“新工科”视域下的地基基础类课程建设探索

戴轩 霍海峰

[摘 要] “新工科”是基于教育立德树人的要求及国家发展需要提出的工程教育改革新方向，这对于传统学科提出了更高的要求。地基基础类课程作为土木工程专业的专业课，课程知识体系繁杂、与实践结合紧密，目前教学内容和方式难以满足新工科建设的需求。在深入分析课程特点的前提下，针对创新型工程人才的培养目标和产业需求，形成了体现工程系统、体现学科交叉、体现全球视野的“新工科”课程教育改革路径，并进行了教学实践探索。

[关键词] 地基处理;新工科;全球化视野;民航特色

[基金项目] 中央高校基本科研业务费项目（3122018C017）;中国民航大学优质课程建设项目资助

[作者简介] 戴 轩（1988—），男，天津人，博士，中国民航大学机场学院讲师，主要从事基坑工程与场道工程理论与教学研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）29-0080-02    [收稿日期] 2019-09-29

一、引言

当今世界新一轮产业革命正在逐步兴起，其核心标志为以互联网、5G网络等为代表的新兴科技的蓬勃发展，引发一系列产业变革[1]。工程教育与产业的变革息息相关[2]。2017年2月23日，教育部发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》。新工科的具体内涵是以立德树人为引领;以应对变化、塑造未来为建设理念;以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才[3]。

新工科不仅指新兴的工科，还包括传统工科的转型、改造和升级，在学科交叉中寻找传统工科的新兴增长点，在新工科建设大潮中使传统工科迎来新的生命与生机[4]。对于传统学科，主动适应物联网、人工智能等带来的颠覆性影响，对自身教学内容、教学方法和教学方式进行改造升级已成为当务之急。本文根据笔者的课堂实践，以“地基处理”课程为例，对于地基基础类课程的“新工科”改革路径进行了初探。

二、地基处理课程特点及存在问题

“地基处理”课程为机场学院适应机场工程建设要求，从工程实践及产业需求出发新开设的一门专业课程。在该门课程的讲授过程中，发现其具有如下特点和问题。

1.课程知识体系繁杂，教学内容不系统。“地基处理”课程知识体系繁杂，目前，地基处理方法有将近数十种[5]。教师如果每个方法逐一讲解，在课堂上进行大量的理论推导，不仅离工程实际太远，也很难引起学生的兴趣。

2.地基处理方法不断更新，而现有课本知识陈旧。地基处理作为岩土工程较为活跃的领域之一，各种新工法、新技术层出不穷[6]。而目前课本知识点大多比较陈旧，仍然仅仅包括传统的地基处理方法。

3.课时量严重不足。本门课目前课时量严重不足，与机场工程中对于地基处理的迫切需求并不匹配，也难以满足教师传递课上知识点的要求。

4.缺乏国际化、前沿化教学内容补充。建设新工科，应处理好本土化与国际化的关系，新工科倡导学生具有全球化视野。反观目前的地基处理课程，仍以传统知识点为主，缺乏国际最前沿的工程知识的讲授，致使学生不了解国际通用的地基处理技术术语，也并不清楚国际上有哪些典型的地基处理工程案例。

三、“新工科”视域下的课程改革实践及心得

针对上述传统地基处理课程中存在的问题，并结合“新工科”对于人才培养的需求，提出如下课程建设及改革路径。

1.体现工程系统。地基处理所要解决的工程问题具有系统性、复杂性的特点。在讲授这门课程时，需将课程涉及的工程体系介绍给学生，具体方案如下。（1）建立课程内部联系。在课程内部，将基本的地基处理方法总结为“挖、换、压、夯、挤、拌、喷”七字口诀，并讲解这些方法之间的联系，再介绍这七字口诀分别对应那种地基处理方法，如“压”是指处理软土地基中的排水固结法。（2）建立地基处理技术的上、下序工程概念。如在地基处理前，往往进行工程勘察，确定基本地质条件。在地基处理进行之后，将进行基础工程施工;或者基坑底部有软弱地层，地基处理后进行基坑工程施工;或对于机场跑道来说，地基处理之后将进行土方工程或机场场道施工。（3）贯彻全生命周期设计理念。在讲解每一种具体地基处理工法时，均应讲解其对应的勘察、设计、施工、运行、评价全过程。

2.体现前沿技术与学科交叉。学科交叉是“新工科”的显著特征，在人才培养以及我国科技发展中，必将发挥重要作用。在上课过程中，笔者首先在知识点内部讲解现有地基处理方法之间如何交叉，如讲解真空排水+强夯、真空堆载+预压堆载等方法，通过启迪学生的思维，激发学生创造力。

对于学科之间，将人工智能、物联网、生物工程等学科的主要应用及与本门课的结合点贯彻到课程中。比如在讲解强夯法的施工，传统课堂仅讲解强夯法的机理及普通机械;改革后课程在此基础上讲解智能夯实的设备、原理及应用，真正将学科交叉落到实处。

3.体现全球视野。“新工科”的建设需扎根中国大地办学，为我们的祖国培养人才，培养学生们的家国情怀，同时应在国际上发出我们的声音。培养可承担国际工程的人才，应首先具备全球视野。为此进行了如下方面的改革。（1）选取了国际知名教材作为补充课程材料，供学生课下学习。国外原版教材是了解全球工程技术及工程教育方法最为直接的途径，直接将相关教材推荐给学生，可培养学生的全球视野。（2）自编双语教学讲义。考虑到学生们英语程度参差不齐，英语水平不好的学生很难一下子读懂全英文的教材。笔者自编了双语讲义，讲义中将英文专有名词及生僻词全部用中文标出，最大程度减少学生们的阅读困难。（3）选取国际工程案例。在授课过程中，选取大量国际工程案例。如在绪论讲解时，介绍了迪拜塔、加拿大的特朗斯康谷仓、意大利的比萨斜塔、日本的关西国际机场等国际工程案例。

四、结语

“新工科”的教育理念为工程教育进一步指明了方向。作为民航类院校，一方面课程应突出民航特色，另一方面在教学中体现工程系统、体现学科交叉、体现学科视野。本课程沿着这两个指导思想进行了初步探索，调动了学生的积极性，扩展了课程的内容，在日后的教学中此类课程将不断深化改革，为培养面向未来的工程人才服务。

参考文献

[1]夏建国，赵军.新工科建设背景下地方高校工程教育改革发展刍议[J].高等工程教育研究，2017（3）：15-19.

[2]胡波，冯辉，韩伟力，等.加快新工科建设，推进工程教育改革创新——“综合性高校工程教育发展战略研讨会”综述[J].复旦教育论坛，2017（2）：20-27.

[3]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[4]赵淑丽，孙建恒，王军林，等.新工科土木工程专业实践教学改革研究——以混凝土结构设计类实践课程为例[J].河北農业大学学报（农林教育版），2018（2）：31-34.

[5]郑刚，龚晓南，谢永利，等.地基处理技术发展综述[J].土木工程学报，2012，45（2）：127-146.

[6]刘汉龙，赵明华.地基处理研究进展[J].土木工程学报，2016，49（1）：96-115.