“新工科”視域下的地基基礎類課程建設探索

戴軒 霍海峰

[摘 要] “新工科”是基于教育立德樹人的要求及國家發展需要提出的工程教育改革新方向，這對于傳統學科提出了更高的要求。地基基礎類課程作為土木工程專業的專業課，課程知識體系繁雜、與實踐結合緊密，目前教學內容和方式難以滿足新工科建設的需求。在深入分析課程特點的前提下，針對創新型工程人才的培養目標和產業需求，形成了體現工程系統、體現學科交叉、體現全球視野的“新工科”課程教育改革路徑，并進行了教學實踐探索。

[關鍵詞] 地基處理;新工科;全球化視野;民航特色

[基金項目] 中央高校基本科研業務費項目（3122018C017）;中國民航大學優質課程建設項目資助

[作者簡介] 戴 軒（1988—），男，天津人，博士，中國民航大學機場學院講師，主要從事基坑工程與場道工程理論與教學研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）29-0080-02 ? ?[收稿日期] 2019-09-29

一、引言

當今世界新一輪產業革命正在逐步興起，其核心標志為以互聯網、5G網絡等為代表的新興科技的蓬勃發展，引發一系列產業變革[1]。工程教育與產業的變革息息相關[2]。2017年2月23日，教育部發布了《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》。新工科的具體內涵是以立德樹人為引領;以應對變化、塑造未來為建設理念;以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才[3]。

新工科不僅指新興的工科，還包括傳統工科的轉型、改造和升級，在學科交叉中尋找傳統工科的新興增長點，在新工科建設大潮中使傳統工科迎來新的生命與生機[4]。對于傳統學科，主動適應物聯網、人工智能等帶來的顛覆性影響，對自身教學內容、教學方法和教學方式進行改造升級已成為當務之急。本文根據筆者的課堂實踐，以“地基處理”課程為例，對于地基基礎類課程的“新工科”改革路徑進行了初探。

二、地基處理課程特點及存在問題

“地基處理”課程為機場學院適應機場工程建設要求，從工程實踐及產業需求出發新開設的一門專業課程。在該門課程的講授過程中，發現其具有如下特點和問題。

1.課程知識體系繁雜，教學內容不系統?！暗鼗幚怼闭n程知識體系繁雜，目前，地基處理方法有將近數十種[5]。教師如果每個方法逐一講解，在課堂上進行大量的理論推導，不僅離工程實際太遠，也很難引起學生的興趣。

2.地基處理方法不斷更新，而現有課本知識陳舊。地基處理作為巖土工程較為活躍的領域之一，各種新工法、新技術層出不窮[6]。而目前課本知識點大多比較陳舊，仍然僅僅包括傳統的地基處理方法。

3.課時量嚴重不足。本門課目前課時量嚴重不足，與機場工程中對于地基處理的迫切需求并不匹配，也難以滿足教師傳遞課上知識點的要求。

4.缺乏國際化、前沿化教學內容補充。建設新工科，應處理好本土化與國際化的關系，新工科倡導學生具有全球化視野。反觀目前的地基處理課程，仍以傳統知識點為主，缺乏國際最前沿的工程知識的講授，致使學生不了解國際通用的地基處理技術術語，也并不清楚國際上有哪些典型的地基處理工程案例。

三、“新工科”視域下的課程改革實踐及心得

針對上述傳統地基處理課程中存在的問題，并結合“新工科”對于人才培養的需求，提出如下課程建設及改革路徑。

1.體現工程系統。地基處理所要解決的工程問題具有系統性、復雜性的特點。在講授這門課程時，需將課程涉及的工程體系介紹給學生，具體方案如下。（1）建立課程內部聯系。在課程內部，將基本的地基處理方法總結為“挖、換、壓、夯、擠、拌、噴”七字口訣，并講解這些方法之間的聯系，再介紹這七字口訣分別對應那種地基處理方法，如“壓”是指處理軟土地基中的排水固結法。（2）建立地基處理技術的上、下序工程概念。如在地基處理前，往往進行工程勘察，確定基本地質條件。在地基處理進行之后，將進行基礎工程施工;或者基坑底部有軟弱地層，地基處理后進行基坑工程施工;或對于機場跑道來說，地基處理之后將進行土方工程或機場場道施工。（3）貫徹全生命周期設計理念。在講解每一種具體地基處理工法時，均應講解其對應的勘察、設計、施工、運行、評價全過程。

2.體現前沿技術與學科交叉。學科交叉是“新工科”的顯著特征，在人才培養以及我國科技發展中，必將發揮重要作用。在上課過程中，筆者首先在知識點內部講解現有地基處理方法之間如何交叉，如講解真空排水+強夯、真空堆載+預壓堆載等方法，通過啟迪學生的思維，激發學生創造力。

對于學科之間，將人工智能、物聯網、生物工程等學科的主要應用及與本門課的結合點貫徹到課程中。比如在講解強夯法的施工，傳統課堂僅講解強夯法的機理及普通機械;改革后課程在此基礎上講解智能夯實的設備、原理及應用，真正將學科交叉落到實處。

3.體現全球視野?！靶鹿た啤钡慕ㄔO需扎根中國大地辦學，為我們的祖國培養人才，培養學生們的家國情懷，同時應在國際上發出我們的聲音。培養可承擔國際工程的人才，應首先具備全球視野。為此進行了如下方面的改革。（1）選取了國際知名教材作為補充課程材料，供學生課下學習。國外原版教材是了解全球工程技術及工程教育方法最為直接的途徑，直接將相關教材推薦給學生，可培養學生的全球視野。（2）自編雙語教學講義?？紤]到學生們英語程度參差不齊，英語水平不好的學生很難一下子讀懂全英文的教材。筆者自編了雙語講義，講義中將英文專有名詞及生僻詞全部用中文標出，最大程度減少學生們的閱讀困難。（3）選取國際工程案例。在授課過程中，選取大量國際工程案例。如在緒論講解時，介紹了迪拜塔、加拿大的特朗斯康谷倉、意大利的比薩斜塔、日本的關西國際機場等國際工程案例。

四、結語

“新工科”的教育理念為工程教育進一步指明了方向。作為民航類院校，一方面課程應突出民航特色，另一方面在教學中體現工程系統、體現學科交叉、體現學科視野。本課程沿著這兩個指導思想進行了初步探索，調動了學生的積極性，擴展了課程的內容，在日后的教學中此類課程將不斷深化改革，為培養面向未來的工程人才服務。

參考文獻

[1]夏建國，趙軍.新工科建設背景下地方高校工程教育改革發展芻議[J].高等工程教育研究，2017（3）：15-19.

[2]胡波，馮輝，韓偉力，等.加快新工科建設，推進工程教育改革創新——“綜合性高校工程教育發展戰略研討會”綜述[J].復旦教育論壇，2017（2）：20-27.

[3]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[4]趙淑麗，孫建恒，王軍林，等.新工科土木工程專業實踐教學改革研究——以混凝土結構設計類實踐課程為例[J].河北農業大學學報（農林教育版），2018（2）：31-34.

[5]鄭剛，龔曉南，謝永利，等.地基處理技術發展綜述[J].土木工程學報，2012，45（2）：127-146.

[6]劉漢龍，趙明華.地基處理研究進展[J].土木工程學報，2016，49（1）：96-115.