工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下《巖土測試技術(shù)》課程教學(xué)改革初探

涂坤 孫文潔 崔芳鵬

摘??要：《巖土測試技術(shù)》是中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地質(zhì)工程專業(yè)本科生的一門重要課程。在工程教育專業(yè)認(rèn)證持續(xù)改進(jìn)工作背景下，針對《巖土測試技術(shù)》課程傳統(tǒng)授課模式中存在的問題，在教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、課程思政、考核方式等方面的教學(xué)改革進(jìn)行了初步探討，旨在增強(qiáng)學(xué)生的課程參與度和認(rèn)同感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)質(zhì)量，以期提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：巖土測試技術(shù)；工程教育專業(yè)認(rèn)證；地質(zhì)工程；教學(xué)改革

Preliminary?Discussion?on?the?Teaching?Method?Reforming?of?Geotechnical?Testing?Technology?Course?under?the?Background?of?Professional?Certification?of?Engineering?Education

Tu?Kun??Sun?Wenjie

College?of?Geoscience?and?Surveying?Engineering，?China?University?of?Mining?and?Technology-Beijing??Beijing??100083

Abstract：?Geotechnical?Testing?Technology?is?an?important?course?for?undergraduates?majoring?in?Geological?Engineering?in?China?University?of?Mining?and?Technology-Beijing.?In?view?of?the?problems?existing?in?the?traditional?teaching?mode?of?Geotechnical?Testing?Technology，?a?preliminary?discussion?was?conducted?on?teaching?reforms?in?teaching?methods，?teaching?content，?course?ideology?and?politics，?and?assessment?methods.?It?aims?to?enhance?students'?participation?and?identification?in?the?curriculum，?stimulate?their?interest?in?learning，?improve?teaching?quality，?and?finally?achieve?higher?quality?of?talent?cultivation.

Keywords：Geotechnical?testing?technology；professional?certification?of?engineering?education;?geological?engineering;?teaching?reform

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實(shí)現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)[1，?2]。自2016年加入國際上最具影響力的工程教育學(xué)位互認(rèn)協(xié)議之一《華盛頓協(xié)議》以來，我國通過中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)開展工科專業(yè)認(rèn)證，有效提升了我國工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，顯著推進(jìn)了工程教育改革[3]。目前，越來越多的高校參與到工程教育專業(yè)認(rèn)證中來，截至2022年，全國共有200多所高校的1977個(gè)專業(yè)通過了中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)的工程教育專業(yè)認(rèn)證[4]。

地質(zhì)工程專業(yè)作為中國礦業(yè)大學(xué)（北京）國家一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，于2022年通過了工程教育專業(yè)認(rèn)證。近年來隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，政府部門、企業(yè)、科研院校等對地質(zhì)工程專業(yè)提出了新要求；同時(shí)，隨著國內(nèi)工程教育體系改革不斷深化，也對地質(zhì)工程專業(yè)教育有了新的期待?！稁r土測試技術(shù)》課程是我校地質(zhì)工程專業(yè)為本科生開設(shè)的一門專業(yè)選修課，通過該課程的學(xué)習(xí)能夠使學(xué)生比較系統(tǒng)地了解和掌握不同巖土體測試技術(shù)的基本原理、試驗(yàn)儀器、操作步驟、數(shù)據(jù)處理、資料整理以及工程應(yīng)用等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生利用理論知識分析和解決實(shí)際工程問題的能力。在工程教育專業(yè)認(rèn)證持續(xù)改進(jìn)工作背景下，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地質(zhì)工程專業(yè)對《巖土測試技術(shù)》課程進(jìn)行了初步的教學(xué)改革實(shí)踐與研究。

1《巖土測試技術(shù)》課程設(shè)置

《巖土測試技術(shù)》課程涉及的測試方法多、內(nèi)容豐富，主要教學(xué)內(nèi)容包括室內(nèi)土工試驗(yàn)和現(xiàn)場原位測試兩部分，其中室內(nèi)土工試驗(yàn)包括：土的含水率試驗(yàn)、密度試驗(yàn)、土粒比重試驗(yàn)、顆粒分析試驗(yàn)、界限含水率試驗(yàn)、砂的相對密度試驗(yàn)、濕陷性試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)、擊實(shí)試驗(yàn)、抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)、靜止側(cè)壓力系數(shù)試驗(yàn)、流變試驗(yàn)、非飽和土試驗(yàn)等內(nèi)容；原位測試包括：載荷試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)等內(nèi)容[5]。

該課程總共有32學(xué)時(shí)，其中，24學(xué)時(shí)為課堂授課，8學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)，該課程教學(xué)形式分為理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)環(huán)節(jié)。在理論教學(xué)環(huán)節(jié)，教師主要利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)開展實(shí)驗(yàn)原理、儀器設(shè)備、操作要點(diǎn)、資料整理、工程應(yīng)用等方面的授課；實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中會(huì)通過讓學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，具體操作比如土的含水率試驗(yàn)、密度試驗(yàn)、顆粒分析試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)、抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)等。

2《巖土測試技術(shù)》教學(xué)模式中存在的問題

《巖土測試技術(shù)》是中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地質(zhì)工程專業(yè)本科生的核心課程之一，其教學(xué)模式一直在不斷完善和改進(jìn)，但目前仍存在如下問題：

2.1?重理論輕實(shí)踐

《巖土測試技術(shù)》是一門實(shí)踐性和操作性都很強(qiáng)的課程[6-7]，然而，該課程傳統(tǒng)授課安排中理論課時(shí)偏多且以老師講授為主，學(xué)生更多的是被動(dòng)學(xué)習(xí)課程內(nèi)容上，忽視了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)；同時(shí)，由于許多學(xué)校由于受資金限制，目前配備的實(shí)驗(yàn)室只能開展少部分巖土測試技術(shù)試驗(yàn)，學(xué)生缺少很多親身實(shí)踐的機(jī)會(huì)，導(dǎo)致對許多巖土測試技術(shù)試驗(yàn)仍停留在理論層面，使學(xué)生無法完全理解并掌握各個(gè)巖土測試試驗(yàn)。

2.2?授課模式死板

《巖土測試技術(shù)》課程的傳統(tǒng)授課模式大致是按照基本原理-儀器設(shè)備-操作步驟-工程應(yīng)用的僵化模式，由于巖土測試技術(shù)方法多、內(nèi)容豐富，長期采用單一授課模式容易使學(xué)生對該課程失去學(xué)習(xí)興趣，甚至產(chǎn)生抵觸情緒。

2.3?教材內(nèi)容滯后

隨著現(xiàn)代技術(shù)迅速發(fā)展，各種新方法和新儀器不斷涌現(xiàn)，巖土測試技術(shù)試驗(yàn)也在不斷更新迭代，然而，目前許多高校授課使用的教材普遍滯后于實(shí)際工程應(yīng)用技術(shù)，學(xué)生無法及時(shí)了解專業(yè)領(lǐng)域的最新巖土測試技術(shù)，而且與行業(yè)中的工程問題需求嚴(yán)重脫鉤。

2.4?考核方式單一

該門課程的考核方式存在與其他課程類似的問題，即考試占比過重，通常占到總成績的60%-80%[8]，考試內(nèi)容重理論輕實(shí)踐，必然使得學(xué)生只能通過死記硬背的傳統(tǒng)應(yīng)試方法來對付考試，顯然與該課程“重實(shí)踐”“重操作”的初心相違，并不能真正反映出部分動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生應(yīng)有的水平，難以達(dá)到課程預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。

3《巖土測試技術(shù)》教學(xué)模式思考

以學(xué)生為中心的教育理念（SC：?Students?Centered）是工程教育專業(yè)認(rèn)證的重要內(nèi)涵[9-11]，明確要求圍繞培養(yǎng)目標(biāo)和全體學(xué)生進(jìn)行資源配置和教學(xué)安排。因此，《巖土測試技術(shù)》課程在中國礦業(yè)大學(xué)（北京）教學(xué)改革中始終堅(jiān)持學(xué)生是教學(xué)主體，教師起引導(dǎo)作用。結(jié)合中國礦業(yè)大學(xué)（北京）學(xué)科特色和《巖土測試技術(shù)》課程特點(diǎn)，對授課形式、課程思政、提高學(xué)生參與度和課程認(rèn)同感、調(diào)整考核方式等方面的改革進(jìn)行了初步的思考與探索。

3.1多元化授課形式

《巖土測試技術(shù)》是一門實(shí)踐性和操作性很強(qiáng)的課程，而且內(nèi)容豐富，要求學(xué)生掌握的知識點(diǎn)多，通過口頭授課難以讓學(xué)生對巖土測試技術(shù)和方法在實(shí)際工程的應(yīng)用產(chǎn)生共鳴，造成教學(xué)與工程實(shí)際脫節(jié)，難以保證教學(xué)效果，因此必須改變以往“填鴨式”的授課形式，應(yīng)根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容靈活采用不同教學(xué)手段。例如，可充分利用中國大學(xué)MOOC（慕課）、嗶哩嗶哩、微信公眾號等在線學(xué)習(xí)平臺(tái)上提供的巖土測試技術(shù)視頻講解案例，增強(qiáng)學(xué)生對巖土測試技術(shù)的直觀了解和認(rèn)識；依托學(xué)校與企事業(yè)單位建立的產(chǎn)學(xué)研合作基地，充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”“遠(yuǎn)程協(xié)同技術(shù)”等現(xiàn)代信息技術(shù)手段[12]，探索課堂教學(xué)與工程實(shí)踐結(jié)合的遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)模式，有助于學(xué)生更好地鞏固和加深對相關(guān)測試技術(shù)從理論到實(shí)踐的理解；結(jié)合授課老師親身參與的工程實(shí)例、最新國內(nèi)外與巖土測試技術(shù)相關(guān)的論文、標(biāo)準(zhǔn)、專利等文獻(xiàn)，提煉加工并整理成適合該課程教學(xué)所需的素材，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)融入與目前與巖土測試技術(shù)相關(guān)的新技術(shù)、新方法、新設(shè)備，使學(xué)生能夠及時(shí)獲取該領(lǐng)域的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)，調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性。

3.2?融入課程思政

新時(shí)代大學(xué)生不僅要具有扎實(shí)專業(yè)理論知識與技能，更要有正確的國家觀、民族觀、歷史觀和文化觀。在授課過程中，讓青藏鐵路、南水北調(diào)工程、三峽工程、港珠澳大橋等偉大工程走進(jìn)課堂，探索課程思政與巖土測試技術(shù)教學(xué)融合模式。例如，在講授測定土的含水率時(shí)，可以結(jié)合我國在疫情時(shí)期修建的武漢雷神山和火神山方艙醫(yī)院現(xiàn)場實(shí)景，培養(yǎng)同學(xué)們愛國情懷和專業(yè)認(rèn)同感，堅(jiān)定同學(xué)們專業(yè)報(bào)國的信念和弘揚(yáng)不怕吃苦、敢為人先的精神。

3.3?增強(qiáng)學(xué)生參與感

根據(jù)該門課程內(nèi)容特點(diǎn)，在講授完室內(nèi)土工試驗(yàn)和現(xiàn)場原位測試內(nèi)容后，組織兩次課堂匯報(bào)。在匯報(bào)前一周，教師提供3個(gè)左右典型工程實(shí)例，根據(jù)前期所掌握的與巖土測試技術(shù)相關(guān)的知識點(diǎn)，學(xué)生任選其中1個(gè)案例，從實(shí)驗(yàn)原理、儀器設(shè)備、操作步驟、數(shù)據(jù)整理以及試驗(yàn)改進(jìn)等方面做做PPT匯報(bào)，這將促進(jìn)學(xué)生帶著思考去學(xué)習(xí)，也培養(yǎng)學(xué)生如何將已學(xué)知識點(diǎn)靈活的應(yīng)用到實(shí)際工程中。報(bào)告形式比較靈活，分為個(gè)人獨(dú)立匯報(bào)和小組匯報(bào)的方式，匯報(bào)過程中，教師和同學(xué)可通過提問、討論等方式參與，不僅在專業(yè)上考察了學(xué)生對知識點(diǎn)掌握情況和解決實(shí)際問題的能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的表達(dá)能力。該過程可明顯增加教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的交流互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生相互啟發(fā)，使課堂教學(xué)效果事半功倍。

3.4調(diào)整考核方式

由于該課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，改變傳統(tǒng)的“平時(shí)成績（30%）+閉卷考試（70%）”的考核方式，平時(shí)成績中除了考核出勤、課后作業(yè)等方面外，還需增加實(shí)踐能力考核和現(xiàn)場匯報(bào)環(huán)節(jié)，比重由原來的30%提升至50%，調(diào)整后的分配比例為：實(shí)踐能力考核占30%、現(xiàn)場匯報(bào)占15%、出勤和課后作業(yè)占15%，通過提高平時(shí)成績的比重，提升對實(shí)踐環(huán)節(jié)的重視程度，為培養(yǎng)專業(yè)應(yīng)用型人才提供保障。降低期末考試成績占比，由原來的70%將至50%，同時(shí)在期末考試中增加實(shí)際工程案例分析題的比重，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生能夠結(jié)合多種巖土測試技術(shù)綜合解決問題的能力，而不是只側(cè)重單一知識點(diǎn)的考察；同時(shí)還應(yīng)增加開放性試題，鼓勵(lì)同學(xué)們思考如何將人工智能、大數(shù)據(jù)、圖像識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、遙感技術(shù)、自動(dòng)駕駛等現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用到巖土測試技術(shù)領(lǐng)域中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

結(jié)語

《巖土測試技術(shù)》是一門實(shí)踐性和操作性強(qiáng)、知識面廣的課程，作為中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地質(zhì)工程專業(yè)的重要課程之一，在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，在教學(xué)過程中，要多元化教學(xué)模式和加強(qiáng)學(xué)生課堂參與度，提升學(xué)生對該課程的興趣和認(rèn)同感，也要培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用理論知識解決實(shí)際工程問題的能力，更要加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。筆者結(jié)合對該課程的親身教學(xué)實(shí)際，在授課形式、課程思政、學(xué)生參與度、考核方式等方面做了一些積極嘗試和探索，目的是使學(xué)生能夠更好地掌握巖土測試技術(shù)知識，增強(qiáng)學(xué)生綜合分析解決問題的能力，培養(yǎng)適合當(dāng)前國家、行業(yè)發(fā)展需要的專業(yè)人才。

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基金項(xiàng)目：中國礦業(yè)大學(xué)（北京）本科教育教學(xué)改革與研究項(xiàng)目（J220213）；中國礦業(yè)大學(xué)（北京）本科教育教學(xué)改革與研究校級重點(diǎn)項(xiàng)目（J23ZD12）

作者簡介：涂坤（1988—??），男，漢族，四川瀘州人，博士，講師，主要從事與地質(zhì)工程相關(guān)的教學(xué)與科研工作。