專業(yè)學(xué)位研究生地基處理新技術(shù)教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)與應(yīng)用

邵光輝

摘要：案例教學(xué)是銜接工程類專業(yè)學(xué)位研究生理論教學(xué)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要手段。通過(guò)對(duì)專業(yè)學(xué)位研究生教育對(duì)案例教學(xué)的需求特點(diǎn)分析，構(gòu)建了集真實(shí)性、典型性和互動(dòng)性的案例庫(kù)基本架構(gòu)，建設(shè)了《地基處理新技術(shù)》案例庫(kù)并應(yīng)用于專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)，探討了案例庫(kù)的建設(shè)方法和應(yīng)用特點(diǎn)，為專業(yè)學(xué)位研究生案例教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：專業(yè)學(xué)位；研究生教育；案例庫(kù)；案例教學(xué)

中圖分類號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）05-0047-03

一、前言

專業(yè)學(xué)位研究生教育是我國(guó)研究生培養(yǎng)多元化結(jié)構(gòu)的重要組成部分，旨在培養(yǎng)能夠適應(yīng)不同職業(yè)或不同行業(yè)實(shí)際工作需求的應(yīng)用型高級(jí)專門人才，培養(yǎng)目標(biāo)側(cè)重于實(shí)踐能力和應(yīng)用能力培養(yǎng)，以滿足特定行業(yè)的需求，具有注重實(shí)踐與應(yīng)用型的培養(yǎng)特色[1]。我國(guó)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市化方面的高速發(fā)展對(duì)工程技術(shù)類人才的需求也提出了更高的要求。工程碩士屬于專業(yè)碩士學(xué)位的一種，是工程類專業(yè)學(xué)位。工程碩士中的建筑與土木工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)目標(biāo)是要培養(yǎng)土木工程領(lǐng)域技術(shù)需求的應(yīng)用型、復(fù)合型、高層次專門人才。

建筑與土木工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生教育突出的特點(diǎn)之一就在于其十分強(qiáng)調(diào)對(duì)工程實(shí)踐能力的要求。工程碩士培養(yǎng)要求研究生必須要參加一年的工程實(shí)踐，但是因?yàn)樵诖酥暗恼n程教學(xué)通常更加偏重理論，大多數(shù)研究生在實(shí)踐過(guò)程中會(huì)感覺(jué)到理論知識(shí)與工程實(shí)際脫節(jié)，很多學(xué)的理論知識(shí)用不上或不知道怎么用，解決具體復(fù)雜工程技術(shù)問(wèn)題無(wú)從入手，感覺(jué)知識(shí)儲(chǔ)備不足。這一問(wèn)題存在的關(guān)鍵在于專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)的理論聯(lián)系實(shí)際不夠，解決這一問(wèn)題單靠教師在課堂上舉幾個(gè)工程實(shí)例泛泛而談顯然是不夠的，而系統(tǒng)、真實(shí)和典型的工程案例庫(kù)教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合是非常有效的教學(xué)手段。

專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)重心在于專業(yè)實(shí)踐能力。培養(yǎng)目標(biāo)的不同也對(duì)培養(yǎng)手段與方法提出了新的需求。在繼續(xù)發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)模式優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上開展案例教學(xué)，已被越來(lái)越多的人接受。國(guó)家教育主管部門也高度重視案例教學(xué)在專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)中的作用，大力推進(jìn)專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)。2015年我國(guó)教育部發(fā)文明確要求各高校要加強(qiáng)專業(yè)學(xué)位研究生案例教學(xué)，要開發(fā)和形成一大批基于真實(shí)情境、符合案例教學(xué)要求、與國(guó)際接軌的高質(zhì)量教學(xué)案例。國(guó)內(nèi)一些教育工作者對(duì)案例庫(kù)的建設(shè)與實(shí)踐也進(jìn)行了有益的探索：梁越等[2]提出了教師引導(dǎo)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)和案例教學(xué)三者相結(jié)合的新教學(xué)方法；尚家杰等[3]提出了“五步法”案例使用教學(xué)模式；孫建淵等[4]構(gòu)建了管理系統(tǒng)、教學(xué)內(nèi)容以及拓展功能三大功能層面組成的專業(yè)學(xué)位研究生案例庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)。但是，因?yàn)榍捌诜e累薄弱，目前國(guó)內(nèi)能夠直接應(yīng)用于專業(yè)學(xué)位研究生教育的成體系高質(zhì)量的案例庫(kù)還不多。我國(guó)以培養(yǎng)工程一線人才為目的的工程碩士培養(yǎng)當(dāng)中，國(guó)外的工程案例也因規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)的巨大差異難以直接引入。因此，在工程碩士培養(yǎng)體系中，迫切需要建設(shè)基于真實(shí)情境、注重理論與實(shí)踐相結(jié)合的案例庫(kù)。如何建設(shè)和應(yīng)用這些符合案例教學(xué)要求、與國(guó)際接軌的高質(zhì)量教學(xué)案例庫(kù)，提升專業(yè)學(xué)位研究生實(shí)踐和應(yīng)用能力是值得探討的重要問(wèn)題。

本文以建筑與土木工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生課程《地基處理新技術(shù)》的案例庫(kù)建設(shè)與應(yīng)用為例，通過(guò)對(duì)建筑與土木工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生教育對(duì)案例教學(xué)的需求特點(diǎn)分析，探討專業(yè)學(xué)位案例庫(kù)建設(shè)的思路、方法和教學(xué)應(yīng)用。

二、課程特點(diǎn)與案例教學(xué)需求分析

《地基處理新技術(shù)》是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，涉及地基處理新技術(shù)的發(fā)展，對(duì)具體工程的地質(zhì)條件分析和地基處理方法的選型、設(shè)計(jì)、優(yōu)化、檢測(cè)等環(huán)節(jié)，與實(shí)際工程聯(lián)系緊密，不僅對(duì)理論知識(shí)要求高，對(duì)工程分析能力以及工程經(jīng)驗(yàn)同樣有較高的要求。在教學(xué)過(guò)程中需要結(jié)合諸多實(shí)際工程案例進(jìn)行剖析、講解，才能滿足培養(yǎng)高水平、高素質(zhì)專業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)際需求。利用工程案例進(jìn)行工程碩士的專業(yè)教學(xué)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的需要，圍繞一個(gè)或幾個(gè)實(shí)際工程問(wèn)題展開描述、分析與討論，可以提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，特別是在實(shí)際工程背景下如何解決具體問(wèn)題的能力。

完善的課程案例庫(kù)是開展案例教學(xué)的基本保證，是推動(dòng)專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，案例教學(xué)是以學(xué)生為中心，以案例為基礎(chǔ)，通過(guò)呈現(xiàn)案例情境，將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而掌握理論、形成觀點(diǎn)、提高能力的一種教學(xué)方式。

三、案例庫(kù)建設(shè)方法

1.案例庫(kù)建設(shè)思路。圖1是地基處理新技術(shù)案例庫(kù)建設(shè)的技術(shù)路線。

（1）素材收集與篩選。工程案例庫(kù)的基礎(chǔ)是工程資料素材，但絕不是簡(jiǎn)單地將工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖紙、檢測(cè)報(bào)告以及科研項(xiàng)目報(bào)告原封不動(dòng)地組合，而是要將這些素材根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)進(jìn)度認(rèn)真加以編排和再創(chuàng)造，潤(rùn)色修改，使之符合課堂教學(xué)規(guī)律與特點(diǎn)。素材篩選的標(biāo)準(zhǔn)是必須具備典型性、真實(shí)性、完整性，注重地基處理新技術(shù)的體現(xiàn)，以及新老技術(shù)的對(duì)比。（2）知識(shí)點(diǎn)提煉與素材整合。通過(guò)直接收集設(shè)計(jì)圖紙文件、檢測(cè)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采集工程施工現(xiàn)場(chǎng)圖片、視頻等，獲得大量第一手資料，或者通過(guò)文獻(xiàn)、書籍閱讀及網(wǎng)絡(luò)瀏覽，搜集國(guó)內(nèi)外大型地基處理工程案例資料，如大型古建筑地基托換與加固，真空聯(lián)合超載預(yù)壓處理等現(xiàn)場(chǎng)圖片及相關(guān)資料，進(jìn)行歸類整理和二次加工。結(jié)合地基處理工程典型問(wèn)題和難點(diǎn)問(wèn)題，如深厚軟黏土地基處理、不均勻地基處理、可液化地基處理、既有建筑地基托換與加固處理等問(wèn)題進(jìn)行專題討論和案例講解分析，實(shí)現(xiàn)案例教學(xué)和啟發(fā)式教學(xué)，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。（3）案例剖析。運(yùn)用地基處理相關(guān)原理與設(shè)計(jì)理論及規(guī)范對(duì)具體工程進(jìn)行深入剖析，緊密結(jié)合對(duì)應(yīng)課程專題中的理論知識(shí)進(jìn)行提煉升級(jí)，形成既便于課堂應(yīng)用又適于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的工程案例庫(kù)。（4）編制案例庫(kù)。結(jié)合構(gòu)建的“地基處理工程案例庫(kù)”對(duì)各技術(shù)專題進(jìn)行相應(yīng)思考題和案例補(bǔ)充，根據(jù)學(xué)科發(fā)展對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行部分更新和調(diào)整，優(yōu)化課程內(nèi)容，并充分發(fā)揮多媒體的優(yōu)勢(shì)，集文字、照片、影像、圖紙為一體，形成一套背景、決策、設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)過(guò)程完整翔實(shí)的工程案例庫(kù)課件。案例庫(kù)形式為PPT課件，以多媒體課件的形式予以展現(xiàn)，課件做到文字、圖片、表格、動(dòng)畫、視頻相結(jié)合，輔以工程資料的PDF文檔及CAD電子圖紙等。

2.案例庫(kù)的基本架構(gòu)與內(nèi)容。（1）案例庫(kù)基本信息。案例庫(kù)基本信息用于明確教學(xué)目標(biāo)、應(yīng)課程內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)以及分析該案例所需要的相關(guān)理論，給出案例分析的邏輯路徑，提煉并扼要介紹案例分析中的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)，提供教師需要掌握的案例進(jìn)展性、背景性信息等，方便教師根據(jù)課程內(nèi)容進(jìn)展從案例庫(kù)中選擇合適的案例用于同步案例教學(xué)。（2）工程概況。描述案例工程的背景信息、工程特點(diǎn)。該部分內(nèi)容也是體現(xiàn)工程真實(shí)性的重要信息。對(duì)于個(gè)別涉及工程參建方不宜公開信息的，在保證真實(shí)的基礎(chǔ)上還需要進(jìn)行特征化處理。（3）地質(zhì)條件。提供盡量完整的巖土工程勘察資料，對(duì)地層情況、水文地質(zhì)條件進(jìn)行綜合研判。（4）地基處理方案比選。地基處理方案選型是案例庫(kù)中最能夠體現(xiàn)綜合知識(shí)運(yùn)用能力的地方。在很多案例中，方案比選往往是非平衡的，可獲得的素材大多側(cè)重于已經(jīng)實(shí)際實(shí)施的方案，這就需要我們?cè)诎咐龓?kù)編制時(shí)，客觀地補(bǔ)充甚至提出對(duì)比方案。通過(guò)工程類比、分析計(jì)算或者數(shù)值模擬，來(lái)凸顯各比選方案的結(jié)果差異或抉擇上的困難。（5）設(shè)計(jì)與施工。設(shè)計(jì)圖紙、計(jì)算書、檢測(cè)報(bào)告、科研報(bào)告等豐富的工程案例庫(kù)建設(shè)素材，為地基處理工程案例庫(kù)建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)。但案例庫(kù)建設(shè)絕不是將這些素材打包堆積，而是必須根據(jù)課程知識(shí)目標(biāo)要求，進(jìn)行素材提煉、整合和二次加工。形成一套符合前文案例庫(kù)結(jié)構(gòu)特征的教學(xué)課件。（6）效果分析。地基處理前后的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)指標(biāo)變化，地基處理現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與結(jié)果分析評(píng)價(jià)。（7）案例總結(jié)與討論。總結(jié)案例中的工程特點(diǎn)、決定方案的控制性因素，實(shí)施過(guò)程中的困難與不可控因素。客觀評(píng)價(jià)工程的成敗，討論取得的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。提出幾個(gè)值得思考的問(wèn)題。

地基處理新技術(shù)案例庫(kù)由12個(gè)獨(dú)立案例組成，涉及排水固結(jié)、動(dòng)力加固、碎石樁復(fù)合地基、水泥土樁復(fù)合地基、CFG樁復(fù)合地基、剛性樁復(fù)合地基、樁網(wǎng)復(fù)合地基、加筋土地基、注漿技術(shù)、托換技術(shù)、糾偏技術(shù)、地基處理組合創(chuàng)新技術(shù)等。

四、案例庫(kù)特點(diǎn)與應(yīng)用

1.案例庫(kù)的特點(diǎn)。首先案例要源于工程實(shí)際，應(yīng)是復(fù)雜環(huán)境中真實(shí)工程的反映。項(xiàng)目組教師將積極參與工程實(shí)踐和科研項(xiàng)目，把實(shí)際工程項(xiàng)目和科研項(xiàng)目提煉為教學(xué)案例，注重與國(guó)際接軌，汲取國(guó)外工程案例教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，引入國(guó)外地基處理工程實(shí)例。其次要認(rèn)真編制工程案例，工程案例庫(kù)不是簡(jiǎn)單地將工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖紙、檢測(cè)報(bào)告以及科研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)報(bào)告原封不動(dòng)地組合，而是要將這些素材根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)進(jìn)度認(rèn)真加以編排和再創(chuàng)造，潤(rùn)色修改，使之符合課堂教學(xué)規(guī)律與特點(diǎn)。（1）全部基于真實(shí)工程，涉及地質(zhì)條件分析、地基處理方案比選、施工圖設(shè)計(jì)、施工過(guò)程、地基處理效果評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，不同案例各有側(cè)重，重點(diǎn)突出。（2）既有國(guó)內(nèi)重大工程，也有國(guó)際重大工程案例，案例既具有典型性又與國(guó)際接軌。（3）每個(gè)案例均提煉涉及的知識(shí)點(diǎn)、關(guān)鍵要點(diǎn)、理論依據(jù)與分析、分析思路、案例知識(shí)點(diǎn)，最后有案例總結(jié)與討論，緊密貼和理論教學(xué)內(nèi)容又密切聯(lián)系工程實(shí)際，既便于教師課堂應(yīng)用又適于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

2.案例庫(kù)的應(yīng)用。地基處理工程案例庫(kù)中的部分案例在我校工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生課程《地基處理新技術(shù)》中已經(jīng)應(yīng)用了3年以上，并根據(jù)工程技術(shù)發(fā)展和以往教學(xué)反饋情況進(jìn)行了動(dòng)態(tài)擴(kuò)充、改進(jìn)和完善。工程案例的討論式學(xué)習(xí)是該案例庫(kù)應(yīng)用于教學(xué)的主要形式。在每次理論課教學(xué)后預(yù)留1課時(shí)用于案例學(xué)習(xí)討論，由教師對(duì)工程案例PPT進(jìn)行講解，利用工程案例進(jìn)行工程碩士的專業(yè)地基處理新技術(shù)理論教學(xué)的補(bǔ)充強(qiáng)化，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的需要圍繞一個(gè)或幾個(gè)實(shí)際工程問(wèn)題展開描述、分析與討論。

結(jié)合構(gòu)建的案例庫(kù)，增設(shè)課程案例教學(xué)模塊，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力。從而調(diào)動(dòng)專業(yè)學(xué)位研究生學(xué)習(xí)“地基處理新技術(shù)”課程的積極性與主動(dòng)性，提升課堂教學(xué)效果和效率，將理論知識(shí)學(xué)時(shí)與實(shí)踐應(yīng)用緊密結(jié)合，強(qiáng)化建筑與土木工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。在討論案例時(shí)，學(xué)生了解到真正的工程師會(huì)面臨的復(fù)雜境地和艱難抉擇，不但加深了知識(shí)理解，而且掌握了應(yīng)用技能，有助于訓(xùn)練和提高學(xué)生在復(fù)雜環(huán)境下解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力和決策能力[5]。通過(guò)工程案例的討論式學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中以實(shí)際工程案例為分析研究對(duì)象，通過(guò)案例分析討論和決策收集相關(guān)信息，提供和評(píng)估備選地基處理方案，選擇和解釋設(shè)計(jì)施工過(guò)程，總結(jié)該工程案例所獲得的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)要點(diǎn)，并根據(jù)學(xué)生的互動(dòng)討論進(jìn)行交流和學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)。

五、結(jié)語(yǔ)

在課堂教學(xué)中，借助案例庫(kù)開展學(xué)習(xí)、剖析、討論，形成理論學(xué)習(xí)、情景式認(rèn)知、思考討論與互動(dòng)提高的教學(xué)模式，使專業(yè)學(xué)位研究生的專業(yè)課教育真正做到理論聯(lián)系實(shí)際。通過(guò)地基處理新技術(shù)案例庫(kù)應(yīng)用于教學(xué)，提高了專業(yè)學(xué)位研究生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，特別是在實(shí)際工程背景下如何解決具體問(wèn)題的能力。通過(guò)工程案例的討論式學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中以實(shí)際工程案例為分析研究對(duì)象，通過(guò)案例分析、討論和決策評(píng)估備選方案，評(píng)價(jià)實(shí)施結(jié)果與得失。在討論案例時(shí)，學(xué)生能夠切身體會(huì)到作為一名工程師在面對(duì)具體、復(fù)雜的條件下如何進(jìn)行艱難的抉擇和面臨的風(fēng)險(xiǎn)，不僅加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，而且強(qiáng)化了專業(yè)學(xué)位研究生在復(fù)雜條件下解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力和決策能力，建立起工程碩士應(yīng)有的職業(yè)擔(dān)當(dāng)與責(zé)任意識(shí)。

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