以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的“土力學(xué)”教學(xué)改革模式創(chuàng)建

摘" 要：針對(duì)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前面臨的問(wèn)題，結(jié)合全社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才培育的迫切需求，文章依據(jù)土力學(xué)課程的教學(xué)特色，從課程架構(gòu)、教學(xué)案例素材、教學(xué)策略、教學(xué)工具、實(shí)驗(yàn)室發(fā)展和校企聯(lián)合等多個(gè)層面，提出了以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為核心的土力學(xué)教學(xué)模式革新計(jì)劃，以期增進(jìn)教學(xué)品質(zhì)，達(dá)成應(yīng)用型高校人才培育的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：土力學(xué);教學(xué)改革;應(yīng)用型人才;培養(yǎng)目標(biāo)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""" 文章編號(hào)：1673-7164（2025）05-0114-04

基金項(xiàng)目：2024年山西省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項(xiàng)目“基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的“土力學(xué)”課程改革及實(shí)踐教學(xué)模式探索”（項(xiàng)目編號(hào)：J20241565）;山西建工集團(tuán)科技項(xiàng)目“煤系軟巖蠕變力學(xué)特性及其高邊坡控穩(wěn)技術(shù)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2022-2-12）。

作者簡(jiǎn)介：王小敏（1990—），女，碩士，山西能源學(xué)院講師，研究方向?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害分析及模擬;鄧小鵬（1977—），男，碩士，山西能源學(xué)院教授，研究方向?yàn)楣こ痰刭|(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害;唐韶華（1983—），女，碩士，山西建筑工程集團(tuán)有限公司工程師，研究方向?yàn)榻ㄖこ?、施工技術(shù)。

隨著素質(zhì)教育的全面推廣和高等教育改革的不斷深化，教育正朝著多元化和高標(biāo)準(zhǔn)的方向發(fā)展，這對(duì)教育教學(xué)的布局、體系和結(jié)構(gòu)提出了重大的挑戰(zhàn)。[1]在高等教育領(lǐng)域，實(shí)踐教學(xué)作為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵部分，其重要性日益凸顯。文章基于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，分析了土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及其面臨的挑戰(zhàn)，并據(jù)此提出了具體的評(píng)估方法和策略。文章根據(jù)應(yīng)用型學(xué)校定位，圍繞地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，總結(jié)近兩年的土力學(xué)課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和方法等方面的建議，旨在提升教學(xué)效果，強(qiáng)化學(xué)生的綜合能力，以更好地滿(mǎn)足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。

一、研究背景

“土力學(xué)”是土木類(lèi)、地質(zhì)類(lèi)等工程專(zhuān)業(yè)中最為基礎(chǔ)的專(zhuān)業(yè)課程，由于其開(kāi)設(shè)時(shí)間較久，如今已經(jīng)形成了較為固定的理論知識(shí)體系，然而土力學(xué)又是一門(mén)實(shí)踐性、經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的課程，其“感性”多于“理性”，很多基礎(chǔ)理論均來(lái)源于試驗(yàn)及工程實(shí)踐。[2]“土力學(xué)”作為地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)核心基礎(chǔ)課程，不同于土木類(lèi)“土力學(xué)”中需要解決的基礎(chǔ)工程問(wèn)題，地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案中的土力學(xué)要求學(xué)生掌握的是解決工程地質(zhì)、煤礦水文地質(zhì)及地質(zhì)災(zāi)害防治等領(lǐng)域的土力學(xué)問(wèn)題。[3]

山西能源學(xué)院作為山西省地下水科學(xué)領(lǐng)域人才唯一的培養(yǎng)基地，是擁有“雙重”服務(wù)定位的應(yīng)用型本科，既服務(wù)于山西區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展又服務(wù)于國(guó)家重大戰(zhàn)略需求。近年來(lái)，山西“礦山生態(tài)修復(fù)”“黃河生態(tài)保護(hù)治理”“能源革命”等戰(zhàn)略實(shí)施推進(jìn)過(guò)程中遇到的諸多工程問(wèn)題離不開(kāi)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害防治等學(xué)科的基礎(chǔ)性支撐，傳統(tǒng)的土力學(xué)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式已無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前生態(tài)環(huán)境保護(hù)和能源轉(zhuǎn)型的需求，必須以新工科為指導(dǎo)，以立德樹(shù)人思想為統(tǒng)領(lǐng)，面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家戰(zhàn)略，注重專(zhuān)業(yè)與產(chǎn)業(yè)界的對(duì)接，開(kāi)展集成創(chuàng)新、交叉創(chuàng)新，培養(yǎng)具備專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才。

土力學(xué)作為地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，涉及知識(shí)點(diǎn)零散且難度較大，主要涵蓋土的物理和力學(xué)性質(zhì)，土的強(qiáng)度、滲透、變形、整體穩(wěn)定性等問(wèn)題，這些內(nèi)容在以往的土力學(xué)課程資源主要服務(wù)于土木工程專(zhuān)業(yè)，存在課程內(nèi)容與地下水科學(xué)與工程行業(yè)對(duì)接不緊密問(wèn)題;[4]傳統(tǒng)土力學(xué)教學(xué)往往過(guò)于注重理論知識(shí)的講解，如土體力學(xué)參數(shù)的計(jì)算和分析，直接導(dǎo)致學(xué)生專(zhuān)業(yè)興趣不能得到很好的激發(fā)、課程知識(shí)點(diǎn)理解不到位;地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)屬于地質(zhì)類(lèi)艱苦行業(yè)，目前我國(guó)地下水行業(yè)從業(yè)人數(shù)嚴(yán)重不足且缺乏專(zhuān)業(yè)熱情，遠(yuǎn)不能夠滿(mǎn)足區(qū)域地下水行業(yè)需求，課程教學(xué)存在課程價(jià)值引領(lǐng)體現(xiàn)不足的問(wèn)題。[5]基于此，文章立足山西能源學(xué)院應(yīng)用型大學(xué)定位，以為山西省能源革命培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，借助校企合作平臺(tái)，圍繞行業(yè)需求，建設(shè)基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的“土力學(xué)”課程內(nèi)容改革與建設(shè)與實(shí)踐教學(xué)路徑探索。圖1所示為課程資源架構(gòu)圖。

二、地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)中土力學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)

基于應(yīng)用型大學(xué)定位，為山西省能源革命培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，推進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生利用土力學(xué)原理和方法分析山西礦山安全生產(chǎn)及生態(tài)修復(fù)建設(shè)中相關(guān)工程問(wèn)題為導(dǎo)向的課程建設(shè)與實(shí)踐教學(xué)模式的創(chuàng)新。

實(shí)施以培育應(yīng)用型人才為焦點(diǎn)的土力學(xué)教學(xué)革新，有助于學(xué)生深入掌握土力學(xué)的核心概念和技能，將所學(xué)知識(shí)靈活應(yīng)用于解決實(shí)際工程問(wèn)題。特別是在山西的礦山安全和生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，學(xué)生應(yīng)能運(yùn)用這些知識(shí)，對(duì)潛在的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和有效防范，確保工程項(xiàng)目的安全與可持續(xù)性。

通過(guò)增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作技巧和創(chuàng)新思維，結(jié)合案例研究、實(shí)地實(shí)習(xí)和模擬實(shí)驗(yàn)等多種教育策略，能夠訓(xùn)練學(xué)生在真實(shí)或仿真的工程場(chǎng)景中，運(yùn)用土力學(xué)的理論與技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)實(shí)際挑戰(zhàn)，不僅提升了學(xué)生的實(shí)操技能，還提升了他們的創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題的才能。

培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)道德至關(guān)重要，確保他們?cè)谕渡淼V山安全生產(chǎn)和生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域時(shí)，能夠全面顧及環(huán)境保護(hù)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求。通過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)確立正確的價(jià)值觀，并為山西省乃至全國(guó)的能源革命和生態(tài)文明建設(shè)貢獻(xiàn)自己的力量。

實(shí)現(xiàn)這些教學(xué)目標(biāo)后，地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)中的土力學(xué)課程將有助于培育更多具備高水平實(shí)踐能力的人才，他們將為山西省乃至全國(guó)的能源變革和生態(tài)文明建設(shè)作出積極貢獻(xiàn)。為可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供智能支持和穩(wěn)固的人才基礎(chǔ)。

三、地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)中土力學(xué)課程教學(xué)改革路徑

（一）課程內(nèi)容重構(gòu)，多維度驅(qū)動(dòng)實(shí)踐技能

修訂梳理土力學(xué)大綱，強(qiáng)化以培養(yǎng)具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，具備自主學(xué)習(xí)、歸納、分析能力，能以工程思維解決實(shí)際工程問(wèn)題的應(yīng)用型人才為目標(biāo);將原有的9個(gè)章節(jié)調(diào)整為五大知識(shí)模塊，分別為土的基本物理力學(xué)性質(zhì)、土的滲流、土的變形、土的強(qiáng)度、土工實(shí)驗(yàn);基于知識(shí)模塊，對(duì)接山西能源革命的行業(yè)需求，通過(guò)山西省內(nèi)行業(yè)調(diào)研、專(zhuān)家交流等過(guò)程，新增關(guān)于山西礦山安全生產(chǎn)與生態(tài)修復(fù)的六大主題工程案例庫(kù)：礦山土壤修復(fù)土質(zhì)改良、井工開(kāi)采土體滲流分析、煤基固廢回填應(yīng)力與沉降計(jì)算、礦山邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、煤礦采空區(qū)地基承載力確定、礦山修復(fù)支擋結(jié)構(gòu)土壓力計(jì)算。土工實(shí)驗(yàn)邀請(qǐng)企業(yè)專(zhuān)家做指導(dǎo)，安排學(xué)生參與企業(yè)土工實(shí)驗(yàn)，扎實(shí)掌握試驗(yàn)操作流程，使常規(guī)試驗(yàn)與工程實(shí)踐建立有機(jī)聯(lián)系。

（二）設(shè)置工程案例任務(wù)，強(qiáng)化工程思維

基于工程案例庫(kù)資源，將思想政治教育與工程案例分析相結(jié)合，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)技能的同時(shí)，也能夠提升社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)道德。工程案例分析的目的是引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行深入的探究和思考，從而提高他們的綜合分析能力。[6]基于大量的工程案例資料，設(shè)計(jì)制訂詳細(xì)的教學(xué)計(jì)劃，明確了每個(gè)階段的教學(xué)目標(biāo)和方法，確保工程案例分析活動(dòng)能夠有序進(jìn)行，如表1中所示。

（三）思政案例庫(kù)建設(shè)，增強(qiáng)價(jià)值引領(lǐng)

課程建設(shè)五類(lèi)思政案例庫(kù)，增強(qiáng)學(xué)生知識(shí)價(jià)值的認(rèn)同及服務(wù)山西的信念，如圖1中所示。對(duì)于中國(guó)古代土木建筑案例庫(kù)：通過(guò)探索和學(xué)習(xí)中國(guó)古代的土木建筑，例如長(zhǎng)城、都江堰等壯麗工程，學(xué)生能夠深入理解中華民族的智慧與創(chuàng)造力，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。對(duì)于著名專(zhuān)家學(xué)者事跡案例庫(kù)：通過(guò)搜集和整理國(guó)內(nèi)外知名專(zhuān)家學(xué)者的輝煌事跡，揭示其在各自領(lǐng)域的杰出成就和奉獻(xiàn)精神，從而激發(fā)學(xué)生的職業(yè)自豪感和對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)。對(duì)于大國(guó)工程案例庫(kù)：通過(guò)探討和研究中國(guó)近年來(lái)的重大工程項(xiàng)目，如港珠澳大橋、高鐵網(wǎng)絡(luò)等，學(xué)生能夠領(lǐng)悟大國(guó)工匠精神的深意，培養(yǎng)追求卓越、精益求精的品質(zhì)。對(duì)于行業(yè)事故案例庫(kù)：通過(guò)剖析行業(yè)中的典型事故案例，使學(xué)生能夠深刻認(rèn)識(shí)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的重要性，從而在未來(lái)的工作中嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)章制度，確保安全生產(chǎn)。對(duì)于服務(wù)山西能源轉(zhuǎn)型情懷引領(lǐng)案例庫(kù)：結(jié)合山西能源轉(zhuǎn)型的實(shí)際情況，搜集和整理相關(guān)案例，展示在能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中涌現(xiàn)的先進(jìn)事跡和典型人物，激發(fā)學(xué)生服務(wù)山西、投身能源轉(zhuǎn)型的熱情和責(zé)任感。通過(guò)這些案例的深入學(xué)習(xí)和討論，使學(xué)生不僅能夠獲得豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，還能夠在思想上得到升華，增強(qiáng)對(duì)社會(huì)主義核心價(jià)值觀的認(rèn)同，為成為有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)?shù)男聲r(shí)代青年打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。[7]

四、地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)中土力學(xué)課程教學(xué)創(chuàng)新性分析

作為山西省高校唯一的地質(zhì)類(lèi)特設(shè)專(zhuān)業(yè)，精準(zhǔn)定位服務(wù)能源革命的領(lǐng)域，凝練礦山安全開(kāi)采與生態(tài)修復(fù)兩個(gè)方向?yàn)榉?wù)面向，課程建設(shè)以礦山土壤修復(fù)土質(zhì)改良、井工開(kāi)采土體滲流分析、煤基固廢回填應(yīng)力與沉降計(jì)算、礦山邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、煤礦采空區(qū)地基承載力確定、礦山修復(fù)支擋結(jié)構(gòu)土壓力計(jì)算六類(lèi)工程案例庫(kù)進(jìn)行銜接。通過(guò)中國(guó)古代土工構(gòu)筑物增強(qiáng)民族自信、著名的專(zhuān)家學(xué)者事跡彰顯職業(yè)自豪感、大國(guó)工程展示工匠精神、行業(yè)事故強(qiáng)化規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)山西能源轉(zhuǎn)型情懷引領(lǐng)等方面達(dá)到提高學(xué)生素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生情感的目標(biāo)。圖2所示為“1+3+X”教學(xué)體系組織實(shí)施流程圖。

基于工程案例庫(kù)及思政案例庫(kù)資料，構(gòu)建創(chuàng)新型工程案例分析教學(xué)體系，課程改革通過(guò)理論和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將工程案例貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程，并探索建立與之相適應(yīng)的課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)方法;達(dá)成對(duì)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、探究、歸納、總結(jié)能力方面培養(yǎng)的目標(biāo)，著重提升學(xué)生分析解決實(shí)際工程中出現(xiàn)的土質(zhì)分析、滲流分析、地基土應(yīng)力與沉降、地基承載力、邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、擋土墻土壓力計(jì)算問(wèn)題實(shí)踐技能。雙師型教學(xué)團(tuán)隊(duì)輔導(dǎo)學(xué)生參與山西區(qū)域產(chǎn)教融合項(xiàng)目及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽，實(shí)現(xiàn)課程育人目的，為山西培養(yǎng)具備承擔(dān)意識(shí)的工程專(zhuān)業(yè)高質(zhì)量應(yīng)用型人才。

五、結(jié)語(yǔ)

基于山西能源學(xué)院地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀和需求，對(duì)“土力學(xué)”課程進(jìn)行了深入的改革與建設(shè)。采取了重構(gòu)課程內(nèi)容、強(qiáng)化實(shí)踐技能、設(shè)置工程案例任務(wù)、構(gòu)建思政案例庫(kù)等多維度的措施，實(shí)現(xiàn)了課程與行業(yè)需求的有效對(duì)接，提升了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐能力。隨著AI大模型的發(fā)展，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)將致力于土力學(xué)知識(shí)圖譜的建設(shè)，為培養(yǎng)更多高素質(zhì)應(yīng)用型人才做出更大的貢獻(xiàn)。

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（責(zé)任編輯：敖利）