“巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)”教學(xué)改革與應(yīng)用

張建勇 沈超 趙云輝 王偉 喬峰 梁金平

摘?要：基于工程教育專業(yè)認(rèn)證理念及國家一流本科課程建設(shè)要求，結(jié)合“巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)”課程特點(diǎn)及課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。本文總結(jié)了目前本課程教學(xué)改革的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，梳理了本課程教學(xué)中存在的主要問題，并在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、課程建設(shè)、持續(xù)改進(jìn)機(jī)制等方面提出了教學(xué)改革與探索措施。最后，從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式、課程考核與評價改進(jìn)等方面提出了可供同行參考的實(shí)施方案。本研究可為相關(guān)課程教師在工程教育專業(yè)認(rèn)證、國家一流課程建設(shè)等方面的教學(xué)研究與改革工作提供參考，也有助于授課效果的提升。

關(guān)鍵詞：巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)；工程教育認(rèn)證；一流本科課程建設(shè)；教學(xué)改革

2022年，防災(zāi)科技學(xué)院地質(zhì)工程專業(yè)獲批國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，同年本專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證獲得受理，我院地質(zhì)工程專業(yè)的發(fā)展邁入了新的臺階。工程教育專業(yè)認(rèn)證基本理念包括：以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向教育、教學(xué)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)。而一流專業(yè)建設(shè)的主要內(nèi)容包括：轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、課程目標(biāo)導(dǎo)向、提升教師能力、改革教學(xué)方法、實(shí)施科學(xué)評價、強(qiáng)化課程管理、發(fā)揮政策激勵。兩項(xiàng)專業(yè)建設(shè)內(nèi)容在理念上存在諸多相似之處，也對相關(guān)專業(yè)課程建設(shè)提出了新的要求。

“巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)”是地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課程，是從事巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理的工作者必需掌握的基本知識，同時也是從事巖土工程理論研究所必需具備的基本手段，主要包括原位測試、基坑監(jiān)測、邊坡監(jiān)測和硐室監(jiān)測等各方面的內(nèi)容，對于地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)生來說也是一門理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，具有實(shí)用性強(qiáng)、涉及面廣的特點(diǎn)，可為今后的工作研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。特別是對于我校學(xué)生而言，該課程在理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐等方面具有明顯的防災(zāi)減災(zāi)特色。因此，該課程在培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才方面具有重要作用。對照一流本科課程建設(shè)要求與工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，調(diào)研參考國內(nèi)外教學(xué)改革與研究現(xiàn)狀，本課程在教學(xué)改革與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐等方面仍需探索與研究。作者從研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢、存在的主要問題、教學(xué)改革與探索、實(shí)施方案等方面提出了初步的改革與應(yīng)用思路，供國內(nèi)地質(zhì)工程類高校同行參考，以起到拋磚引玉之用。

1?研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

作者通過文獻(xiàn)調(diào)研、高校走訪、與行業(yè)專家探討，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證理念與國家一流課程建設(shè)要求，從以下幾個方面簡述研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。

1.1?以學(xué)生為中心的教育理念

當(dāng)前的教育理念是“以學(xué)生為中心”，因此，“巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)”課程教學(xué)改革宗旨也將學(xué)生作為教學(xué)主體，教師發(fā)揮主導(dǎo)作用。黃震等［3］針對課程章節(jié)，開展了學(xué)生對課程各部分感興趣程度的調(diào)查問卷，以便在授課過程中有的放矢，提升學(xué)生的積極性；薛維培等［4］針對學(xué)生被動學(xué)習(xí)的問題，以提高學(xué)生上課主動性、積極性的教育理念，提出了相應(yīng)的教學(xué)改革方案；劉永莉等［5］認(rèn)為本課程應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，注重學(xué)生認(rèn)知方法的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生通過發(fā)現(xiàn)、探究和構(gòu)建的途徑獲取知識；沈超等［6］從提高課堂互動、合理運(yùn)用多媒體教學(xué)、強(qiáng)調(diào)實(shí)踐，引到學(xué)生主動學(xué)習(xí)等方面，豐富了以學(xué)生為中心的教育理念在本課程教學(xué)中的內(nèi)涵。

“以學(xué)生為中心”不僅是諸多高校“巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)”課程所貫徹的教育理念，同樣也是一流本科專業(yè)建設(shè)與工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，在今后的課程研究與改革中應(yīng)深入貫徹落實(shí)。

1.2?以目標(biāo)為導(dǎo)向的課程建設(shè)

“巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)”課程目標(biāo)要求學(xué)生掌握各類巖土測試方法及監(jiān)測技術(shù)，具備現(xiàn)場測試與監(jiān)測能力、數(shù)據(jù)分析應(yīng)用能力、工程問題的判斷與預(yù)測能力，這就要求高校教師以課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)為導(dǎo)向進(jìn)行課程建設(shè)。當(dāng)前各類巖土測試方法教學(xué)以PPT講解為主，不直觀、不生動，無法給學(xué)生留下深刻印象，針對該問題，謝建林等［7］認(rèn)為本課程應(yīng)充分利用多媒體資源，如工程現(xiàn)場原位測試的操作視頻與最終結(jié)果、各類儀器的視頻介紹等，直觀生動地為學(xué)生留下深刻印象；劉永莉等［8］認(rèn)為在實(shí)踐教學(xué)中，應(yīng)更多地購置實(shí)驗(yàn)測試設(shè)備，使每位同學(xué)能動手實(shí)操，而不是只旁聽參觀，在實(shí)踐教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)場測試與監(jiān)測的能力；朱彬等［9］認(rèn)為本課程教學(xué)中應(yīng)注重先進(jìn)測試技術(shù)的引入與講解，使學(xué)生緊跟工程行業(yè)發(fā)展趨勢。王春來等將測試系統(tǒng)的云端后臺移植到本課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中，使學(xué)生親自動手分析和匯總監(jiān)測數(shù)據(jù)，促進(jìn)了本課程中提高學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

對照一流本科專業(yè)建設(shè)與工程教育認(rèn)證，以畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)、課程目標(biāo)為導(dǎo)向，完善和豐富本課程各個教學(xué)環(huán)節(jié)的課程建設(shè)，是當(dāng)前“巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)”課程建設(shè)的發(fā)展趨勢。

1.3?以提升教學(xué)效果為目的的教學(xué)方法

一流課程建設(shè)要求課堂活起來，以提升教學(xué)效果為目的創(chuàng)新教學(xué)方法，這與工程教育認(rèn)證中“持續(xù)改進(jìn)”的理念不謀而合，即：持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法以提高教學(xué)效果。強(qiáng)化課堂設(shè)計(jì)，解決好怎么講好課的問題，杜絕單純知識傳遞、忽視能力素質(zhì)培養(yǎng)。強(qiáng)化現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，解決好教與學(xué)模式創(chuàng)新的問題，杜絕信息技術(shù)應(yīng)用的簡單化、形式化。強(qiáng)化師生互動、生生互動，解決好創(chuàng)新性、批判性思維培養(yǎng)的問題，杜絕教師滿堂灌、學(xué)生被動聽的現(xiàn)象。注重學(xué)生信息反饋，針對性地設(shè)置教學(xué)方法新模式。黃震等［3］建立了“巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)”的課程教學(xué)反饋優(yōu)化機(jī)制，根據(jù)學(xué)生反饋調(diào)整授課內(nèi)容，也讓學(xué)生獲得更多參與感和成就感；沈超等［6］認(rèn)為應(yīng)邊學(xué)邊做、邊做邊學(xué)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力，引發(fā)學(xué)生主動思考，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)與應(yīng)用效果；劉永莉等［5］認(rèn)為應(yīng)將現(xiàn)代教育技術(shù)引入課程教學(xué)中，如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真技術(shù)，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率及教學(xué)效果。

如何科學(xué)有效地評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果，以提升學(xué)習(xí)效果為目的持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法是當(dāng)前“巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)”課程改革的發(fā)展趨勢。

2?存在的主要問題

針對“巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)”教學(xué)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，對標(biāo)一流課程建設(shè)與工程教育專業(yè)認(rèn)證，國內(nèi)高校在本課程教學(xué)中突出存在如下幾個方面的問題：

2.1?學(xué)生被動學(xué)習(xí)，主動性、積極性較低，課堂氣氛活躍度較低

本課程內(nèi)容涉及較多測試的原理、方法、操作、規(guī)程，若教師缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，則難以講得生動精彩。因此，如何將授課內(nèi)容以豐富多彩的形式講解，加深學(xué)生印象，引發(fā)學(xué)生思考，提升學(xué)生的課堂參與度，是本課程較為突出的問題。

2.2?課程的高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度仍需提高

本課程所用課本為《巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)》，由宰金珉主編，中國建筑工業(yè)出版社出版。課本整體來看難度較低，課程內(nèi)容創(chuàng)新性仍需提升，對學(xué)生來說挑戰(zhàn)性較低。這就需要授課教師加強(qiáng)課程建設(shè)，拓展教學(xué)內(nèi)容，拔高課程難度，緊跟國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)與發(fā)展趨勢，提高課程的高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性。

2.3?缺少學(xué)生可實(shí)操、實(shí)踐的課程設(shè)計(jì)案例、數(shù)據(jù)分析工具

本課程內(nèi)容較為全面，但缺乏可實(shí)操、實(shí)踐的課程設(shè)計(jì)案例供學(xué)生練習(xí)。另一方面，本課程的突出問題在于測試與監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析方法缺失，多種類型的測試與監(jiān)測數(shù)據(jù)如何使用？如何統(tǒng)籌分析？如何得出結(jié)論？國內(nèi)高校相關(guān)方面課程教學(xué)內(nèi)容均有所缺失。

2.4?學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價方式較為單一

本課程主要以提問、作業(yè)、考核等方式評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果，應(yīng)針對本課程側(cè)重應(yīng)用與實(shí)踐的特點(diǎn)，增加相應(yīng)的學(xué)習(xí)、實(shí)踐效果評價方式。再者，課程考試大多以知識點(diǎn)記憶為主，這有違工程教育認(rèn)證理念，如何將課程考核變得有難度、有深度、有新意，也是目前存在的問題。

3?教學(xué)改革與探索

結(jié)合教師的教學(xué)實(shí)踐與目前存在問題，本文提出教學(xué)改革理念與措施如下：

3.1?以學(xué)生為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)方法改革

（1）結(jié)合多媒體資源及網(wǎng)絡(luò)資源的理論教學(xué)內(nèi)容與形式研究。單純的多媒體圖文講授效果不佳，可通過網(wǎng)絡(luò)視頻搜索及視頻錄制，為測試與監(jiān)測教學(xué)內(nèi)容增加相應(yīng)的視頻介紹，包括儀器的使用及工作過程、監(jiān)測儀器的布置以及監(jiān)測工作過程等。合理設(shè)計(jì)不同形式教學(xué)內(nèi)容占比，從而給學(xué)生更加直觀、深刻的認(rèn)識。

（2）學(xué)生充分參與的課程試驗(yàn)、實(shí)踐內(nèi)容設(shè)計(jì)研究。充分設(shè)置不同類型課程試驗(yàn)、實(shí)踐內(nèi)容，以分組的方式使學(xué)生動手開展各類測試與監(jiān)測試驗(yàn)，充分利用防災(zāi)科技學(xué)院地下結(jié)構(gòu)與工程地質(zhì)試驗(yàn)場地。

（3）多種形式調(diào)動學(xué)生主觀能動性。探索啟發(fā)互動式教學(xué)、小組討論、課程匯報、前沿探索等多種形式的教學(xué)方法，啟發(fā)學(xué)生主動思考，主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

3.2?以目標(biāo)為導(dǎo)向的課程建設(shè)，提高課程的高階性、挑戰(zhàn)性、創(chuàng)新性

（1）對照工程教育專業(yè)認(rèn)證與一流課程建設(shè)，細(xì)化、深化課程目標(biāo)，使其充分支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，并能適應(yīng)社會發(fā)展需求。

（2）針對課程中所缺乏的測試與監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析開展相應(yīng)的課程建設(shè)，提升課程的高階性、挑戰(zhàn)性。為不同的工程項(xiàng)目設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析方法，使學(xué)生針對不同工程案例、不同的測試與監(jiān)測數(shù)據(jù)，合理地開展分析。

（3）引入先進(jìn)的測試與監(jiān)測手段及行業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)，提升課程的創(chuàng)新性。通過前沿分享、案例分析等方式，引導(dǎo)學(xué)生聚焦前沿，關(guān)注行業(yè)進(jìn)展。

3.3?設(shè)置多元化的學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價方式，建立持續(xù)改進(jìn)機(jī)制

（1）調(diào)整課程考核形式，提高實(shí)驗(yàn)課、實(shí)踐課、課程設(shè)計(jì)、課程匯報在課程考核中的占比，同時改革試卷考察題目內(nèi)容設(shè)計(jì)，使其符合工程教育認(rèn)證理念。

（2）給予學(xué)生一定的上臺講述的機(jī)會，評價學(xué)生自主學(xué)習(xí)效果。發(fā)布開放性題目，學(xué)生自主尋找授課資源，自主制作課件，獨(dú)立上臺講授，全方位地評價學(xué)生各方面的學(xué)習(xí)情況。

（3）建立學(xué)生學(xué)習(xí)反饋與互動機(jī)制。具體包括授課前的調(diào)研、講授中的互動、課后的答疑與調(diào)查問卷，形成持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。

4?實(shí)施方案

4.1?課程目標(biāo)

通過教研會議探究與討論，對標(biāo)工程教育專業(yè)認(rèn)證與一流本科課程建設(shè)，本課程的課程目標(biāo)歸納為以下三點(diǎn)，供國內(nèi)教師同行參考：

（1）能夠基于各類巖土測試與監(jiān)測方法的基本原理、內(nèi)容與手段，針對工程需求選用合理的巖土測試與監(jiān)測方法。

（2）能夠結(jié)合工程實(shí)際條件實(shí)施地基加固檢驗(yàn)與檢測、樁基礎(chǔ)測試與檢測、基坑工程監(jiān)測、邊坡工程監(jiān)測和地下工程監(jiān)測。

（3）能夠依據(jù)相關(guān)測試與監(jiān)測規(guī)范要求，采用信息技術(shù)工具和專業(yè)軟件，分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，具備工程問題判斷與預(yù)測評價能力。

課程目標(biāo)對應(yīng)學(xué)生畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)及內(nèi)容為：

（1）能夠正確采集、處理、分析和評價實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對地質(zhì)、鉆探、物探和工程等綜合信息進(jìn)行多源綜合分析，獲取合理有效的結(jié)論并應(yīng)用于工程實(shí)踐。

（2）能夠了解、選擇與使用恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對地質(zhì)工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行預(yù)測與模擬分析，并能夠理解其局限性。

4.2?教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式

（1）教學(xué)內(nèi)容按照課本章節(jié)展開，應(yīng)特別注意增加現(xiàn)場實(shí)操視頻，增加授課生動性。同時，將科研成果引入教學(xué)中，在課程設(shè)計(jì)中增加測試與監(jiān)測數(shù)據(jù)分析案例，使學(xué)生具備測試與監(jiān)測數(shù)據(jù)分析能力。

（2）教學(xué)方式應(yīng)堅(jiān)持板書與多媒體課件相結(jié)合、講授與討論相結(jié)合，注重實(shí)驗(yàn)室以及現(xiàn)場教學(xué)。適時地開展翻轉(zhuǎn)課堂，給予學(xué)生上臺講述的機(jī)會。

4.3?課程考核與評價改進(jìn)

（1）課程考核應(yīng)以課程目標(biāo)達(dá)成度為指導(dǎo)思想開展，本文提供課程考核方式供相關(guān)同行參考：

課程的總成績由期末考核成績、平時成績組成，期末考核成績占50％，平時成績占50％，期末以閉卷考試的方式作為本課程的評定成績方式，平時成績包括隨堂測試、工程案例匯報、作業(yè)，最后給出綜合成績作為本課程的最終學(xué)習(xí)成績?？傇u成績=平時成績（作業(yè)、隨堂測試、匯報，占50%）+期末成績（筆試，閉卷，占50%）。其中，平時成績（50%）=隨堂測試（30%）+工程案例匯報（10%）+作業(yè)（10%）。

（2）雙向評價機(jī)制。學(xué)生為教師授課情況評分，教師為學(xué)生學(xué)習(xí)情況打分，并互相提出優(yōu)缺點(diǎn)與意見。

（3）持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。教師應(yīng)根據(jù)課程目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算課程目標(biāo)達(dá)成度，并進(jìn)行達(dá)成情況分析，提出各個課程目標(biāo)存在的問題，并給出改進(jìn)措施。

結(jié)語

作者結(jié)合“巖土工程測試與監(jiān)測技術(shù)”課程特點(diǎn)及課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對照工程教育專業(yè)認(rèn)證理念與一流課程建設(shè)要求，介紹了本課程當(dāng)前研究現(xiàn)狀，分析了本課程教學(xué)中存在的問題，在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、課程建設(shè)、持續(xù)改進(jìn)機(jī)制等方面提出了教學(xué)改革措施，并從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式、課程考核與評價改進(jìn)等方面提出了可供同行參考的實(shí)施方案。相關(guān)措施的落實(shí)不僅有助于教師教學(xué)效果的提升，同時可培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考、語言表達(dá)、動手實(shí)踐能力，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價值觀和職業(yè)操守。

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基金項(xiàng)目：防災(zāi)科技學(xué)院教育研究與教學(xué)改革項(xiàng)目（JY2023B08）

作者簡介：張建勇（1993—?），男，漢族，山東青島人，博士，講師，研究方向：工程地質(zhì)、巖土工程領(lǐng)域科研與教學(xué)研究。