應用型高校土力學與地基基礎課程教學改革
——以宿遷學院工程管理專業為例

施 云，蔣連接，朱 浩，朱方之，孫傳智

(宿遷學院 建筑工程學院，江蘇 宿遷 223800)

0 前 言

土力學與地基基礎是一門理論性強、知識點多、工程計算復雜的專業課程[1]，特別是對于工程管理專業的學生而言，普遍存在對知識點不理解，考試不及格率高的情況，且學生學習后只會進行簡答的套公式計算，缺乏一定的理解及工程感性認知。應用型本科高校擔負著為國家培養應用技能型人才的教育重任，注重素質教育和能力培養[2]。一方面是學生的學習難度大，另一方面是國家及社會對應用型人才的需求，矛盾日益凸顯。

1 存在的問題

1.1 招生不區分文理科

宿遷學院工程管理專業在2018—2019年的高考招生錄取中未區分文理科，入學后班級中的文科學生數約占班級人數的50%～60%。而我校工程管理專業的人才培養方案是按工科類制定，工科類課程較多，畢業時授予工學學士學位，管理類及經濟類課程相對較少。在教學過程中發現，高中選修文科類課程的學生由于缺乏必要的理科知識、空間想象能力及思維訓練，導致學習難度較大，部分學生存在厭學、棄學現象。

1.2 課程設置不合理

我校在制定2017及2018級人才培養方案時采取的是“3+1”人才培養模式，即學生前三年在校學習專業理論知識，第四年到企業進行畢業實習并進行畢業設計，導致原本四年的理論教學任務被壓縮到三年內完成，部分課程順序被打亂重排，土力學與地基基礎課程從第四學期提前到第三學期進行，導致土力學與地基基礎課程與工程力學、建筑結構等課程同學期進行。而土力學與地基基礎課程的學習要求學生需要具備相應的力學及結構知識，在實際講授過程中經常出現學生因缺乏工程力學、結構力學或混凝土結構設計原理等知識而聽不懂的情況，授課教師不得不現場進行補充，不僅影響了授課進度，而且增加了教師教學及學生學習的難度。

1.3 教師教學方法單一

在應用型本科高校普遍存在著壓縮學時、學分現象[3]，且公共課程學分比例不斷提高，導致專業課程學分及學時不斷被壓縮。我校工程管理專業土力學與地基基礎課程學時由原48學時壓縮到40學時，雖然在修訂教學大綱時適當刪減了部分教學內容，但是由于土力學與地基基礎課程包含土力學及基礎工程兩部分內容，知識點較多，導致教師在教學過程中為完成教學任務采取“填鴨式、滿堂灌”的單向灌輸為主的教學方法，忽略了學生的學習能力及接受程度，導致教學效果較差。

由于土力學與地基基礎課程理論性較強且公式較多，所以大部分教師仍采取傳統的授課模式。傳統的授課模式包括板書、多媒體PPT課件、板書+PPT[4]。采用多媒體PPT課件教學可節省教師的板書時間，更有效地利用課堂時間，增加教學內容。但是也存在一些不足之處，如不利于學生記筆記、學生難以跟上教學進度等問題。

1.4 忽略實驗教學

由于傳統工科向來輕實踐教學、重理論的特點，且工程管理專業實驗課程較少，所以土力學與地基基礎課程往往得不到教師及學生的重視，4個實驗項目，8個實驗學時的實驗成績在總成績中的占比只有10%，且實驗報告較為簡單，實驗多為演示性實驗，缺乏創新性。實驗教學儀器及設備更新較慢，部分實驗設備及儀器老化、損壞嚴重，實驗設備臺套數少，導致存在少數學生動手操作而其他學生在一旁觀看。實驗中心負責全院的實踐教學，實驗指導教師人數不足，導致學生對實驗設備了解不充分，只能按照實驗指導書中的實驗內容及步驟，機械性地完成實驗。

1.5 師資缺乏

我校工程管理系共有專任教師8名，建校辦學十余年間，只引進了1名具有工程管理學科背景的專任教師，具有工程管理學科背景的專任教師一共4人，其余4人為土木工程系結構工程專業調入，缺乏工程管理專業背景，師資難以支撐專業的發展，教師教學任務繁重，2019—2020學年教師人均教學工作量607學時，遠高于300學時的教學要求，同時還需承擔繁重的畢業設計指導及科研任務。且我校2020年轉制為省屬公辦院校后，要求招聘的專任教師必須具備博士學位或高級職稱，師資補充較為困難。

2 教學改革措施

對以上存在的問題，迫切需要授課教師以應用型人才培養為目標，以學生就業為導向，結合學生及學校實際情況，從教學內容、教學方法、考核方式等方面進行教學改革。

2.1 優化教學內容，突出教學重點

土力學與地基基礎課程主要包括土力學及基礎工程兩部分內容，課程內容龐雜，知識點較多。應當對教學內容進行優化，根據行業特點及發展前景對教學內容進行合理取舍，結合應用型本科高校辦學定位，突出實際應用能力培養。教學過程中在土的性質與分類中刪除了土的滲透及滲流這一內容，要求掌握影響土體擊實效果的因素，掌握土的分類方法；土中應力計算部分刪除有效應力原理；土的變形及地基沉降計算部分弱化分層總和法的講解，重點介紹《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007—2011)方法，刪除應力歷史對地基沉降的影響，刪除地基變形與時間的關系；土的抗剪強度中重點介紹庫侖公式及莫爾-庫侖強度理論，將土的抗剪強度測定試驗放到實驗課中講解，做到理論聯系實踐；刪除郎金土壓力及庫侖土壓力計算，刪除擋土墻設計，重點介紹地基破壞形式及地基承載力；對于淺基礎設計章節，該部分由于對結構力學及混凝土結構設計原理知識儲備要求較高，以往會花費大量課時在此部分，但收效甚微，學生普遍學得不好，只會按照書本例題套用公式，不能靈活應用，且隨著土地資源的日益緊缺，建筑物越建越高，淺基礎的應用越來越少，且工程管理專業畢業生很少從事結構設計工作，因此刪減部分淺基礎設計內容，適當增加樁基礎知識，刪除沉井基礎及其他深基礎，刪除基坑工程，刪除區域性地基，簡要介紹地基處理的一些措施。

2.2 改善教學方法，提升教學質量

合理的教學方法是教師實現教學目標、提升教學質量、學生掌握知識結構的重要前提及手段[5]。以此，應當改變傳統的“填鴨式、滿堂灌”的單向灌輸式教學，增加課堂互動、虛擬仿真、利用網絡教育資源及實驗教學等教學方法，提高學生的學習興趣。

2.2.1 增加課堂互動

授課過程中教師可以通過提問、討論、啟發等方式增加課堂互動，即激發了學生的思考、加深了對所學知識的理解，還可增加課堂的趣味性、活躍課堂氣氛。如在講授《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007—2011)方法計算地基沉降計算時，首先介紹計算原理，然后啟發學生將土看成一種材料，對于任意材料求其變形量需要知道哪些物理量，然后進行提問，接著根據學生回答情況分組進行討論，引導學生回顧基底附加應力的計算，并根據之前講的計算原理進行計算，總結計算過程及步驟，此時可給出計算例題，給出一定時間讓學生進行計算，最后可挑選學生向全班講解其計算思路，教學效果良好。

2.2.2 虛擬仿真教學

學生在校學習過程中除經歷了學校組織的認識實習外，很少接觸到施工現場，且基礎工程為隱蔽工程，學生很難在生活中見到，部分學生空間想象能力較差，造成學生理解困難，教學質量不高。此時，必要的仿真軟件可有效解決此問題，在教師的多方爭取、學院的積極協調下，我系成功購置某教學仿真軟件，學生可借助三維動畫加深對知識點的理解，教學效果良好。

2.2.3 利用網絡教育資源

前文提到在教學過程中存在力學及混凝土結構設計原理等部分課程知識點尚未學習的情況，為解決此問題，應當充分利用中國大學MOOC國家精品課程在線學習平臺等優質網絡教學資源，選取相關課程，建立SPOC課程或在超星網絡教學平臺上建立網絡課程，將下次課程需要用到的相關課程知識設置成任務點，要求學生提前進行學習，教學效果良好。

2.2.4 重視實驗教學

在以往的課時安排中，對于課程實驗部分安排在理論課程結束后集中進行。這樣做的缺點是實驗所需的知識點在理論課程中已經講過，但由于中間間隔的時間較長，不少學生已經忘記，且集中進行實驗存在學生人數較多、動手機會少的問題。為此，授課教師積極聯系教務辦及實驗中心，將實驗課安排在理論課授課過程中進行，將相關知識點搬到實驗室進行講解。實驗時分班、分批、分組進行，實驗中心安排輔助教師與授課教師一起全程指導、協助學生進行實驗，改變以往的演示性實驗教學，要求每位學生都動手實驗，將實驗自主權交還學生,教學效果良好。

2.3 完善考核方式，豐富考核方法

在以往的考核方式上，學生的成績由30%的平時成績及70%的期末考試成績構成，平時成績由考勤、平時作業、實驗成績三部分構成，考核方式不夠靈活，弱化了實驗成績，考核方法不夠豐富，只有平時的紙質作業及期末考試。為此，將考核成績改成20%的平時成績、20%的實驗成績、60%的期末考試成績組成。平時成績由考勤及作業成績組成，在紙質作業的基礎上利用中國大學MOOC建立SPOC課程及利用超星網絡教學平臺建立網絡課程布置作業。實驗成績由實驗中心教師給出。

2.4 引入最新研究成果及技術

隨著科研研究及基礎設施的迅速發展，土力學及巖土工程的新理論、新技術、新產品、新工藝不斷涌現，如微生物誘導碳酸鈣沉淀消除砂土液化、BIM技術等。教材中的內容往往滯后于學科的發展，不能夠及時反應研究發展水平及工程實踐成果。因此，教師可將最新的研究成果及技術引入到教學活動中去，介紹新技術的研發背景、研發思路、技術內容及施工工藝，使學生了解一項新技術從技術開發、科學研究到實踐應用的整個過程，培養學生的創新意識[5]。

3 結 語

根據宿遷學院轉制后的辦學定位，結合學校的實際情況及人才培養方案，特別是實際授課情況，進行了課程的教學改革。目的是做到以學生為中心，讓學生能夠學而有用、學以致用、提出問題、解決問題，為工程行業輸送高質量、高水平的應用型人才。

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