“巖土工程測試與監測技術”教學改革與應用

張建勇 沈超 趙云輝 王偉 喬峰 梁金平

摘?要：基于工程教育專業認證理念及國家一流本科課程建設要求，結合“巖土工程測試與監測技術”課程特點及課堂教學經驗。本文總結了目前本課程教學改革的研究現狀與發展趨勢，梳理了本課程教學中存在的主要問題，并在教學設計、教學方法、課程建設、持續改進機制等方面提出了教學改革與探索措施。最后，從課程目標、教學內容與教學方式、課程考核與評價改進等方面提出了可供同行參考的實施方案。本研究可為相關課程教師在工程教育專業認證、國家一流課程建設等方面的教學研究與改革工作提供參考，也有助于授課效果的提升。

關鍵詞：巖土工程測試與監測技術；工程教育認證；一流本科課程建設；教學改革

2022年，防災科技學院地質工程專業獲批國家級一流本科專業建設點，同年本專業工程教育專業認證獲得受理，我院地質工程專業的發展邁入了新的臺階。工程教育專業認證基本理念包括：以學生為中心、產出導向教育、教學質量持續改進。而一流專業建設的主要內容包括：轉變教學理念、課程目標導向、提升教師能力、改革教學方法、實施科學評價、強化課程管理、發揮政策激勵。兩項專業建設內容在理念上存在諸多相似之處，也對相關專業課程建設提出了新的要求。

“巖土工程測試與監測技術”是地質工程專業學生的專業課程，是從事巖土工程勘察、設計、施工和監理的工作者必需掌握的基本知識，同時也是從事巖土工程理論研究所必需具備的基本手段，主要包括原位測試、基坑監測、邊坡監測和硐室監測等各方面的內容，對于地質工程專業的學生來說也是一門理論性和實踐性較強的課程，具有實用性強、涉及面廣的特點，可為今后的工作研究打下堅實的基礎。特別是對于我校學生而言，該課程在理論教學、實驗實踐等方面具有明顯的防災減災特色。因此，該課程在培養應用型、創新型人才方面具有重要作用。對照一流本科課程建設要求與工程教育專業認證理念，調研參考國內外教學改革與研究現狀，本課程在教學改革與實驗實踐等方面仍需探索與研究。作者從研究現狀與發展趨勢、存在的主要問題、教學改革與探索、實施方案等方面提出了初步的改革與應用思路，供國內地質工程類高校同行參考，以起到拋磚引玉之用。

1?研究現狀與發展趨勢

作者通過文獻調研、高校走訪、與行業專家探討，結合工程教育專業認證理念與國家一流課程建設要求，從以下幾個方面簡述研究現狀與發展趨勢。

1.1?以學生為中心的教育理念

當前的教育理念是“以學生為中心”，因此，“巖土工程測試與監測技術”課程教學改革宗旨也將學生作為教學主體，教師發揮主導作用。黃震等［3］針對課程章節，開展了學生對課程各部分感興趣程度的調查問卷，以便在授課過程中有的放矢，提升學生的積極性；薛維培等［4］針對學生被動學習的問題，以提高學生上課主動性、積極性的教育理念，提出了相應的教學改革方案；劉永莉等［5］認為本課程應充分發揮學生的主體作用，注重學生認知方法的培養，引導學生通過發現、探究和構建的途徑獲取知識；沈超等［6］從提高課堂互動、合理運用多媒體教學、強調實踐，引到學生主動學習等方面，豐富了以學生為中心的教育理念在本課程教學中的內涵。

“以學生為中心”不僅是諸多高校“巖土工程測試與監測技術”課程所貫徹的教育理念，同樣也是一流本科專業建設與工程教育專業認證的要求，在今后的課程研究與改革中應深入貫徹落實。

1.2?以目標為導向的課程建設

“巖土工程測試與監測技術”課程目標要求學生掌握各類巖土測試方法及監測技術，具備現場測試與監測能力、數據分析應用能力、工程問題的判斷與預測能力，這就要求高校教師以課程目標的實現為導向進行課程建設。當前各類巖土測試方法教學以PPT講解為主，不直觀、不生動，無法給學生留下深刻印象，針對該問題，謝建林等［7］認為本課程應充分利用多媒體資源，如工程現場原位測試的操作視頻與最終結果、各類儀器的視頻介紹等，直觀生動地為學生留下深刻印象；劉永莉等［8］認為在實踐教學中，應更多地購置實驗測試設備，使每位同學能動手實操，而不是只旁聽參觀，在實踐教學中培養學生現場測試與監測的能力；朱彬等［9］認為本課程教學中應注重先進測試技術的引入與講解，使學生緊跟工程行業發展趨勢。王春來等將測試系統的云端后臺移植到本課程的實踐教學內容中，使學生親自動手分析和匯總監測數據，促進了本課程中提高學生數據分析能力目標的實現。

對照一流本科專業建設與工程教育認證，以畢業要求指標點、課程目標為導向，完善和豐富本課程各個教學環節的課程建設，是當前“巖土工程測試與監測技術”課程建設的發展趨勢。

1.3?以提升教學效果為目的的教學方法

一流課程建設要求課堂活起來，以提升教學效果為目的創新教學方法，這與工程教育認證中“持續改進”的理念不謀而合，即：持續改進教學方法以提高教學效果。強化課堂設計，解決好怎么講好課的問題，杜絕單純知識傳遞、忽視能力素質培養。強化現代信息技術與教育教學深度融合，解決好教與學模式創新的問題，杜絕信息技術應用的簡單化、形式化。強化師生互動、生生互動，解決好創新性、批判性思維培養的問題，杜絕教師滿堂灌、學生被動聽的現象。注重學生信息反饋，針對性地設置教學方法新模式。黃震等［3］建立了“巖土工程測試與監測技術”的課程教學反饋優化機制，根據學生反饋調整授課內容，也讓學生獲得更多參與感和成就感；沈超等［6］認為應邊學邊做、邊做邊學，強調實踐能力，引發學生主動思考，提高學生的學習與應用效果；劉永莉等［5］認為應將現代教育技術引入課程教學中，如網絡技術、多媒體技術、虛擬現實與仿真技術，充分調動學生的學習興趣，提高學生的學習效率及教學效果。

如何科學有效地評價學生學習效果，以提升學習效果為目的持續改進教學方法是當前“巖土工程測試與監測技術”課程改革的發展趨勢。

2?存在的主要問題

針對“巖土工程測試與監測技術”教學研究現狀與發展趨勢，對標一流課程建設與工程教育專業認證，國內高校在本課程教學中突出存在如下幾個方面的問題：

2.1?學生被動學習，主動性、積極性較低，課堂氣氛活躍度較低

本課程內容涉及較多測試的原理、方法、操作、規程，若教師缺乏實踐經驗，則難以講得生動精彩。因此，如何將授課內容以豐富多彩的形式講解，加深學生印象，引發學生思考，提升學生的課堂參與度，是本課程較為突出的問題。

2.2?課程的高階性、創新性、挑戰度仍需提高

本課程所用課本為《巖土工程測試與監測技術》，由宰金珉主編，中國建筑工業出版社出版。課本整體來看難度較低，課程內容創新性仍需提升，對學生來說挑戰性較低。這就需要授課教師加強課程建設，拓展教學內容，拔高課程難度，緊跟國內外先進技術與發展趨勢，提高課程的高階性、創新性、挑戰性。

2.3?缺少學生可實操、實踐的課程設計案例、數據分析工具

本課程內容較為全面，但缺乏可實操、實踐的課程設計案例供學生練習。另一方面，本課程的突出問題在于測試與監測數據綜合分析方法缺失，多種類型的測試與監測數據如何使用？如何統籌分析？如何得出結論？國內高校相關方面課程教學內容均有所缺失。

2.4?學生學習效果評價方式較為單一

本課程主要以提問、作業、考核等方式評價學生學習效果，應針對本課程側重應用與實踐的特點，增加相應的學習、實踐效果評價方式。再者，課程考試大多以知識點記憶為主，這有違工程教育認證理念，如何將課程考核變得有難度、有深度、有新意，也是目前存在的問題。

3?教學改革與探索

結合教師的教學實踐與目前存在問題，本文提出教學改革理念與措施如下：

3.1?以學生為中心的教學設計和教學方法改革

（1）結合多媒體資源及網絡資源的理論教學內容與形式研究。單純的多媒體圖文講授效果不佳，可通過網絡視頻搜索及視頻錄制，為測試與監測教學內容增加相應的視頻介紹，包括儀器的使用及工作過程、監測儀器的布置以及監測工作過程等。合理設計不同形式教學內容占比，從而給學生更加直觀、深刻的認識。

（2）學生充分參與的課程試驗、實踐內容設計研究。充分設置不同類型課程試驗、實踐內容，以分組的方式使學生動手開展各類測試與監測試驗，充分利用防災科技學院地下結構與工程地質試驗場地。

（3）多種形式調動學生主觀能動性。探索啟發互動式教學、小組討論、課程匯報、前沿探索等多種形式的教學方法，啟發學生主動思考，主動發現問題、解決問題。

3.2?以目標為導向的課程建設，提高課程的高階性、挑戰性、創新性

（1）對照工程教育專業認證與一流課程建設，細化、深化課程目標，使其充分支撐畢業要求指標點，并能適應社會發展需求。

（2）針對課程中所缺乏的測試與監測數據綜合分析開展相應的課程建設，提升課程的高階性、挑戰性。為不同的工程項目設置相應的數據分析方法，使學生針對不同工程案例、不同的測試與監測數據，合理地開展分析。

（3）引入先進的測試與監測手段及行業發展的最新動態，提升課程的創新性。通過前沿分享、案例分析等方式，引導學生聚焦前沿，關注行業進展。

3.3?設置多元化的學生學習效果評價方式，建立持續改進機制

（1）調整課程考核形式，提高實驗課、實踐課、課程設計、課程匯報在課程考核中的占比，同時改革試卷考察題目內容設計，使其符合工程教育認證理念。

（2）給予學生一定的上臺講述的機會，評價學生自主學習效果。發布開放性題目，學生自主尋找授課資源，自主制作課件，獨立上臺講授，全方位地評價學生各方面的學習情況。

（3）建立學生學習反饋與互動機制。具體包括授課前的調研、講授中的互動、課后的答疑與調查問卷，形成持續改進機制。

4?實施方案

4.1?課程目標

通過教研會議探究與討論，對標工程教育專業認證與一流本科課程建設，本課程的課程目標歸納為以下三點，供國內教師同行參考：

（1）能夠基于各類巖土測試與監測方法的基本原理、內容與手段，針對工程需求選用合理的巖土測試與監測方法。

（2）能夠結合工程實際條件實施地基加固檢驗與檢測、樁基礎測試與檢測、基坑工程監測、邊坡工程監測和地下工程監測。

（3）能夠依據相關測試與監測規范要求，采用信息技術工具和專業軟件，分析監測數據，具備工程問題判斷與預測評價能力。

課程目標對應學生畢業要求指標點及內容為：

（1）能夠正確采集、處理、分析和評價實驗數據，對地質、鉆探、物探和工程等綜合信息進行多源綜合分析，獲取合理有效的結論并應用于工程實踐。

（2）能夠了解、選擇與使用恰當的現代儀器、信息技術工具、工程工具和專業模擬軟件，對地質工程領域復雜工程問題進行預測與模擬分析，并能夠理解其局限性。

4.2?教學內容及教學方式

（1）教學內容按照課本章節展開，應特別注意增加現場實操視頻，增加授課生動性。同時，將科研成果引入教學中，在課程設計中增加測試與監測數據分析案例，使學生具備測試與監測數據分析能力。

（2）教學方式應堅持板書與多媒體課件相結合、講授與討論相結合，注重實驗室以及現場教學。適時地開展翻轉課堂，給予學生上臺講述的機會。

4.3?課程考核與評價改進

（1）課程考核應以課程目標達成度為指導思想開展，本文提供課程考核方式供相關同行參考：

課程的總成績由期末考核成績、平時成績組成，期末考核成績占50％，平時成績占50％，期末以閉卷考試的方式作為本課程的評定成績方式，平時成績包括隨堂測試、工程案例匯報、作業，最后給出綜合成績作為本課程的最終學習成績?？傇u成績=平時成績（作業、隨堂測試、匯報，占50%）+期末成績（筆試，閉卷，占50%）。其中，平時成績（50%）=隨堂測試（30%）+工程案例匯報（10%）+作業（10%）。

（2）雙向評價機制。學生為教師授課情況評分，教師為學生學習情況打分，并互相提出優缺點與意見。

（3）持續改進機制。教師應根據課程目標點計算課程目標達成度，并進行達成情況分析，提出各個課程目標存在的問題，并給出改進措施。

結語

作者結合“巖土工程測試與監測技術”課程特點及課堂教學經驗，對照工程教育專業認證理念與一流課程建設要求，介紹了本課程當前研究現狀，分析了本課程教學中存在的問題，在教學設計、教學方法、課程建設、持續改進機制等方面提出了教學改革措施，并從課程目標、教學內容與教學方式、課程考核與評價改進等方面提出了可供同行參考的實施方案。相關措施的落實不僅有助于教師教學效果的提升，同時可培養學生的獨立思考、語言表達、動手實踐能力，引導學生樹立正確的價值觀和職業操守。

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基金項目：防災科技學院教育研究與教學改革項目（JY2023B08）

作者簡介：張建勇（1993—?），男，漢族，山東青島人，博士，講師，研究方向：工程地質、巖土工程領域科研與教學研究。