應(yīng)用型高校土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程教學(xué)改革
——以宿遷學(xué)院工程管理專業(yè)為例

施 云，蔣連接，朱 浩，朱方之，孫傳智

(宿遷學(xué)院 建筑工程學(xué)院，江蘇 宿遷 223800)

0 前 言

土力學(xué)與地基基礎(chǔ)是一門理論性強(qiáng)、知識點(diǎn)多、工程計算復(fù)雜的專業(yè)課程[1]，特別是對于工程管理專業(yè)的學(xué)生而言，普遍存在對知識點(diǎn)不理解，考試不及格率高的情況，且學(xué)生學(xué)習(xí)后只會進(jìn)行簡答的套公式計算，缺乏一定的理解及工程感性認(rèn)知。應(yīng)用型本科高校擔(dān)負(fù)著為國家培養(yǎng)應(yīng)用技能型人才的教育重任，注重素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)[2]。一方面是學(xué)生的學(xué)習(xí)難度大，另一方面是國家及社會對應(yīng)用型人才的需求，矛盾日益凸顯。

1 存在的問題

1.1 招生不區(qū)分文理科

宿遷學(xué)院工程管理專業(yè)在2018—2019年的高考招生錄取中未區(qū)分文理科，入學(xué)后班級中的文科學(xué)生數(shù)約占班級人數(shù)的50%～60%。而我校工程管理專業(yè)的人才培養(yǎng)方案是按工科類制定，工科類課程較多，畢業(yè)時授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位，管理類及經(jīng)濟(jì)類課程相對較少。在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，高中選修文科類課程的學(xué)生由于缺乏必要的理科知識、空間想象能力及思維訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)習(xí)難度較大，部分學(xué)生存在厭學(xué)、棄學(xué)現(xiàn)象。

1.2 課程設(shè)置不合理

我校在制定2017及2018級人才培養(yǎng)方案時采取的是“3+1”人才培養(yǎng)模式，即學(xué)生前三年在校學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識，第四年到企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)并進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，導(dǎo)致原本四年的理論教學(xué)任務(wù)被壓縮到三年內(nèi)完成，部分課程順序被打亂重排，土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程從第四學(xué)期提前到第三學(xué)期進(jìn)行，導(dǎo)致土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程與工程力學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)等課程同學(xué)期進(jìn)行。而土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生需要具備相應(yīng)的力學(xué)及結(jié)構(gòu)知識，在實(shí)際講授過程中經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生因缺乏工程力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)或混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理等知識而聽不懂的情況，授課教師不得不現(xiàn)場進(jìn)行補(bǔ)充，不僅影響了授課進(jìn)度，而且增加了教師教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。

1.3 教師教學(xué)方法單一

在應(yīng)用型本科高校普遍存在著壓縮學(xué)時、學(xué)分現(xiàn)象[3]，且公共課程學(xué)分比例不斷提高，導(dǎo)致專業(yè)課程學(xué)分及學(xué)時不斷被壓縮。我校工程管理專業(yè)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程學(xué)時由原48學(xué)時壓縮到40學(xué)時，雖然在修訂教學(xué)大綱時適當(dāng)刪減了部分教學(xué)內(nèi)容，但是由于土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程包含土力學(xué)及基礎(chǔ)工程兩部分內(nèi)容，知識點(diǎn)較多，導(dǎo)致教師在教學(xué)過程中為完成教學(xué)任務(wù)采取“填鴨式、滿堂灌”的單向灌輸為主的教學(xué)方法，忽略了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力及接受程度，導(dǎo)致教學(xué)效果較差。

由于土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程理論性較強(qiáng)且公式較多，所以大部分教師仍采取傳統(tǒng)的授課模式。傳統(tǒng)的授課模式包括板書、多媒體PPT課件、板書+PPT[4]。采用多媒體PPT課件教學(xué)可節(jié)省教師的板書時間，更有效地利用課堂時間，增加教學(xué)內(nèi)容。但是也存在一些不足之處，如不利于學(xué)生記筆記、學(xué)生難以跟上教學(xué)進(jìn)度等問題。

1.4 忽略實(shí)驗(yàn)教學(xué)

由于傳統(tǒng)工科向來輕實(shí)踐教學(xué)、重理論的特點(diǎn)，且工程管理專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程較少，所以土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程往往得不到教師及學(xué)生的重視，4個實(shí)驗(yàn)項目，8個實(shí)驗(yàn)學(xué)時的實(shí)驗(yàn)成績在總成績中的占比只有10%，且實(shí)驗(yàn)報告較為簡單，實(shí)驗(yàn)多為演示性實(shí)驗(yàn)，缺乏創(chuàng)新性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器及設(shè)備更新較慢，部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器老化、損壞嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺套數(shù)少，導(dǎo)致存在少數(shù)學(xué)生動手操作而其他學(xué)生在一旁觀看。實(shí)驗(yàn)中心負(fù)責(zé)全院的實(shí)踐教學(xué)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師人數(shù)不足，導(dǎo)致學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)備了解不充分，只能按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟，機(jī)械性地完成實(shí)驗(yàn)。

1.5 師資缺乏

我校工程管理系共有專任教師8名，建校辦學(xué)十余年間，只引進(jìn)了1名具有工程管理學(xué)科背景的專任教師，具有工程管理學(xué)科背景的專任教師一共4人，其余4人為土木工程系結(jié)構(gòu)工程專業(yè)調(diào)入，缺乏工程管理專業(yè)背景，師資難以支撐專業(yè)的發(fā)展，教師教學(xué)任務(wù)繁重，2019—2020學(xué)年教師人均教學(xué)工作量607學(xué)時，遠(yuǎn)高于300學(xué)時的教學(xué)要求，同時還需承擔(dān)繁重的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)及科研任務(wù)。且我校2020年轉(zhuǎn)制為省屬公辦院校后，要求招聘的專任教師必須具備博士學(xué)位或高級職稱，師資補(bǔ)充較為困難。

2 教學(xué)改革措施

對以上存在的問題，迫切需要授課教師以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，以學(xué)生就業(yè)為導(dǎo)向，結(jié)合學(xué)生及學(xué)校實(shí)際情況，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行教學(xué)改革。

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出教學(xué)重點(diǎn)

土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程主要包括土力學(xué)及基礎(chǔ)工程兩部分內(nèi)容，課程內(nèi)容龐雜，知識點(diǎn)較多。應(yīng)當(dāng)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)及發(fā)展前景對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理取舍，結(jié)合應(yīng)用型本科高校辦學(xué)定位，突出實(shí)際應(yīng)用能力培養(yǎng)。教學(xué)過程中在土的性質(zhì)與分類中刪除了土的滲透及滲流這一內(nèi)容，要求掌握影響土體擊實(shí)效果的因素，掌握土的分類方法；土中應(yīng)力計算部分刪除有效應(yīng)力原理；土的變形及地基沉降計算部分弱化分層總和法的講解，重點(diǎn)介紹《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007—2011)方法，刪除應(yīng)力歷史對地基沉降的影響，刪除地基變形與時間的關(guān)系；土的抗剪強(qiáng)度中重點(diǎn)介紹庫侖公式及莫爾-庫侖強(qiáng)度理論，將土的抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)放到實(shí)驗(yàn)課中講解，做到理論聯(lián)系實(shí)踐；刪除郎金土壓力及庫侖土壓力計算，刪除擋土墻設(shè)計，重點(diǎn)介紹地基破壞形式及地基承載力；對于淺基礎(chǔ)設(shè)計章節(jié)，該部分由于對結(jié)構(gòu)力學(xué)及混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理知識儲備要求較高，以往會花費(fèi)大量課時在此部分，但收效甚微，學(xué)生普遍學(xué)得不好，只會按照書本例題套用公式，不能靈活應(yīng)用，且隨著土地資源的日益緊缺，建筑物越建越高，淺基礎(chǔ)的應(yīng)用越來越少，且工程管理專業(yè)畢業(yè)生很少從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，因此刪減部分淺基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容，適當(dāng)增加樁基礎(chǔ)知識，刪除沉井基礎(chǔ)及其他深基礎(chǔ)，刪除基坑工程，刪除區(qū)域性地基，簡要介紹地基處理的一些措施。

2.2 改善教學(xué)方法，提升教學(xué)質(zhì)量

合理的教學(xué)方法是教師實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、提升教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生掌握知識結(jié)構(gòu)的重要前提及手段[5]。以此，應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)的“填鴨式、滿堂灌”的單向灌輸式教學(xué)，增加課堂互動、虛擬仿真、利用網(wǎng)絡(luò)教育資源及實(shí)驗(yàn)教學(xué)等教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.2.1 增加課堂互動

授課過程中教師可以通過提問、討論、啟發(fā)等方式增加課堂互動，即激發(fā)了學(xué)生的思考、加深了對所學(xué)知識的理解，還可增加課堂的趣味性、活躍課堂氣氛。如在講授《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007—2011)方法計算地基沉降計算時，首先介紹計算原理，然后啟發(fā)學(xué)生將土看成一種材料，對于任意材料求其變形量需要知道哪些物理量，然后進(jìn)行提問，接著根據(jù)學(xué)生回答情況分組進(jìn)行討論，引導(dǎo)學(xué)生回顧基底附加應(yīng)力的計算，并根據(jù)之前講的計算原理進(jìn)行計算，總結(jié)計算過程及步驟，此時可給出計算例題，給出一定時間讓學(xué)生進(jìn)行計算，最后可挑選學(xué)生向全班講解其計算思路，教學(xué)效果良好。

2.2.2 虛擬仿真教學(xué)

學(xué)生在校學(xué)習(xí)過程中除經(jīng)歷了學(xué)校組織的認(rèn)識實(shí)習(xí)外，很少接觸到施工現(xiàn)場，且基礎(chǔ)工程為隱蔽工程，學(xué)生很難在生活中見到，部分學(xué)生空間想象能力較差，造成學(xué)生理解困難，教學(xué)質(zhì)量不高。此時，必要的仿真軟件可有效解決此問題，在教師的多方爭取、學(xué)院的積極協(xié)調(diào)下，我系成功購置某教學(xué)仿真軟件，學(xué)生可借助三維動畫加深對知識點(diǎn)的理解，教學(xué)效果良好。

2.2.3 利用網(wǎng)絡(luò)教育資源

前文提到在教學(xué)過程中存在力學(xué)及混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理等部分課程知識點(diǎn)尚未學(xué)習(xí)的情況，為解決此問題，應(yīng)當(dāng)充分利用中國大學(xué)MOOC國家精品課程在線學(xué)習(xí)平臺等優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，選取相關(guān)課程，建立SPOC課程或在超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上建立網(wǎng)絡(luò)課程，將下次課程需要用到的相關(guān)課程知識設(shè)置成任務(wù)點(diǎn)，要求學(xué)生提前進(jìn)行學(xué)習(xí)，教學(xué)效果良好。

2.2.4 重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在以往的課時安排中，對于課程實(shí)驗(yàn)部分安排在理論課程結(jié)束后集中進(jìn)行。這樣做的缺點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)所需的知識點(diǎn)在理論課程中已經(jīng)講過，但由于中間間隔的時間較長，不少學(xué)生已經(jīng)忘記，且集中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)存在學(xué)生人數(shù)較多、動手機(jī)會少的問題。為此，授課教師積極聯(lián)系教務(wù)辦及實(shí)驗(yàn)中心，將實(shí)驗(yàn)課安排在理論課授課過程中進(jìn)行，將相關(guān)知識點(diǎn)搬到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行講解。實(shí)驗(yàn)時分班、分批、分組進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中心安排輔助教師與授課教師一起全程指導(dǎo)、協(xié)助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變以往的演示性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要求每位學(xué)生都動手實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)自主權(quán)交還學(xué)生,教學(xué)效果良好。

2.3 完善考核方式，豐富考核方法

在以往的考核方式上，學(xué)生的成績由30%的平時成績及70%的期末考試成績構(gòu)成，平時成績由考勤、平時作業(yè)、實(shí)驗(yàn)成績?nèi)糠謽?gòu)成，考核方式不夠靈活，弱化了實(shí)驗(yàn)成績，考核方法不夠豐富，只有平時的紙質(zhì)作業(yè)及期末考試。為此，將考核成績改成20%的平時成績、20%的實(shí)驗(yàn)成績、60%的期末考試成績組成。平時成績由考勤及作業(yè)成績組成，在紙質(zhì)作業(yè)的基礎(chǔ)上利用中國大學(xué)MOOC建立SPOC課程及利用超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建立網(wǎng)絡(luò)課程布置作業(yè)。實(shí)驗(yàn)成績由實(shí)驗(yàn)中心教師給出。

2.4 引入最新研究成果及技術(shù)

隨著科研研究及基礎(chǔ)設(shè)施的迅速發(fā)展，土力學(xué)及巖土工程的新理論、新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝不斷涌現(xiàn)，如微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀消除砂土液化、BIM技術(shù)等。教材中的內(nèi)容往往滯后于學(xué)科的發(fā)展，不能夠及時反應(yīng)研究發(fā)展水平及工程實(shí)踐成果。因此，教師可將最新的研究成果及技術(shù)引入到教學(xué)活動中去，介紹新技術(shù)的研發(fā)背景、研發(fā)思路、技術(shù)內(nèi)容及施工工藝，使學(xué)生了解一項新技術(shù)從技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究到實(shí)踐應(yīng)用的整個過程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識[5]。

3 結(jié) 語

根據(jù)宿遷學(xué)院轉(zhuǎn)制后的辦學(xué)定位，結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況及人才培養(yǎng)方案，特別是實(shí)際授課情況，進(jìn)行了課程的教學(xué)改革。目的是做到以學(xué)生為中心，讓學(xué)生能夠?qū)W而有用、學(xué)以致用、提出問題、解決問題，為工程行業(yè)輸送高質(zhì)量、高水平的應(yīng)用型人才。

[ID:013910]