向的課程改革方式

針對以上在教學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn)的問題，從工程技術(shù)應(yīng)用的角度出發(fā)，以工程項目的真實案例來培育學(xué)生職業(yè)能力、技能的應(yīng)用能力、實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為導(dǎo)向目標(biāo)。在課程內(nèi)容的建構(gòu)上引入近幾年涌現(xiàn)的土建工程新技術(shù)，對課程進行系統(tǒng)的改革和創(chuàng)新，并遵循模塊化課程內(nèi)容設(shè)計教學(xué)總方向，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中就能了解相關(guān)的最新技術(shù)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)自主性。在課程教學(xué)的出發(fā)點上注重培養(yǎng)土建類專業(yè)畢業(yè)生工程職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)崗位能力，要讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)這門課程了解甚至掌握本學(xué)科領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝。不但掌握關(guān)于土力學(xué)的基本概念，還要具有地基沉降量、地基容許承載力、土壓力計算的能力以及一些簡單基礎(chǔ)的設(shè)計和施工指導(dǎo)能力。在能力的培養(yǎng)上，筆者認(rèn)為課程的教學(xué)改革可從以下幾點入手，本文將從以下幾個方面進行以實際工程項目應(yīng)用為導(dǎo)向的課程改革。

(一)理論知識點教學(xué)部分學(xué)習(xí)

土力學(xué)中基礎(chǔ)知識點的概念比較抽象，課堂上每位學(xué)生的學(xué)習(xí)理解能力和基礎(chǔ)知識儲備各不相同。要是讓學(xué)生采取聽課為主的方式被動接受理論知識，其學(xué)習(xí)效果會大打折扣?，F(xiàn)可以采取以通過工程項目的真實案例教學(xué)，讓學(xué)生去主動思考、歸納和總結(jié)知識要點，而教師將轉(zhuǎn)為以輔助引導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)為主的教學(xué)方式。這種教學(xué)方式以學(xué)生后續(xù)工作崗位的實際工程項目為教學(xué)的載體，以工作崗位所需要的技術(shù)和技能為主線，以培養(yǎng)技術(shù)能力為本位的教學(xué)思考路徑，改變了原來“填鴨式”的教學(xué)方法。在教學(xué)設(shè)計上，強調(diào)學(xué)生在整體教學(xué)內(nèi)容吸收上要以主動思考的方式為主。教學(xué)形式和教學(xué)內(nèi)容要和學(xué)生以后的職業(yè)發(fā)展及工作崗位的需求相銜接，把培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決復(fù)雜工程問題的能力放到第一位。

現(xiàn)以實際的課堂教學(xué)場景進行舉例：以實際工程項目應(yīng)用為導(dǎo)向的日常教學(xué)模式：案例教學(xué)每節(jié)課前，教師先布置本節(jié)課程內(nèi)容相關(guān)案例搜集任務(wù)，并提供一個大概的范圍。如因為地基沉降原因引起的構(gòu)筑物墻面開裂甚至倒塌；還有因土體自身性質(zhì)不佳而引起的土坡穩(wěn)定性喪失，造成了基坑滑坡、擋墻傾斜倒塌等一系列問題。

正式上課時，老師選出同學(xué)們搜集的典型工程案例，圍繞相關(guān)案例為主題，與全班學(xué)生解析案例，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已掌握的知識，對工程案例進行分析和小組討論，找出案例中要處理的工程技術(shù)問題，并且還能從失敗的工程案例中發(fā)現(xiàn)問題，避免學(xué)生們在今后在工作崗位上犯同樣的錯誤。這樣學(xué)生與教師進行了較多的互動，提高了學(xué)生對課程內(nèi)容的興趣，提升教學(xué)效果。

(二)實驗技能學(xué)習(xí)教學(xué)部分

學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)與授課教師要提高對土力學(xué)實驗課的重視程度。學(xué)校應(yīng)對土力學(xué)實驗室加大建設(shè)資金的投入，擴充實驗室規(guī)模，購置最新的實驗設(shè)備。學(xué)校靈活安排實驗室開放時間，讓學(xué)生做實驗時能有比較充分、自由的時間。教師首先要在教學(xué)設(shè)計時提高實驗課在課程整體教學(xué)計劃中所占比例，建議實驗指導(dǎo)老師錄制一個完整的實驗指導(dǎo)操作視頻，在課前就提供給學(xué)生進行觀摩學(xué)習(xí)，提升實驗教學(xué)效果。

在學(xué)生開始實驗前，教師把在理論課堂上講述的案例與這次將要進行的實驗內(nèi)容結(jié)合起來。強調(diào)做實驗的目的不僅僅是簡單地檢測實驗數(shù)據(jù)、觀察實驗現(xiàn)象、最后驗證實驗結(jié)論，而是要使學(xué)生們清楚，進行相關(guān)知識點的實驗課程是為了加強知識點原理的理解，并將自己所學(xué)的原理立即運用到工程實際中。這樣不但提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，同時加深了對所學(xué)理論知識與技能實際意義的理解，更能提高他們的實際操作能力。分組實驗時，教師要安排班干部在實驗前就把整班同學(xué)分好實驗小組，每個實驗小組由組員投票選出組長。由組長告知實驗組的每位組員對實驗要進行全程參與，并安排好每位組員的實驗分工。各實驗小組在做相同實驗時要多進行幾次平行實驗，每次平行實驗前各組成員要進行工作內(nèi)容互換。這樣使每組的學(xué)生都能掌握一個完整的實驗架構(gòu)，并且還提高了學(xué)生之間互相協(xié)作的能力。

(三)教學(xué)內(nèi)容緊跟巖土工程技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展前沿

著眼于用人單位需求并立足于專業(yè)技術(shù)培養(yǎng)是高職院校的職責(zé)與使命。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)重點圍繞用人單位所急需專業(yè)技術(shù)能力進行布置，最好把理論知識點編排得淺顯易懂，注重高效培養(yǎng)職業(yè)技能，讓職業(yè)技能達到一定的熟練度。

教師在課堂中要給學(xué)生布置有關(guān)課程最新動態(tài)資料的閱讀計劃。將課程教學(xué)內(nèi)容緊追最新科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿，另一方面學(xué)院要確立專項經(jīng)費組織學(xué)生深入一線施工單位對巖土工程項目工地進行現(xiàn)場實地走訪。通過項目調(diào)研的方式，了解施工單位在工程項目實際過程中的工藝、工序流程、技術(shù)構(gòu)成、崗位操作規(guī)范、企業(yè)文化和巖土工程行業(yè)的發(fā)展動態(tài)。教師應(yīng)根據(jù)已掌握的最新內(nèi)容把課程中陳舊的知識點和施工工藝予以刪除和更新，持續(xù)加入與巖土工程學(xué)科前沿相關(guān)的新工程技術(shù)、新實驗檢測設(shè)備、新工藝等內(nèi)容。

在土力學(xué)實驗課以及實訓(xùn)課中，需要考慮把大數(shù)據(jù)、人工智能、“互聯(lián)網(wǎng)+”等最新的信息技術(shù)與本課程內(nèi)容有機地融合在一起，職業(yè)院校畢業(yè)生具有綜合、全面的知識體系才能滿足各個單位的人才需求。在土力學(xué)實驗課以及實訓(xùn)課設(shè)計時考慮利用當(dāng)今信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)達的大環(huán)境，在設(shè)置課堂內(nèi)容時可以通過發(fā)達的信息網(wǎng)絡(luò)把不同學(xué)科里知識與技能和本課程相關(guān)的內(nèi)容糅合在一起，讓學(xué)生真正做到對學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)深悟透、融會貫通。這樣不但增強了本課程內(nèi)容的應(yīng)用性和實踐性，還進一步拓展了學(xué)生的知識面，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，培養(yǎng)了他們跨課程、跨專業(yè)甚至跨學(xué)科運用所學(xué)知識綜合分析問題和解決問題的能力，提高他們的動手操作能力。

結(jié)語

筆者通過在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題，從理論教學(xué)、實驗教學(xué)、學(xué)科發(fā)展三個具體方面進行了教學(xué)改革的探索，收獲了良好的效果。根據(jù)這三個方面的特點選擇適配的教學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)結(jié)合工程項目案例的教學(xué)是一種培養(yǎng)實用人才的有效教學(xué)方法，不但能積極調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，最主要的是培養(yǎng)了學(xué)生畢業(yè)后針對現(xiàn)今社會工作崗位的技術(shù)能力。