案例式教學(xué)模式在巖土工程系列課程教學(xué)中的探索與實(shí)踐

于林平 牟瑛娜 鞏曉東

摘 要： 巖土工程系列課程是土木工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是實(shí)踐性較強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)類課程。文章在教學(xué)實(shí)踐中結(jié)合巖土工程系列課程的特點(diǎn)，堅(jiān)持土木工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位，以工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心，將工程案例引入巖土工程系列課程教學(xué)中，深入探索分層次培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的途徑，為土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供有力保障。

關(guān)鍵詞： 案例式教學(xué)模式 巖土工程系列課程 工程實(shí)踐能力

1.引言

近年來，隨著教育部“質(zhì)量工程”、“卓越計(jì)劃”的實(shí)施及土木工程行業(yè)的發(fā)展，我校作為省屬一般性本科院校將土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)定位調(diào)整為：為地方經(jīng)濟(jì)和土木工程行業(yè)培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的復(fù)合性應(yīng)用型人才，其中工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。

巖土工程系列課程是土木工程專業(yè)課程體系的重要組成部分，系列課程的教學(xué)與實(shí)踐對(duì)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)具有重要意義。為實(shí)現(xiàn)土木工程類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，我校巖土工程系列課程教師以提高教育教學(xué)質(zhì)量為宗旨，以改革課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段為重點(diǎn)，在教學(xué)質(zhì)量與效果、教學(xué)環(huán)境與教學(xué)條件建設(shè)等方面均取得較好成績(jī)，其中案例式教學(xué)在巖土工程系列課程理論教學(xué)中取得較顯著的教學(xué)效果。

2.案例式教學(xué)的實(shí)施

巖土工程系列課程（包括工程地質(zhì)、土力學(xué)、地基與基礎(chǔ)工程等課程）是土木工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是工程實(shí)踐性較強(qiáng)的工程技術(shù)類課程。系列課程教師在保證實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的前提下，與精品課程建設(shè)相結(jié)合突破以傳授知識(shí)為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式，通過案例式教學(xué)將理論教學(xué)與工程實(shí)踐相互融合、理論教學(xué)中滲透工程應(yīng)用培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際及分析問題解決問題的能力，探索以能力培養(yǎng)為核心的新型教學(xué)模式，這項(xiàng)研究與實(shí)踐開辟了綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的新途徑。

在教學(xué)實(shí)踐中，巖土工程系列課程的案例式教學(xué)以工程應(yīng)用為導(dǎo)向，與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合適時(shí)引入工程案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。案例式教學(xué)模式從真實(shí)的工程案例出發(fā)，注重“主導(dǎo)—主體相結(jié)合”，既重視發(fā)揮教師在教學(xué)過程中的主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位。經(jīng)過多年的探索與實(shí)踐，系列課程的案例式教學(xué)已形成兩個(gè)教學(xué)層次，即工程案例引入式教學(xué)模式與工程案例探究式教學(xué)模式。

2.1工程案例引入式教學(xué)模式

巖土工程系列課程均為實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，如果只按教材的章節(jié)按部就班地介紹成熟的基本理論和設(shè)計(jì)方法，則學(xué)生會(huì)感到抽象和枯燥，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，違背課程的學(xué)習(xí)規(guī)律。為此，收集整理國(guó)內(nèi)外土木工程建設(shè)、防災(zāi)減災(zāi)及軟弱地基加固等工程問題及所運(yùn)用的技術(shù)方法，以實(shí)施這些技術(shù)方法形成的真實(shí)而完整的典型工程案例為教學(xué)資源，結(jié)合相關(guān)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行介紹與分析，將理論與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。工程案例引入式教學(xué)是以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)為核心的案例教學(xué)，已經(jīng)成為巖土工程系列課程最常用、最有效的教學(xué)模式。

2.1.1結(jié)合重大地質(zhì)災(zāi)害開展教學(xué)

在工程地質(zhì)課程的地震部分引入2008年“5.12四川汶川地震”和2011年“3.11日本大地震”等重大地震災(zāi)害。2008年5月12日14時(shí)28分，四川汶川縣發(fā)生8.0級(jí)特大地震，震中位于北緯31.0度，東經(jīng)103.4度。而在2011年3月11日，日本氣象廳宣布，日本于當(dāng)?shù)貢r(shí)間11日14時(shí)46分發(fā)生里氏9.0級(jí)地震，震中位于宮城縣以東太平洋海域，震源深度20公里。地震引發(fā)大規(guī)模海嘯，造成重大人員傷亡，并引發(fā)日本福島第一核電站發(fā)生核泄漏事故。教學(xué)中，及時(shí)將這些典型地質(zhì)災(zāi)害引入課堂，并在此基礎(chǔ)上介紹地震的形成原因、類型及地震的危害等相關(guān)概念與知識(shí)，以幫助學(xué)生建立防災(zāi)減災(zāi)的意識(shí)與責(zé)任感，促使學(xué)生探索防災(zāi)減災(zāi)的工程措施。

2.1.2結(jié)合社會(huì)焦點(diǎn)和熱點(diǎn)工程問題開展教學(xué)

在土力學(xué)課程的地基變形與穩(wěn)定部分曾引入“成都樓歪歪”事件和“上海市閔行區(qū)蓮花河畔景苑小區(qū)在建住宅樓倒塌”事件等社會(huì)關(guān)注的工程事件。2009年7月17號(hào)，成都“校園春天”小區(qū)6棟和7棟兩棟樓發(fā)生傾斜，兩棟樓越向上貼得越近最窄距離為6厘米，6棟、7棟相鄰的墻壁呈20度夾角，屋內(nèi)墻面出現(xiàn)細(xì)微裂痕、房門變形，鄰近的8棟樓業(yè)主家里也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了細(xì)細(xì)的墻面裂縫。而在這3棟居民樓的樓下，道路路面出現(xiàn)多條縱橫交錯(cuò)的裂痕，最寬達(dá)1厘米以上。道路與兩邊綠化帶相交處，出現(xiàn)最寬達(dá)14厘米的裂縫。路邊就是小區(qū)的圍墻，上面也有五六條裂縫，最寬的一條達(dá)到4厘米。經(jīng)過分析認(rèn)為是相鄰的“德馨苑”小區(qū)開挖基坑，影響到“校園春天”小區(qū)樓房的穩(wěn)定性。此事件被網(wǎng)友稱為“成都樓歪歪”事件。而在2009年6月27日，上海閔行區(qū)蓮花南路羅陽路口一幢13層在建商品樓發(fā)生倒塌事故。事故發(fā)生后專家分析事故原因與該商品樓的地基基礎(chǔ)問題有關(guān)，此事件的發(fā)生在社會(huì)上引起強(qiáng)烈反響。將這些社會(huì)的焦點(diǎn)與熱點(diǎn)工程問題作為案例引入教學(xué)，對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和增加學(xué)生對(duì)工程問題的感性認(rèn)識(shí)具有事半功倍的作用。

2.2工程案例探究式教學(xué)模式

工程案例探究式教學(xué)模式以工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)模式，教師通過對(duì)工程案例的介紹，引導(dǎo)學(xué)生了解工程實(shí)踐背景，對(duì)當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與探索，為工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

2.2.1課內(nèi)探究式教學(xué)模式

此方法在學(xué)生已掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上針對(duì)具體的工程問題提出觀點(diǎn)，課堂上學(xué)生可以各抒己見，互相啟發(fā)、集思廣益地找出解決問題的最佳答案。這種方式有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力與語言表達(dá)能力，提高分析問題和解決工程問題的能力。

比如，曾在工程地質(zhì)課程中的地下水危害部分引入地面沉降、海水入侵等內(nèi)容，以此引導(dǎo)學(xué)生探索解決問題的途徑。其中地面沉降問題是區(qū)域性地面高程下降的一種環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象，也是一種對(duì)資源利用、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市建設(shè)和人民生活構(gòu)成威脅的地質(zhì)災(zāi)害。地面沉降成因復(fù)雜，公認(rèn)是由于抽汲地下流體，而引起松散層內(nèi)液壓降低，是導(dǎo)致區(qū)域整體性沉降的主要原因。隨著我國(guó)工業(yè)化的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，由于過度開采地下水，我國(guó)的地面沉降問題越來越突出。目前，我國(guó)的地面沉降主要發(fā)生在長(zhǎng)江三角洲、華北平原和汾渭斷陷盆地這三個(gè)地區(qū)。而海水入侵問題則以大連地區(qū)為例，大連市作為海濱城市長(zhǎng)期以來由于布井不合理，地下水開采量過大，漸漸引發(fā)區(qū)域地下水位下降、地下水資源衰竭、海水入侵等問題。這些發(fā)生在身邊的事件增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)地下水引起的地質(zhì)災(zāi)害問題的認(rèn)識(shí)，促使學(xué)生圍繞這些問題展開深入思考。

又如在地基與基礎(chǔ)工程教學(xué)中結(jié)合經(jīng)典工程案例“意大利比薩斜塔”開展教學(xué)。教學(xué)中向?qū)W生介紹幾個(gè)世紀(jì)以來，比薩斜塔傾斜的原因始終是廣泛關(guān)注的問題，各種解釋眾說紛紜。進(jìn)入二十世紀(jì)后，“地基原因”逐漸占了上風(fēng)，這種解釋認(rèn)為，比薩斜塔傾斜的主要原因是塔本身的重量較大，塔基北部的地下的土質(zhì)較松軟，無法承受塔的壓力而導(dǎo)致塔身發(fā)生不均勻沉降。同時(shí)，列舉拯救“意大利比薩斜塔”的歷次地基加固方案，如環(huán)形基坑卸載、灌漿加固等引導(dǎo)學(xué)生開展課堂討論。

2.2.2課外探究式教學(xué)模式

此方法由教師布置課外綜合性作業(yè)，考查學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握情況，并以此作為評(píng)定學(xué)生成績(jī)的依據(jù)。學(xué)生根據(jù)課堂所學(xué)內(nèi)容，課外積極查找資料完成作業(yè)，事實(shí)上學(xué)生查找資料的過程就是再學(xué)習(xí)的過程。通過課外的自主探究學(xué)習(xí)，學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力得到提高。

在教學(xué)實(shí)踐中，一般結(jié)合重點(diǎn)工程問題布置課外作業(yè)，要求學(xué)生以小論文等形式提交學(xué)習(xí)成果。近年來，曾結(jié)合大連地區(qū)建筑工程、道路工程等普遍存在的滑坡問題及地鐵、隧道工程存在的坍塌問題，以“建筑工程中滑坡的防治措施”及“地鐵、隧道工程坍塌問題產(chǎn)生原因及防治方法”等為題目，引導(dǎo)學(xué)生探究綜合、復(fù)雜工程問題的解決方法。

3.結(jié)語

教學(xué)實(shí)踐證明，在巖土工程系列課程中進(jìn)行案例式教學(xué)模式的嘗試可以豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和工程實(shí)踐能力，有利于提高巖土工程系列課程的教學(xué)質(zhì)量，有利于實(shí)現(xiàn)土木工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

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基金項(xiàng)目：遼寧省工程人才培養(yǎng)模式改革試點(diǎn)專業(yè)項(xiàng)目、遼寧省教育廳教育研究項(xiàng)目、大連海洋大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目