民航特色的土力學與地基基礎課程教學探討

張宇輝

摘要：土力學與地基基礎課程是中國民航大學機場學院交通工程專業的專業基礎課，其內容涉及土力學特性及地基基礎的設計，為該專業機場工程方向學生后續專業課的學習奠定基礎。文章探索將民航機場工程知識融入該課程教學內容，立足機場行業探討課程的民航特色教學模式，分析課程教學專業性內容的延伸、互動教學方法、課程聯動考核機制對教學效果的促進作用，在此基礎上提出該課程民航特色教學方法的優化建議。

關鍵詞：土力學與地基基礎；民航特色；互動教學；課程教學；課程聯動考核機制

中圖分類號：G642.0；TU43 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2016）02-0065-04

土力學與地基基礎課程為中國民航大學機場學院交通工程專業的專業基礎課，主要研究土的本構關系以及土與結構物相互作用的規律，是地基基礎設計、施工的核心，該課程為后續機場工程、機場施工管理等課程的學習奠定基礎。通過該課程的學習，學生應掌握與工程建筑有關的土的工程力學性質、地基沉降與承載力計算的基礎知識和基礎理論，系統了解建筑、場道及其他人工構造物地基基礎的設計方法和施工要點，培養學生地基處理、基礎設計、施工等方面的工作能力，該課程知識對交通工程基礎設施建設具有極強的指導作用。對民航機場工程來說，該課程為機場改擴建工程、機場飛行區場道、飛行區安全管理、跑道沉陷處理等工作提供全面的基礎知識，其重要性不言而喻。

土力學與地基基礎課程傳統教學模式為理論教學與實驗室教學相結合[1-2]，即目前交通工程專業采取的教學模式。由于理論教學內容中有較多公式推導及應用，且土力學中存在繁雜的參數定義與規定，學生在學習過程中易感到枯燥乏味，學習效率較低。這些內容也使學生認為該課程與民航聯系不大，與以后從事的工作相關性較低，嚴重影響其學習該課程的動力，以致學生專業基礎知識掌握不牢固，實踐能力較低，影響機場施工管理、機場場道工程等后續課程的學習。

近年來，隨著信息技術的發展，多媒體教學、網絡教學和信息教學模式受到熱捧，許多教學工作者結合現代化教學手法改革土力學與地基基礎課程的傳統教學模式[3-4]，創新教學方式方法，獲得了較好的教學效果[5-7]。但從總體來看，學生對該課程學習興趣不高，沒有從根本上解決學生學習動力不足的問題，現有的土力學與地基基礎課程教學內容及所選教材均面向該專業所有學生，幾乎未涉及民航機場工程方面的知識，這顯然未充分考慮民航大學機場學院專業學科特色，以及學生的需求。有鑒于此，本文在總結該課程教學經驗的基礎上，將民航機場工程知識融入課程教學內容，立足機場行業探討民航特色課程教學模式，研究課程教學專業性內容延伸對學生學習動力的提升作用，互動教學方法對學生學習興趣的作用，以及課程聯動考核機制對教學管理的促進作用，并在此基礎上提出該課程民航特色教學方法的優化建議，為該課程民航特色教學模式的研究與建立提供理論依據和教學參考。

一、在教學內容中融入民航特色相關知識

土力學與地基基礎課程理論教學內容包括工程地質、土的物理性質、地基沉降、土的強度理論、土壓力及土坡穩定和地基淺基礎與深基礎設計。初看起來這些內容與民航機場相關性不大，但其基本理論卻與機場改擴建工程、機場飛行區場道、飛行區安全管理、跑道沉陷處理等機場業務直接相關，其相關性見圖1所示。

圖1列出了土力學與地基基礎課程教學內容與機場建設、運行維護等環節部分業務之間的聯系，可看出該課程相關知識內容與機場業務聯系緊密，其中土的物理性質、地基沉陷和土的強度理論與機場草坪土質區壓實度測試維護及場道變形評價維護均直接相關。在講解具體課程知識點時，可將民航知識融入其中。

（一）教學內容中機場業務相關知識的拓展

機場學院交通工程專業學生的就業方向多為機場工程、機場規劃、機場運行、機場管理等崗位，因此，教學中應增加相關機場業務方面的知識，學生對民航專業知識也有較強的興趣。在講授相關土力學與地基基礎課程知識時，可結合民航機場具體業務，讓學生了解該知識點在機場建設與管理中的應用，明確相關業務對具體基礎知識的依賴性，有助于學生對土力學與地基基礎課程知識的正確認識和定位

（二）教學內容中民航事故案例的拓展

事故案例教學內容的添加有利于提升學生的學習興趣。學生對民航機場均有比較強烈的好奇心，可充分利用學生對機場運行或建設中各類事故的獵奇心理，引導學生對其具體過程及涉及的相關理論知識進行研究和探討。如在機場選址、機場建設工程及機場安全運行中，由于地基土的自身特性，帶來對土力學與地基基礎相關知識的曲解與模糊認識，以及對土力學與地基處理基本原則的忽視而造成的典型事故實例等。比較典型的實例有：四川攀枝花機場因場道地基強度下降，場區地表出現大面積沉陷，跑道道面板斷裂嚴重，機場被迫關閉。云南長水國際機場因回填地基質量問題，機場開航不久后，機場機坪、停車場及周邊地基多處出現開裂塌陷現象。對上述具體事故可結合土力學與地基基礎課程相關理論知識進行深入分析，加深學生對相關知識的理解和掌握。

二、優化基于民航特色的互動式教學模式

目前，土力學與地基基礎課程教學模式多采取課堂理論教學與實驗教學相結合的方法。其中理論教學以基礎知識講解為主，以習題課講授為輔，教學工具以多媒體投影為主，以板書教學為輔；實驗室教學以學生動手實驗為主，以多媒體講授為輔。但就教學效果及學生考試成績來看，現有教學中存在的問題主要有：一是，課堂教學中學生參與較少，與教師互動交流積極性較低，具體表現在對教師的提問少有人積極回答，課堂上學生犯困、玩手機等現象不在少數。二是，習題課一般采用板書教學，但在教學過程中，學生大多只關心解題思路及解題方法，而對相關習題的衍生知識，特別是對與民航專業相關的知識了解較少。三是，實驗教學中，多數學生對實驗的具體工程意義認知不足，特別是僅限1～2人具體操作實驗，使大多數學生不能準確掌握實驗流程及實驗數據處理方面的知識，實驗教學效果非常有限。針對這些問題，提出如下基于民航特色的互動式教學模式：

第一，結合機場具體事故案例及相關影片的情節，強化理論教學，將對事故案例及影片相關情節的分析與具體專業知識聯系起來，加深學生對理論知識的了解和掌握。

第二，編寫具有民航背景的典型習題用于教學中。在講解習題前，對習題所涉及的各物理量，詳細解釋其工程意義，特別是對習題的工程背景及習題求解答案在具體工程中的重要性應作重點分析講解，讓學生在提高解題能力的同時，加深對土力學知識與民航專業知識實際關系的認識，在潛移默化中提升學生對整個民航機場行業背景和相關知識的認知。

第三，重視平時成績，通過制定相關規則，增強學生學習的主動性和積極性，鼓勵學生加強課堂互動交流，提升教學效果。具體措施有：

（1）提高平時成績在總評成績中的比例，土力學與地基基礎課程平時成績占總評分數的15%，如平時成績獲得滿分，期末考試卷面成績達到53分，該課程成績便可視為及格。

（2）對主動回答課堂提問的學生給予平時成績加分的獎勵，甚至對特殊問題回答正確的學生給予注銷考勤扣分或平時成績評定滿分的激勵，調動學生在課堂上與教師互動交流的積極性，培育良好的課堂學習氛圍。

（3） 在知識的傳遞與掌握過程中，學生之間的交流所起的作用有時要大于教師的講授作用。因此，在實驗教學的動手環節，鼓勵實驗操作完成較好的學生作輔導講解，并給予一定的平時成績加分獎勵，引導學生開展知識交流與學習互助。

三、教學管理模式中的創新

目前，土力學與地基基礎課程教學管理主要集中在課堂學習及實驗室教學過程中，對課外教學管理的關注則較少，且教學管理的目標僅針對單一的課程，無助于學生對前續、后續及相關專業課程的學習。本文主要探討土力學與地基基礎課程課外教學管理及課程聯動教學管理的新模式。

一是，教師無論在課內或課外教學中都應秉持“鼓勵式”的教學理念，特別是學生在學習過程中由于知識點較枯燥或在外部因素的干擾下（如對相關參數的計算或公式推導），對所學知識表現出倦怠甚至厭惡時，教師“懲罰式”“強迫式”“諷刺式”的教學管理行為，會直接傷害學生的“自尊心”，從而進一步促使學生厭惡甚至放棄課程學習。而適當的“鼓勵”可以營造比較輕松的交流氛圍，有助于培育學生積極的學習態度。

二是，教師在課外可采用答疑或討論的方式，積極為不同年級學生創造交流的機會，對土力學與地基基礎課程中的疑難問題及學生感興趣的話題，引導低年級學生與高年級學生進行交流，以加深低年級學生對課程知識體系及應用背景的了解，同時也鞏固高年級學生對相關知識點的理解和掌握。

三是，探索土力學與地基基礎課程和其他相關課程的聯動教學管理模式。土力學與地基基礎和建筑材料兩門課程的主要內容及特點雖然有所不同，但其基礎理論知識卻有許多相通之處，土力學與地基基礎課程中的某些知識點是以建筑材料課程相關理論為基礎的。例如土力學與地基基礎課程關于土的干密度、壓實度、孔隙率等方面的相關理論及公式計算，是以建筑材料課程有關絕密密度、密度、表觀密度的理論知識為基礎的。因此，可在土力學與地基基礎課程與建筑材料課程教學管理過程中創建聯動管理機制，即在土力學與地基基礎課程課堂提問中可涉及建筑材料課程的相關理論，而在建筑材料課程教學中也可就該課程基礎理論在土力學與地基基礎課程中的具體應用等相關知識點進行延伸和拓展。同時，還可利用兩門課程的答疑及相關課題創新活動為大二、大三年級的學生提供交流機會，引導學生對具體知識點、課程教學考核體制、相關知識點的工程背景及意義等展開探討交流，開闊學生思路，營造活潑的課外交流學習氣氛。從期末考試成績及日常與學生就專業問題的探討情況來看，課程聯動教學管理模式取得了積極的效果。

四、 結語

在總結土力學與地基基礎課程教學經驗及教學成果的基礎上，本文對現有土力學與地基基礎課程的教學內容、教學方法、教學管理等方面進行了探討，著重研究將民航知識融入課程教學內容，以開闊學生視野，增強機場學院交通工程專業學生對民航機場行業背景的了解和掌握，并提出基于民航背景的教學模式及教學管理可行性優化建議，為創立民航特色的土力學與地基基礎課程教學模式提供理論依據與教學參考。

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（編輯 王 宣）