啟發式和案例式教學模式在基礎工程課程中的應用

朱杰平琦

[摘 要]在基礎工程課程教學中引入啟發式和案例式教學模式，對傳統的灌輸式教學方法進行改進，實現以人為本，充分調動學生的學習熱情和對專業的興趣，結合工程案例，培養學生解決實際工程問題的能力和團隊協作精神，兩種新的教學模式應成為基礎工程課程中遵循的教學原則。

[關鍵詞]啟發式；案例式；基礎工程

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）04-0165-02

基礎工程是土木工程專業的一門重要的專業基礎課。它是專門研究建造在巖土地層上建筑物基礎及有關結構物的設計與建造技術的工程學科，是巖土工程學的組成部分。課程涉及工程地質學、土力學、材料力學、結構力學、混凝土結構和施工技術等基礎學科的知識，內容廣泛，理論與實踐并重。要教好這門課程，教師除了要具備扎實的專業知識外，還應具有豐富的工程實踐經驗。但目前基礎工程課程的教學方法還比較傳統，存在不少弊端，學生也難以較好地掌握課程知識。這要求我們對課程教學進行改進，引入啟發式和案例式等新型教學方法，提高教學效果，培養出理論素養和實踐能力都很強的應用型人才，為學生畢業后盡快適應工作創造條件。

一、啟發式教學方法

傳統的教學模式以教師為主導、以教學內容為中心來設計教學過程，采用滿堂灌的方式給學生傳授知識，師生關系是單方向的。這種純粹的理論教學枯燥乏味，加之基礎工程課程本身內容繁多，公式計算復雜，這不僅遏制了學生學習的主動性，而且使其難以靈活運用所學知識解決工程問題。

啟發式教學，是在教學環節中貫徹以學生為中心、以教學過程為中心的模式，激發學習興趣，使學生的思維處于活躍狀態，并自覺、主動地思考，全身心投入地消化知識，掌握技能。啟發式教學模式意在培養學生自主思考、分析和解決問題的能力，其一般分為4個環節，即置疑、討論、發言、總結。

啟發式教學的關鍵環節是置疑。置疑選擇的問題要精心設計，通常是課程中重要的原理和概念，或是工程中常見的實際問題。如在講授完連續基礎的概念后，談到連續基礎的設計時，其設計方法與擴展基礎不同，由于擴展基礎相對地層剛度較大，結構簡單，通常采用將上部結構、基礎與地基簡單分割成三個獨立的組成部分的常規設計法，而連續基礎如筏基，其體型大、埋置深、承擔很大的荷載，并與地基緊密結合，若將三者簡單分開，不考慮三者之間的變形協調而僅考慮靜力平衡條件的話，常會產生較大誤差，因此需要分析三者的共同作用關系。然后適時地提出問題：“上部結構、基礎和地基是如何共同作用的？有何實際意義？”讓學生自主思考，教師可以進行一些關鍵性的提示。對一些難以理解的問題，可以通過開展課堂討論的方式來增加學生對問題的參與性。

對學生進行分組，每組設一個組長，組內成員各抒己見，最后形成統一的觀點，這樣可以鍛煉小組成員的相互合作和協調能力。如果研究項目較大，則要求學生課后自行搜集資料。資料可以通過網絡資源和圖書館獲取，通過資料的分析閱讀，培養學生解決問題的能力。項目完成后，每個小組組長以發言的方式將小組形成的觀點闡述出來，其他小組可以反駁，進而將演講形式過渡到辯論形式，以激發學生的熱情和興趣；組長采取輪換的方式，以保證學生的廣泛參與。這樣培養的不僅是學生的自學和團隊協作能力，還有學生的語言組織和表達能力，使其在以后工作能更好地展現才華。最后，教師作評論和總結，整理大家的思路。教師應盡量對每個討論組進行點評，在肯定其觀點的同時指出其明顯的錯誤，引導學生逐步掌握相關知識和研究方法。在討論過程中，教師可能遇到之前未曾思考過的問題，這能促使教師去查閱大量資料，做進一步的研究，使師生互相促進，共同提高。

啟發式教學不僅能夠啟迪學生的思想，提高教學效果，而且有利于學生形成自主學習的思維方法，應作為一項教學原則，在基礎工程課程的各個教學環節加以重視和貫徹，使其成為教學環境中一種常態的、普及的工作習慣。當然，做好啟發式教學的關鍵在于教師本身的業務素質和能力。要想啟發深刻，教師首先必須對基礎工程課程有深入的研究和理解，還要有足夠的實踐經驗和工作能力。

二、案例式教學方法

案例式教學法通過引入具體的工程實例，讓學生把自己作為工程技術人員，通過查閱資料、獨立思考、歸納分析等方法解決工程問題，加強對課程理論的掌握和靈活運用專業知識的能力。案例法的關鍵是精心選取合適的案例。案例一般來源于實際工程，這能讓學生提前接觸到現實的工程項目，引起學生的興趣；也可以是教師精心設計的模擬案例，但應反映實際工程條件和需要。

案例可分為課堂案例和課外案例。課堂案例通常為較小的題目，如某工程擬采用樁基礎形式，已知上部結構、荷載、工程地質和施工等條件，要求選取合適的樁型。由學生自主思考、回答或采用分組形式進行討論、辨析，學生通過成樁條件、環境影響、施工技術、工期以及工程造價等方面進行綜合評判，得到自己的結論。在這過程中，學生能主動參與到案例的分析和討論中，并對前面或其他課程相關知識和資料進行聯想、查閱，掌握了樁型選擇的影響因素，增強了解決實際工程的能力。

課外案例通常選取一個實際的工程項目，如已知某高層建筑結構類型、荷載分布、場地工程地質和水文地質條件，要求學生對基礎類型進行選擇并完成設計，最后繪出基礎施工圖。這類題目綜合性較強，難以在課內完成，可以讓學生在課外以自組團隊的形式進行案例的分析、研究和設計。在實施過程中，教師可以建立公共的網絡平臺，提供相關資料和數據，并安排時間解答問題。學生則根據基本資料和條件，查閱書籍和規范，獨立思考、相互討論，分析和解決問題，最終繪制出施工圖。完成基礎工程設計后，以小組為單位進行項目答辯，匯報基礎的選型和設計過程，討論在設計過程中遇到的困難以及解決的方法，以達到取長補短、相互學習的目的。學生在設計中需要查閱大量相關課程資料，包括基礎工程、土力學、工程地質學、結構力學、混凝土原理等，熟悉相關標準和規范，如《建筑樁基技術規范》、《建筑地基基礎設計規范》等，基本掌握CAD進行工程制圖的方法。這個過程培養了學生有效的思維方式和自主學習的能力，使學生受益匪淺、終身受用。

三、結論

純粹的灌輸式教學以教師為中心，注重結果的一致性，學生的主觀能動性受到限制，學生學習效果較差。這就要求我們改進教學方法，結合啟發式和案例式教學模式，實現教與學的互動，提高學生的學習興趣，培養學生良好的思維方式，提高他們的學習效率。

1.啟發式教學目的是培養學生搜集資料、分析問題的能力。教學環節分為置疑、討論、發言、總結4階段，發動學生以討論、辯論等方式主動參與課程教學活動，能提高人才的培養質量，是應該在基礎工程課程中遵循的教學原則和工作習慣。

2.案例式教學結合實際工程案例，讓學生以項目負責人的角色去完成項目設計，能激起學生的求知欲，逐步引導學生用所學知識解決工程實例中的問題。綜合性課題，學生從如何閱讀和分析地質勘察報告，建筑荷載的確定、基礎型式的選擇、基礎的布置以及基礎設計計算，到最后繪制施工圖，全過程、全方位的鍛煉了自身的知識運用和實踐能力，培養了自學能力和合作精神。

總之，在當今土木工程技術發展迅猛，新技術和理念不斷涌現的背景下，應對傳統教學方法進行改進，引入新的教學模式，提高教學質量，這樣才能滿足土木工程人才培養的需求。

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[責任編輯：陳 明]