結合工程案例的高職“土力學與地基基礎”課程教學改革

周 賀 安芃芃 潘慧玲

甘肅交通職業技術學院 甘肅蘭州 730070

一、土力學與地基基礎課程內容及特點

“土力學與地基基礎”是高職院校工程類專業重要的專業基礎課，覆蓋應用于交通、建筑、市政、電力、橋隧、地下結構物等以基礎工程方向為主的許多領域。其主要教學內容有土的物理、力學性能以及地基基礎工程初步理論和基礎的簡單構造等。我院道路與橋梁工程技術專業教材為北京郵電大學出版社出版的《土力學與地基基礎》，本書前五個項目介紹了土力學的基本概念和土體的相關性質，后四個項目介紹關于基礎工程特點、設計和施工工藝。

由于課程具有大量的概念知識點和實操技能點，授課教師要具備相當多的理論知識儲備及工程實踐經驗。高職院校的畢業生需要在工程一線從事相關工作，所以學生在校期間要掌握土的物理性質和工程性質、土體抗剪強度等相關知識，要能確定地基承載力、能計算土的應力及土壓力、能判斷邊坡穩的定性等。如何培養具有扎實理論基礎、實操能力的優秀畢業生是一個急需解決的問題。

二、土力學與地基基礎課程在教學過程中發現的主要問題

(一)課程教學偏傳統理論教學模式，教育形式單一

“土力學與地基基礎”課程在工科類高等職業教育中屬于專業基礎課，不僅理論知識點多，還緊密聯系實際。課程和工程技術的其他專業聯系緊密，技術性也較強，但高職教育體系傳統教學大多數強調課程理論的系統性與完備性，存有“學院式”教育的影子。課程教材有較多的抽象的名詞概念，而教師普遍采用照本宣科式教學方法，教學的內容不結合實際案例，缺乏生動性。再加上高職學生普遍主動學習的能力較差，導致學生吸收消化知識點的效果大打折扣。

課程的教授方法都由教師來決定，課程進度和節奏也由教師來調節。這樣學生就與教學內容缺乏了很多互動過程，再加上教學方法老舊、知識本身的枯燥等因素導致課堂氣氛異常沉悶，學生課堂參與度不高，教學效果不理想。

這種以傳統講授為主的“填鴨式”方法讓教師感覺一堂課下來教授了很多內容，但忽略了學生對學習內容的接收程度。部分學生雖然可以理解理論但需要自己獨立解決問題時，卻毫無頭緒無從下手。甚至一些學生由于注意力不集中，在課程后半段跟不上老師的授課內容進度，導致學生學習效果比較差。

(二)課程實驗課時少，學生實驗操作能力差

土工實驗是學生認識各種不同土體之間性質差別的最佳途徑，也是土力學教學中重要的教學方法。實驗對于學生學好土力學起到了關鍵性的作用。但是在土力學教學過程中，很多教師對實驗教學未加重視。有的教師對土力學教學深度認識不足，認為實驗教學以教師演示為主，學生實操為輔。學生看完教師演示，自己去實驗室隨便“比劃兩下”就可以了。還有的學校因為硬件實力不足，實驗儀器設備和實驗材料投入過少。在實驗課上，由于時間限制，導致有的學生根本參與不上。這樣一來，實驗課反倒成了“雞肋”，不得不開，但是沒有達到相應的教學效果。雖然上了實驗課，但學生的動手實操能力依然不理想，浪費了教師和學生的大量寶貴時間。

學生在進入實驗環節之前基本沒有任何實操經驗，而且大部分學生認為在理論學習階段就能夠了解一些土力學在今后工作崗位上的應用情況，增加自我的工程見識。土工試驗教學可以讓學生加深對土力學相關基本概念的理解，檢查自我對基礎知識的掌握情況。所以土工試驗也是讓抽象理論知識形象化的一種重要教學手段，實驗教學不僅能引導學生掌握課程整體架構，還能提高學生實驗操作熟練度。尤其在利用土力學基本概念綜合分析問題能力的培養上，有著其他教學方式無法取代的優勢。

但是在日常教學中，由于課程關于實驗教學課時設置過少，造成學生對土工實驗目的不明確、實驗設備不熟悉、實驗步驟不清楚，更不會分析和處理實驗數據，甚至在整整一學期課程結束后也沒有搞清楚職業技能的學習方式。大部分學生習慣了課堂上的理論知識灌輸，而不進行相關實驗操作過程的學習，導致學生進了實驗室之后毫無頭緒，不知道從何下手，也不知道與實驗組同學進行合理分工，完成相關實驗任務，提高實驗工作效率。

(三)課程內容陳舊、滯后

隨著巖土工程技術的不斷發展，新的工程技術、新的工程設備不斷涌現，自動化程度愈來愈高。一些舊的施工工藝技術由于工作效率低下、能源和物資的消耗量巨大或者不能滿足最新國家相關施工規范的要求等已被工程設計單位和施工單位淘汰，而且在社會各個方面產業升級和數字信息化產業發展升級推動下，人工智能、5G等技術加速應用和半導體技術的快速發展，對工程技術人才的知識面要求也在不斷增加，對技術人才的能力要求也發生了改變。

目前開設的“土力學與地基基礎”課程的教學計劃、授課指導方式、課程考查方式等方面還沒有緊密聯系實際，追上信息技術發展領域的步伐，導致人才培養不能滿足社會發展需求，畢業生能力跟不上時代的發展，畢業生進入與專業相關的工程設計單位、工程施工單位后不能直接上崗工作，需要單位進行技能訓練，這既增加了社會和用人單位的負擔，也束縛了勘察、設計、施工等用人單位的創新能力。

三、以實際工程項目應用為導向的課程改革方式

針對以上在教學的過程中發現的問題，從工程技術應用的角度出發，以工程項目的真實案例來培育學生職業能力、技能的應用能力、實踐能力、創新創業能力為導向目標。在課程內容的建構上引入近幾年涌現的土建工程新技術，對課程進行系統的改革和創新，并遵循模塊化課程內容設計教學總方向，讓學生在學習中就能了解相關的最新技術，提高學生的學習興趣，激發學習自主性。在課程教學的出發點上注重培養土建類專業畢業生工程職業素質和職業崗位能力，要讓學生通過學習這門課程了解甚至掌握本學科領域的新技術、新工藝。不但掌握關于土力學的基本概念，還要具有地基沉降量、地基容許承載力、土壓力計算的能力以及一些簡單基礎的設計和施工指導能力。在能力的培養上，筆者認為課程的教學改革可從以下幾點入手，本文將從以下幾個方面進行以實際工程項目應用為導向的課程改革。

(一)理論知識點教學部分學習

土力學中基礎知識點的概念比較抽象，課堂上每位學生的學習理解能力和基礎知識儲備各不相同。要是讓學生采取聽課為主的方式被動接受理論知識，其學習效果會大打折扣。現可以采取以通過工程項目的真實案例教學，讓學生去主動思考、歸納和總結知識要點，而教師將轉為以輔助引導學生完成學習任務為主的教學方式。這種教學方式以學生后續工作崗位的實際工程項目為教學的載體，以工作崗位所需要的技術和技能為主線，以培養技術能力為本位的教學思考路徑，改變了原來“填鴨式”的教學方法。在教學設計上，強調學生在整體教學內容吸收上要以主動思考的方式為主。教學形式和教學內容要和學生以后的職業發展及工作崗位的需求相銜接，把培養學生綜合分析和解決復雜工程問題的能力放到第一位。

現以實際的課堂教學場景進行舉例：以實際工程項目應用為導向的日常教學模式：案例教學每節課前，教師先布置本節課程內容相關案例搜集任務，并提供一個大概的范圍。如因為地基沉降原因引起的構筑物墻面開裂甚至倒塌；還有因土體自身性質不佳而引起的土坡穩定性喪失，造成了基坑滑坡、擋墻傾斜倒塌等一系列問題。

正式上課時，老師選出同學們搜集的典型工程案例，圍繞相關案例為主題，與全班學生解析案例，引導學生根據已掌握的知識，對工程案例進行分析和小組討論，找出案例中要處理的工程技術問題，并且還能從失敗的工程案例中發現問題，避免學生們在今后在工作崗位上犯同樣的錯誤。這樣學生與教師進行了較多的互動，提高了學生對課程內容的興趣，提升教學效果。

(二)實驗技能學習教學部分

學校領導與授課教師要提高對土力學實驗課的重視程度。學校應對土力學實驗室加大建設資金的投入，擴充實驗室規模，購置最新的實驗設備。學校靈活安排實驗室開放時間，讓學生做實驗時能有比較充分、自由的時間。教師首先要在教學設計時提高實驗課在課程整體教學計劃中所占比例，建議實驗指導老師錄制一個完整的實驗指導操作視頻，在課前就提供給學生進行觀摩學習，提升實驗教學效果。

在學生開始實驗前，教師把在理論課堂上講述的案例與這次將要進行的實驗內容結合起來。強調做實驗的目的不僅僅是簡單地檢測實驗數據、觀察實驗現象、最后驗證實驗結論，而是要使學生們清楚，進行相關知識點的實驗課程是為了加強知識點原理的理解，并將自己所學的原理立即運用到工程實際中。這樣不但提高了學生的學習效率，同時加深了對所學理論知識與技能實際意義的理解，更能提高他們的實際操作能力。分組實驗時，教師要安排班干部在實驗前就把整班同學分好實驗小組，每個實驗小組由組員投票選出組長。由組長告知實驗組的每位組員對實驗要進行全程參與，并安排好每位組員的實驗分工。各實驗小組在做相同實驗時要多進行幾次平行實驗，每次平行實驗前各組成員要進行工作內容互換。這樣使每組的學生都能掌握一個完整的實驗架構，并且還提高了學生之間互相協作的能力。

(三)教學內容緊跟巖土工程技術領域的發展前沿

著眼于用人單位需求并立足于專業技術培養是高職院校的職責與使命。教學內容應重點圍繞用人單位所急需專業技術能力進行布置，最好把理論知識點編排得淺顯易懂，注重高效培養職業技能，讓職業技能達到一定的熟練度。

教師在課堂中要給學生布置有關課程最新動態資料的閱讀計劃。將課程教學內容緊追最新科學技術發展的前沿，另一方面學院要確立專項經費組織學生深入一線施工單位對巖土工程項目工地進行現場實地走訪。通過項目調研的方式，了解施工單位在工程項目實際過程中的工藝、工序流程、技術構成、崗位操作規范、企業文化和巖土工程行業的發展動態。教師應根據已掌握的最新內容把課程中陳舊的知識點和施工工藝予以刪除和更新，持續加入與巖土工程學科前沿相關的新工程技術、新實驗檢測設備、新工藝等內容。

在土力學實驗課以及實訓課中，需要考慮把大數據、人工智能、“互聯網+”等最新的信息技術與本課程內容有機地融合在一起，職業院校畢業生具有綜合、全面的知識體系才能滿足各個單位的人才需求。在土力學實驗課以及實訓課設計時考慮利用當今信息網絡發達的大環境，在設置課堂內容時可以通過發達的信息網絡把不同學科里知識與技能和本課程相關的內容糅合在一起，讓學生真正做到對學習內容學深悟透、融會貫通。這樣不但增強了本課程內容的應用性和實踐性，還進一步拓展了學生的知識面，增強學生的學習興趣和求知欲，培養了他們跨課程、跨專業甚至跨學科運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力，提高他們的動手操作能力。

結語

筆者通過在實際教學中發現的問題，從理論教學、實驗教學、學科發展三個具體方面進行了教學改革的探索，收獲了良好的效果。根據這三個方面的特點選擇適配的教學方法，發現結合工程項目案例的教學是一種培養實用人才的有效教學方法，不但能積極調動學生的學習興趣，最主要的是培養了學生畢業后針對現今社會工作崗位的技術能力。