突出工程能力與創新意識培養的巖土工程課程群建設實踐

周德泉，付宏淵，王桂堯， 嚴 聰

長沙理工大學　巖土與隧道工程系，湖南　長沙　410004

突出工程能力與創新意識培養的巖土工程課程群建設實踐

周德泉，付宏淵，王桂堯， 嚴 聰

長沙理工大學巖土與隧道工程系，湖南長沙410004

摘 要：巖土工程課程群建設過程中，通過著力引進和培養青年教師，調整教學大綱，合作或獨立編寫教材和著作，開發與更新主干課程電子資源，改革專業課程考核模式，改革實驗和實踐教學模式，加強產學研合作與交流，傾心指導大學生科學研究，本文探索了一條一般本科院校立足于教學基層單位培養較強的工程能力與創新意識的特色人才之路。

關鍵詞：巖土工程；課程群；工程能力；創新意識

巖土工程是指工程建設中涉及巖石與土的利用、處理或改良的科學技術，其實踐性很強、發展潛力很大，涉及工程建設的全過程。長沙理工大學巖土工程課程群的形成和發展可追溯到1956年1月成立的交通部長沙航務工程學校開設的“工程地質”和“土力學”課程。1978年12月，長沙交通學院成立，“土力學”和“工程地質”作為本科生技術基礎課，其地位進一步加強，成為土木、水利、交通運輸等專業的必修主干課程。“基礎工程”作為專業課，成為土木類本科生的必修課程。1996年，學院在巖土工程方向單獨招生一個本科班，在廣泛調研的基礎上，依靠自身力量開設了“巖土工程勘察”和“地基處理”課程，后來增開了“隧道工程”課程。至此，由“工程地質”、“土力學”、“基礎工程”、“巖土工程勘察”、“地基處理”和“隧道工程”等6門核心課程及相應的實驗、實習和設計組成的巖土工程課程群基本穩定，課程內容直接服務于交通、水利、工業與民用建筑等領域的巖土工程問題的解決，其中，前三門課程面向全體土木工程、水利工程專業，后三門課程主要面向土木工程專業巖土工程方向本科班開設。經過近56年，特別是1996年以來的調整、改革和發展，巖土工程課程群質量不斷增強，特色日益凸顯。

長期以來，國內的許多地礦、石油、土建、水利等行業知名高校都開設了巖土類課程[1-3]，辦學歷史悠久，行業特色明顯。作為一般本科院校，我校巖土工程課程群及巖土工程本科班如何確保教學質量、彰顯特色，從1996年首次招生到現在，一直是擺在骨干教師面前的核心問題[4]。18年來，我們扎實工作，不懈努力，以培養大學生工程能力與創新意識為理念，展開巖土工程課程群研究與建設[5]，培養的在校大學生能獨立發表科研論文、獲得專利和國家級創新實驗項目、躋身學校第八屆“十佳大學生”、班級研究生錄取率達到31%、就業率達到100%，探索了一條一般本科院校立足于教學基層單位、通過研究與建設專業課程群、培養具有較強的工程能力與創新意識的特色人才之路。

一、建設途徑

1．著力引進和培養青年教師

1996年首次開設巖土工程本科班時，課程群只有7名核心教師（4名副教授，3名講師，1名博士）。

1996年的師資力量明顯滿足不了培養學生工程能力和創新意識的需要。充分分析研究國內外知名大學在巖土工程領域開展教學和科學研究的過程，借鑒其成功的經驗，我們深刻認識到，建設一支相對穩定、職稱、年齡、知識、學緣結構合理、愛崗敬業的高素質的師資隊伍是提高教學質量的基礎和保證。為了建設高素質的教師隊伍，采取的具體措施為：一是密切聯系“211”和“985”高校，引進年輕博士，優化教師隊伍結構。二是通過產學研相結合、加強教師出國進修，提高年輕教師的理論水平和工程實踐能力，激發青年教師的責任感和使命感，穩定中青年骨干教師。三是發揮老教師的“傳、幫、帶”作用，瞄準博（碩）士生導師、教學名師、學科帶頭人、骨干教師、人才工程等標準，有的放矢，給每位中青年教師確立中長期目標，不斷提高核心教師的學術、教學水平，提升師資整體實力。

18年來，我們通過上述3項措施進行師資隊伍建設。目前，師資隊伍中教授和博士比例分別達到57.89%和63.16%。其中，湖南省普通高校青年骨干教師4人，湖南省121人才工程人選4人，湖南省普通高校學科帶頭人后備人選1人，國家自然科學基金評審專家10人，中國博士后科學基金評審專家1人。

可以看出，目前師資隊伍在年齡、學位、職稱構成上比較合理，核心教師教學水平和學術水平提高很快，普遍具備團結協作、艱苦奮斗、朝氣向上的優良精神，具有凝聚力，更具活力和創新精神。巖土工程課群核心教師形成了一支以中青年博士和教授為主體、老中青搭配合理、學歷層次高、職稱結構合理的一線教學隊伍，在知識、能力、年齡、職稱上有較強的互補性，有利于資源共享和業務能力的共同提高,也能通過老中青相結合促進教學工作的“傳、幫、帶”作用。

在青年教師的培養過程中，我們采取如下措施提高教學質量：第一，堅持崗前培訓制度、持證上崗制度、助課制度、試講制度，對青年教師實行導師制，由資歷較深的教學經驗豐富的教師對青年教師予以具體的幫助和指導，并把它納入導師和青年教師的業務考核之中。第二，積極組織青年教師參加各項教學比賽活動，如組隊參加省多媒體課件制作大賽和學校青年教師教學比賽等，對培養青年教師起到了很好的作用。第三，創造條件、積極鼓勵年輕教師申報國家自然科學基金。

2．調整教學大綱

1996年，我們開設1個巖土工程教學班，將原來單一的“土力學”、“工程地質”、“基礎工程”發展為“工程地質”、“巖土工程勘察”、“土力學”、“基礎工程”、“地基處理”與“隧道工程”課程群，滿足交通和水利等工程建設的需要。調整教學大綱時，我們堅持“厚基礎、寬口徑、重實踐”原則，首先對學生講清基本概念、基本理論；其次增加了實踐學時；最后面向巖土工程班級時整合了教學內容。

剛開設“巖土工程勘察”、“地基處理”與“隧道工程”課程時，6門課程之間不同程度地存在部分內容重復、課程之間的聯系不緊密等現象，系統性不強，難以激發學生的專業興趣，制約了學生的學習積極性和主動性。特別是，當時市場上還沒有《巖土工程勘察》和《地基處理》教材，教學內容的取舍成為關鍵。以課程群的方式融合起來，整合了教學內容，使學生加深了對專業的認識，緩和了教學內容增多與學時減少之間的矛盾，縮短大學教學和工程建設之間的距離。例如，對巖土工程班級，將“工程地質”中公路工程地質勘測、“土力學”中土工試驗與原位測試結果的分析與利用調整到“巖土工程勘察”課程，將“基礎工程”中地基處理、特殊性地基上的基礎工程調整到“地基處理”課程。將該課程教學與課程設計、生產實習、畢業實習和畢業設計與注冊土木工程師（巖土）考試內容緊密結合，實現了大學教學與社會需求相結合，實現了大學生與工程師或研究人員的對接。

3．合作或獨立編寫教材和著作

結合巖土工程課程群教學內容的相互聯系、大學課程學時要求、在工程中的應用和發展情況，調整課堂教學內容，編寫教材和著作，將取得的成果寫進教材和著作，將親歷的典型工程引入到多媒體課件中，通過教材和課件將教學內容改革成果固化。具體措施如下：（1）結合教學和科研積累，獨立編寫教材和著作；（2）與“211”和“985”等兄弟院校和科研院所合作編寫教材；（3）吸收合作院校編寫的知名教材進入課堂。

獨立編寫的8 本教材和著作包括《巖土工程勘察》、《基礎工程》、《灌注樁檢測與處理》、《全國一級建造師執業資格考試（公路工程管理與實務）考前輔導資料》、《公路工程地基處理手冊》、《高速公路路基沉降預測及施工控制》、《現代土木工程》。在新編教材中，適度引入案例和專業詞匯英漢對譯，提高學生綜合素質和工程能力，提高了每堂課的凝聚力和出勤率。與兄弟院校和科研院所合作編寫的6本教材和著作包括與湖南科技大學合作編寫的《地基處理》和《隧道工程》教材（2008年，機械工業出版社）、與湖南大學、重慶大學、太原理工大學、大連大學合作編寫的《地基處理》教材（2010年，武漢理工大學出版社），與廣東省長大公路工程有限公司合作編寫的《新理念下山區高速公路建設實踐》和《新理念下山區高速公路建設管理》（2010年，人民交通出版社），與清華大學合作編寫的《公路土釘支護技術指南》（2006年，人民交通出版社），參編錢七虎院士編寫的《巖土工程師手冊》（2012年，人民交通出版社）。

4．開發與更新主干課程電子資源

巖土工程課程群的6門課程中，“工程地質”、“土力學”、“基礎工程”是面向全校土木工程專業、水利工程專業開設的巖土工程類公認的3大支柱課程，每年受益學生超過1250人。全部課程實現了多媒體教學方式外，我們依托省、校精品課程平臺重點開發這3門課的電子資源，為學生構建網上學習環境。

5．改革專業課程考核模式

傳統的開卷或者閉卷筆試存在的弊端是難以杜絕舞弊現象，學生心存僥幸，不利于教學質量和學生專業技能的提高，不利于建設優良學風。況且，教學過程中，大學老師和學生的交流機會很少，學生難以感受到老師的指點和關愛。為此，我們探索了考試改革，期待通過師生互動交流、學生聯動（動手、動腦、動嘴），確保教學效果，培養學生綜合素質。

（1）“地基處理”課程采用“題庫抽題答辯+開卷筆試”考核新模式。隨著新校區投入使用后，新、老校區的空間距離導致老師和學生的交流機會很少。為了改善這種狀況，我們進行了探索， 采用“上午抽題應答（占總成績的40%）、下午開卷筆試（占總成績的60%）”。抽題應答的具體做法是：考試之前幾周，老師將涵蓋課程的近100個最重要的問題列出來，讓學生找答案，考試時，讓全體同學在教室里按學號隨機從這近100個問題中按序號抽取1～2個問題作為自己的考試題目，然后走上講臺回答，接受同學們的質疑、評判和老師點評。這種抽簽答辯與開卷筆試相結合的考核模式，注重學習過程，充分調動同學們的積極性、主動性和相互監督作用，促進了老師對學生的言傳身教，效果很好，在學生中具有良好的口碑。很多學生與老師親近，積極參加教師的科研課題研究。

（2）“工程地質”課程采用“ 節假日自主見習+開卷筆試”考核新模式。工程地質知識抽象、枯燥，難記難學，影響學生的學習熱情，教學效果難以保證。瞄準該課程實踐性強的特點，注重改革教學方法和手段的同時，通過對考核內容、方式和手段的改革實踐，結合效果分析，采用“節假日自主見習+開卷筆試”考試形式，促進優良學風建設，有效提高了學生的綜合素質，增進相互了解和交流，激發學生的求知欲和創新愿望。具體做法是：指導學生在節假日和周末去一些風景名勝或者自己的家鄉觀察分析地層、地質構造、邊坡等現象，不明之處帶入課堂，結合平時小測試和課后分組討論，做到學以致用，計入總成績的40%。

6．改革實驗和實踐教學模式

實驗和實踐教學是工科人才培養方案中非常重要的環節，是實現學生綜合能力和綜合素質培養目標的關鍵教學過程，也是實施素質教育和創新教育最有效的方法和途徑。但是，1999年大學擴招以來，學生數量大幅度增長，實驗和實踐教學質量出現滑坡，原有教學模式顯示出很多弊端，也給學風和教風帶來了不良影響。這些弊端主要體現在，實驗和實踐教學流于形式，教師監管缺位，學生逃避、應付現象時有發生。我們開展了系列的實踐教學改革，改革的指導思想是：以點帶面，通過教師和學生的親情式合作和示范，引導并約束全體學生全程參與實驗和實踐。

通過改革，在課堂授課學時減少的情況下，實踐課學時得到了加強，如“土力學”課程實驗由8學時增加到16學時。實驗主要依托我校巖土與隧道工程實驗中心來完成。該中心是土木工程專業實驗教學中心國家級實驗教學示范中心的一部分，有完備的室內實驗設施，建立了融實驗技能與工程綜合訓練于一體的實驗教學體系，在強調實驗基礎性的同時更注重實驗的應用性，在加強學生科學素質、創新精神、動手能力培養的同時更注重綜合的工程訓練。工程地質實習和巖土認識實習主要依托岳麓山、湘江兩岸、湖南省地質博物館和長沙市軌道公司等實習基地以及產學研基地開展。

認識實習、生產實習和畢業實習重點采取了師傅帶徒制即導師制，具體措施為：（1）在進入專業基礎課期間，核心教師與三年級學生舉辦師生聯誼會，促進相互了解，為學生請教老師、老師關愛學生提供對接平臺。（2）凡是和教學內容有聯系的工程類科研項目或技術服務項目均吸收學生參加，由導師（項目負責人）具體指導。尤其是技術服務項目中的測試、測量、分析計算等內容讓學生參與完成。（3）利用學校內的工程設計和勘測勘察單位的便利條件以及長期辦學所形成的良好的社會基礎，與工程單位建立穩定的聯系機制，在較大工程項目中的一些施工環節，導師隨時結合教學內容強化學生的實踐性教學環節。

這樣，每名同學都會經歷參觀性實習、生產實習和畢業實習等一系列環節的工程鍛煉，都會參與到具體的工程實踐，獨立運用所學知識解決某一工程中的某些具體問題，提高實踐工作能力。每名本科生的畢業論文都結合具體的工程項目，一人一題，獨立完成。由于具有較強的實踐能力，畢業生不僅就業有保障，而且受到用人單位普遍好評。

7．加強產學研合作與交流

巖土工程最大特征就是實踐性強。加強產學研合作與交流，既提高教師科研和學術水平，又為學生搭建了工程實踐平臺。只有提高教師的科研和學術水平，才有可能把握課程群發展方向、引領學科的發展，不斷改進和優化教學內容、使專業培養更貼近實踐需求，更好地服務國民經濟的發展。工程實踐有平臺，學生的工程實踐活動才能得到落實。具體措施包括加強與企業合作積極申請科研項目，加強學術交流和技術培訓、與兄弟院校合報課題。以國家自然科學基金申報為例，2006～2013年，我系（教研室）教師每年都有批準立項，其中2009年3項，2012年6項，2013年3項，取得較好的成績。

8．傾心指導大學生科學研究

教師科研引導學生研究性學習和創新實驗。近幾年來，教師指導學生承擔9項國家級、省級或校級大學生研究性學習與創新性實驗計劃項目，培養了學生的科研精神和創新意識。

由于注重學生創新能力的培養，近年來，指導學生公開發表科研論文7篇，申請專利2項，兩項成果獲得2011年全國土木工程專業本科生優秀創新實踐成果二等獎。

二、實施效果

1．大學生工程能力和創新意識明顯提高，產生了良好的示范效應

通過18年的巖土工程課程群研究與建設積累，先后產生的成果集中體現于學生的培養質量和特色。以巖土2008級（2012屆）為例，該屆共有56名學生，1人獲得學校第八屆“十佳大學生”（土木與建筑學院僅1人），并被錄取為北京交通大學研究生，9位同學參與獲得了國家級創新實驗項目、專利或者創新實踐成果二等獎，10位同學獲得了畢業生三好學生、優秀畢業生或者優秀學生干部，12位同學繼續攻讀碩士學位，其余同學全部走向工程建設第一線。巖土2008-1班獲得學校“示范班集體”、團支部獲得學校“五四紅旗團支部”、學院目標管理考核示范班集體，贏得了良好的口碑。

2．編寫的一批教材、著作和規范被同行使用，反響良好

獨立或合作編寫的教材和著作均作為教材或者教學參考書，拓寬了學生的知識面，并被同行采用。例如，《巖土工程勘察技術與應用》已在省內高校使用，并且成為一線勘察技術人員的“拐杖”，《地基處理》和《隧道工程》在出版當年就投入課堂。

3．發表的教學改革論文被同行引用并借鑒，并參加全國性教學研討

課群建設期間，發表了10篇教學改革論文，為同行的教學改革提供了借鑒，且注重參加全國性教學交流與研討。例如，參加了全國第一、二屆土力學教學研討會。

三、結論

通過著力引進和培養青年教師，調整教學大綱，合作或獨立編寫教材和著作，開發與更新主干課程電子資源，改革專業課程考核模式，改革實驗和實踐教學模式，加強產學研合作與交流，傾心指導大學生科學研究，進行巖土工程課程群建設，取得了良好效果，探索了一條一般本科院校立足于教學基層單位培養較強的工程能力與創新意識的特色人才之路。

參考文獻：

[1] 童立元，劉松玉，石名磊，等.準確定位，突出特色——勘查技術與工程(巖土)專業發展淺析[J].中國地質教育，2007，(1)：119-122.

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[5] 周德泉，黃生文，陳永貴，等.地質勘察與地基基礎課群綜合教學改革的研究與實踐[J].中國地質教育，2009，(4)：140-144.

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1006-9372 （2013）04-0070-05

收稿日期：2013-09-10。

基金項目：湖南省教育廳教學改革項目“巖土與隧道工程課程群建設與特色人才培養研究與實踐（湘教通[2010]243號-136）”；長沙理工大學重點教學改革項目“巖土與隧道工程課程群建設與特色人才培養研究與實踐（JG1008z）”。

作者簡介：周德泉，男，教授，主要從事巖土與隧道工程教學和科研工作。

Construction of Geotechnical Engineering Courses Group Emphasizing Engineering Capability and Innovation Awareness

ZHOU De-quan, FU Hong-yuan,WANG GUI-yao,YAN Cong
Changsha University of Science and Technology, Changsha 410004, China

Abstract：In the process of constructing geotechnical engineering courses group,young teachers were introduced and cultivated, syllabuses were adjusted,teaching materials and books were edited cooperatively or independently, electronic resources of main courses were developed and updated, examination mode of professional courses was reformed, mode of experiment and practice teaching was reformed, production-study-research combination was strengthened,scientif i c research of college students was guided whole-heartedly.This thesis puts forward a new way for general university to cultivate characteristics talents with strong engineering capabilities and innovative awareness based on teaching basic units.

Key words：geotechnical engineering; courses group; construction; engineering capability;innovation awareness