适应于学科大类招生政策的地基处理教学改革研究

张莎莎 杨晓华 张林

[摘 要]为适应学科大类招生政策，地基处理教学学时由原来的50学时减少到32学时，而随着国家“一带一路”战略的实施，低碳、高效的地基处理技术越来越重要，其直接关系到在复杂环境下工程建设的成败。以长安大学道路桥梁与渡河工程（岩土与隧道工程）本科专业为例，提出相应的教学改革办法，即如何在有限的教学学时内，激发学生的学习兴趣，激励学生积极创新，引导学生有效利用课堂时间和充分利用课余时间，使学生掌握分析问题、判断问题、解决问题的科学思路。

[关键词]地基处理；岩土与隧道工程；学科大类招生；教学方法

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）07-0090-03

一、研究背景及意义

随着中国国民经济的健康、持续、快速发展，我国的土木工程建设规模日益加大，难度也在不断提高。同时，随着国家“一带一路”战略的实施，工程项目不断向海外扩展，其会遇到更多的未知难题和复杂工况。尤其是我国的高速铁路工程、高速公路工程、机场等基建的外输，如何在软弱土地基、特殊土地基等复杂工况下合理和高效的进行工程建设，这些都不可避免的需要地基处理相关背景的高级专业人才。

道路桥梁与渡河工程专业是国家特色专业土木类与交通类的交叉专业，其对应的学科从属于其下属的道路与铁道工程、桥梁与隧道工程等二级学科，是一门工程理论与技术方法相结合的专业，具有很强的实践性和复杂性。其主要培养国家交通运输网建设中急需的，能够从事公路、城市道路、机场工程、铁路工程、桥梁及隧道工程等方向的设计、施工、养护、管理等方面的科学研究和工程建设的高级人才[1]。

为了适应国家按学科大类招生的要求，长安大学从2016级本科开始执行大类招生政策，一些主干课程的课时都发生了变动，地基处理课程也由原来的50学时减少到32学时。地基处理技术直接关系到未来国家铁路、公路、机场等土木工程修建的质量、造价和进度问题，大部分道路桥梁与渡河工程专业学生未来工作都会面临地基如何处理的工程问题。如何帮助学生在有限的教学课时内获得更多的收获，成为今后道路桥梁与渡河工程（岩土与隧道工程）专业本科教学中亟待解决的关键问题之一。

二、地基处理教学现状

（一）现有地基处理教学内容及结构组成

目前，结合长安大学道路桥梁与渡河工程（岩土与隧道工程）本科专业的特点，其地基处理教材的主要内容包括两大部分：地基处理的基本定义、地基处理的对象和目的、设计程序等；具体的地基处理方法，如换填法、强夯和强夯置换、排水固结法、灌浆法、锚固法、复合地基理论及相应的处理方法（主要有碎石桩、土桩及灰土桩、水泥粉煤灰碎石桩、水泥土搅拌桩、高压喷射注浆法、低强度桩及混凝土薄壁管桩等）[2][3]，其中每一种地基处理方法的结构组成均包括基本定义、适用范围、基本原理、设计计算、施工方法、质量检测、工程实例分析及课后习题。在上述內容的基础上，增加新型地基处理技术的发展方向和特点。

（二）地基处理教学方法现状及存在的问题

目前，基于50个学时的教学课时，主要是通过宣讲的方式首先将地基处理的基本理论、处理原则、设计计算、施工工法及质量检测等内容讲授给学生，然后再通过工程案例分析教授学生解决实际工程问题的方法。由于地基处理课程涉及教学内容较多，要在50个学时将上述内容一一讲授给学生，课程中间穿插答疑解析，部分学生基本可以达到教学要求，但是由于不能直观的理解实际的施工措施和方法，依然存在部分学生的理解内容与教师所讲内容不相符的现象，而且面对这样一门实践性很强的课程，对于从未见过实际工程的学生而言，宣讲的内容太多又会导致学生听不进去、不好理解。

另外，基于教学目标和课程本身的要求，鉴于目前地基处理的考核方式还是以闭卷考试为主，考核与教学产生了不可避免的矛盾，其主要问题有以下几方面。1.由于国内外地基处理技术发展速度较快，没有非常合适的教材能够覆盖目前所有的地基处理技术现状，仅靠教师、课堂和书本完成不了所要达到的教学目的。如何培养学生在工作中尽快胜任工作，把握地基处理原则，掌握学习新技术的能力是本科培养阶段必须解决的问题之一。2.学生的工程意识不是文字、公式、定义能够培养出来的，需要经过深入、系统合理的教学过程，有针对性培养才能够见到成效。3.笔者在教学过程中发现，通过一个学期的学习，针对一个场地的地基处理，有些学生甚至提出了与工程实际不符的地基处理方法，完全不考虑施工机械如何设置的问题，这也与教学过程中缺乏施工动态动画有一定的关系。4.学生学习结束后存在一种普遍现象——对所学内容不敢较真，处于模棱两可的状态。主要原因是应用技术型学科具有实践性、复杂性和可变性的特点，仅靠教师的说教是不够的，还要充分挖掘学生主动学习的积极性。

三、适应学科大类招生政策的地基处理教学改革方案

地基处理课程是一门应用性和综合性都很强的学科。结合长安大学岩土与隧道工程本科专业特色，通过本科阶段的系统学习，在未来工作中，如何选择安全、环保、经济、合理的最优化地基处理措施是学生学习的主要目的。因此，如何在有限的教学课时内，使学生在学习过程中掌握地基处理的基本原则、把握技术发展方向、具有处理实际工程问题的能力是地基处理课程授课的最终目标，也是地基处理课程培养学生的关键点。

鉴于目前教学过程中存在的问题，为适应学科大类招生政策教学课时的改革方向，达到为国家“一带一路”战略顺利实施培养高层次人才的目标，论文提出了适应学科大类招生政策的地基处理教学改革方案，具体内容为以下三点。

1.通过制作典型地基处理技术的三维动画模型，使得教学方式更加形象，促使学生能更深刻的理解地基处理基础知识和基本原则。

为了适应学科大类招生政策，地基处理课程由原来的50学时减少到32学时，同时为了满足道路桥梁与渡河工程（岩土与隧道工程）专业学生今后的就业需求，激发学生的学习兴趣，在较短的课时内让学生掌握基本的地基处理原理，可以制作典型地基处理技术的三维动画模型。三维动画不仅可以形象地解释地基处理原理，还可以呈现出施工工法及施工机械的简单构造，可以让学生在较短的时间内对所要掌握的知识印象深刻。图1为强夯置换施工动画图。

2.基于工程案例，采用互动教学，激发学生积极利用课余时间主动学习地基处理技术，引导学生积极创新。

地基处理作为一门实践性学科，工程案例教学与传统的教学方法相比更能让课堂生动。虽然以往的既有教学也有工程案例，但是其主要是宣讲式教学的一部分，其教学方式依然是以教师讲授为主，学生被动听课，其并不能激发学生的主动性。而且，在过去50个学时的教学实践过程中，教师有充分的时间带领学生对每一种有代表性地基处理技术从基本定义、适用范围、加固原则、设计计算、施工措施到质量监测进行学习，然后再通过工程案例让学生加深对所学地基处理技术的理解。但是，为了适应学科大类招生政策，课时减少为32个学时以后，以往的教学方式显然已无法满足教学目标以及教学实践的要求。

基于以上对地基处理教学的认识，针对典型地基处理方法可以选择至少一个成功的工程案例和一个失败的工程案例，以此来介绍工程案例的实施背景、地质特征、工程性质、实施方案，以丰富学生的工程背景知识，让学生积累工程经验，使学生明确每一种地基处理方法的适用范围和局限性，同时让学生了解专业理论在实际工程中的适应性和不确定性，以提高学生在现场面临实际工程的实际应用和应变能力。同时，通过比较不同地区，不同地质情况的典型工程案例，明确同一种地基处理方式在不同地区、不同地质情况下，其设计方法和施工工艺都有所不同，以这方面的案例补充教材中未能反映的各地区地基处理工程的特点，可以激发学生的学习热情。在较少课时的条件下，应以互动式工程案例教学为主，引导学生发现问题、分析问题及解决问题，使学生参与到课程教学中来，让学生积极拓展课余时间。同时，在教学过程中，可以以长安大学公路学院岩隧所取得的科研成果为素材，比如以土工格室加筋、复合地基理论、注浆技术等作为教学案例，以此培养学生地基处理的创新意识。

根据教学内容和课时安排，具体地基处理方法的教学程序如图2所示。

3.适用于学科大类招生政策下的地基处理教学大纲改革方案。

在上述研究成果的基础上，提出明确的学科大类招生政策下面向道路桥梁与渡河工程（岩土与隧道工程）专业本科学生的地基处理教学大纲，其中教学目的、教学方法、教学形式，以及应达到的目标和具体实施方案上述内容均已述及。

基于32个学时的教学课时，结合本学科特色和三维施工动画，通过互动式案例教学、课下自主收集资料及自学的方式，地基处理技术及其相应课时的安排如图3所示。

四、结语

为适应学科大类招生政策，地基处理教学学时大量减少，而随着国家“一带一路”战略的实施，低碳、高效的地基处理技术越来越重要，其直接关系到在复杂环境下工程建设的成败。如何在有限的教学学时内，激发学生的学习兴趣，激励学生积极创新，引导学生有效利用课堂时间和充分利用、拓展课余时间，使学生掌握分析问题、判断问题及解决问题的科学思路，论文以长安大学道路桥梁与渡河工程（岩土与隧道工程）本科专业为例，提出了相应的教学改革办法。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 沙爱民，裴建中，雷显锋，等.适应我国公路建设大发展的路桥类本科人才培养模式研究与实践[D].西安：长安大学，2009.

[2] 《地基处理手册》编写委员会.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[3] 叶观宝，高彦斌. 地基处理：第3版[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[4] 鄧永锋，刘松玉.地基处理教学方法的认识[J].东南大学学报（哲学社会科学版.高等教育研究），2008（3）：103-105.

[5] 雷勇，贺建清，陈秋南.地基处理课程特点及教学方法探讨[J].高等建筑教育，2016（4）：82-85.

[6] 梁本亮.土木工程专业核心课程的教学方法研究[J].高等工程教育，2016（2）：189-192.

[7] 张久鹏，申爱琴，郝培文.道路桥梁与渡河工程（卓越工程师）专业现状与改革——以长安大学为例[J].大学教育，2016（6）：96-98.

[责任编辑：陈 明]