应用型高校土力学与地基基础课程教学改革<br/>——以宿迁学院工程管理专业为例

应用型高校土力学与地基基础课程教学改革
——以宿迁学院工程管理专业为例

2022-12-28蒋连接朱方之孙传智

四川建材 2022年10期

施云，蒋连接，朱浩，朱方之，孙传智

(宿迁学院建筑工程学院，江苏宿迁 223800)

0 前言

土力学与地基基础是一门理论性强、知识点多、工程计算复杂的专业课程[1]，特别是对于工程管理专业的学生而言，普遍存在对知识点不理解，考试不及格率高的情况，且学生学习后只会进行简答的套公式计算，缺乏一定的理解及工程感性认知。应用型本科高校担负着为国家培养应用技能型人才的教育重任，注重素质教育和能力培养[2]。一方面是学生的学习难度大，另一方面是国家及社会对应用型人才的需求，矛盾日益凸显。

1 存在的问题

1.1 招生不区分文理科

宿迁学院工程管理专业在2018—2019年的高考招生录取中未区分文理科，入学后班级中的文科学生数约占班级人数的50%～60%。而我校工程管理专业的人才培养方案是按工科类制定，工科类课程较多，毕业时授予工学学士学位，管理类及经济类课程相对较少。在教学过程中发现，高中选修文科类课程的学生由于缺乏必要的理科知识、空间想象能力及思维训练，导致学习难度较大，部分学生存在厌学、弃学现象。

1.2 课程设置不合理

我校在制定2017及2018级人才培养方案时采取的是“3+1”人才培养模式，即学生前三年在校学习专业理论知识，第四年到企业进行毕业实习并进行毕业设计，导致原本四年的理论教学任务被压缩到三年内完成，部分课程顺序被打乱重排，土力学与地基基础课程从第四学期提前到第三学期进行，导致土力学与地基基础课程与工程力学、建筑结构等课程同学期进行。而土力学与地基基础课程的学习要求学生需要具备相应的力学及结构知识，在实际讲授过程中经常出现学生因缺乏工程力学、结构力学或混凝土结构设计原理等知识而听不懂的情况，授课教师不得不现场进行补充，不仅影响了授课进度，而且增加了教师教学及学生学习的难度。

1.3 教师教学方法单一

在应用型本科高校普遍存在着压缩学时、学分现象[3]，且公共课程学分比例不断提高，导致专业课程学分及学时不断被压缩。我校工程管理专业土力学与地基基础课程学时由原48学时压缩到40学时，虽然在修订教学大纲时适当删减了部分教学内容，但是由于土力学与地基基础课程包含土力学及基础工程两部分内容，知识点较多，导致教师在教学过程中为完成教学任务采取“填鸭式、满堂灌”的单向灌输为主的教学方法，忽略了学生的学习能力及接受程度，导致教学效果较差。

由于土力学与地基基础课程理论性较强且公式较多，所以大部分教师仍采取传统的授课模式。传统的授课模式包括板书、多媒体PPT课件、板书+PPT[4]。采用多媒体PPT课件教学可节省教师的板书时间，更有效地利用课堂时间，增加教学内容。但是也存在一些不足之处，如不利于学生记笔记、学生难以跟上教学进度等问题。

1.4 忽略实验教学

由于传统工科向来轻实践教学、重理论的特点，且工程管理专业实验课程较少，所以土力学与地基基础课程往往得不到教师及学生的重视，4个实验项目，8个实验学时的实验成绩在总成绩中的占比只有10%，且实验报告较为简单，实验多为演示性实验，缺乏创新性。实验教学仪器及设备更新较慢，部分实验设备及仪器老化、损坏严重，实验设备台套数少，导致存在少数学生动手操作而其他学生在一旁观看。实验中心负责全院的实践教学，实验指导教师人数不足，导致学生对实验设备了解不充分，只能按照实验指导书中的实验内容及步骤，机械性地完成实验。

1.5 师资缺乏

我校工程管理系共有专任教师8名，建校办学十余年间，只引进了1名具有工程管理学科背景的专任教师，具有工程管理学科背景的专任教师一共4人，其余4人为土木工程系结构工程专业调入，缺乏工程管理专业背景，师资难以支撑专业的发展，教师教学任务繁重，2019—2020学年教师人均教学工作量607学时，远高于300学时的教学要求，同时还需承担繁重的毕业设计指导及科研任务。且我校2020年转制为省属公办院校后，要求招聘的专任教师必须具备博士学位或高级职称，师资补充较为困难。

2 教学改革措施

对以上存在的问题，迫切需要授课教师以应用型人才培养为目标，以学生就业为导向，结合学生及学校实际情况，从教学内容、教学方法、考核方式等方面进行教学改革。

2.1 优化教学内容，突出教学重点

土力学与地基基础课程主要包括土力学及基础工程两部分内容，课程内容庞杂，知识点较多。应当对教学内容进行优化，根据行业特点及发展前景对教学内容进行合理取舍，结合应用型本科高校办学定位，突出实际应用能力培养。教学过程中在土的性质与分类中删除了土的渗透及渗流这一内容，要求掌握影响土体击实效果的因素，掌握土的分类方法；土中应力计算部分删除有效应力原理；土的变形及地基沉降计算部分弱化分层总和法的讲解，重点介绍《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)方法，删除应力历史对地基沉降的影响，删除地基变形与时间的关系；土的抗剪强度中重点介绍库仑公式及莫尔-库仑强度理论，将土的抗剪强度测定试验放到实验课中讲解，做到理论联系实践；删除郎金土压力及库仑土压力计算，删除挡土墙设计，重点介绍地基破坏形式及地基承载力；对于浅基础设计章节，该部分由于对结构力学及混凝土结构设计原理知识储备要求较高，以往会花费大量课时在此部分，但收效甚微，学生普遍学得不好，只会按照书本例题套用公式，不能灵活应用，且随着土地资源的日益紧缺，建筑物越建越高，浅基础的应用越来越少，且工程管理专业毕业生很少从事结构设计工作，因此删减部分浅基础设计内容，适当增加桩基础知识，删除沉井基础及其他深基础，删除基坑工程，删除区域性地基，简要介绍地基处理的一些措施。

2.2 改善教学方法，提升教学质量

合理的教学方法是教师实现教学目标、提升教学质量、学生掌握知识结构的重要前提及手段[5]。以此，应当改变传统的“填鸭式、满堂灌”的单向灌输式教学，增加课堂互动、虚拟仿真、利用网络教育资源及实验教学等教学方法，提高学生的学习兴趣。

2.2.1 增加课堂互动

授课过程中教师可以通过提问、讨论、启发等方式增加课堂互动，即激发了学生的思考、加深了对所学知识的理解，还可增加课堂的趣味性、活跃课堂气氛。如在讲授《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)方法计算地基沉降计算时，首先介绍计算原理，然后启发学生将土看成一种材料，对于任意材料求其变形量需要知道哪些物理量，然后进行提问，接着根据学生回答情况分组进行讨论，引导学生回顾基底附加应力的计算，并根据之前讲的计算原理进行计算，总结计算过程及步骤，此时可给出计算例题，给出一定时间让学生进行计算，最后可挑选学生向全班讲解其计算思路，教学效果良好。

2.2.2 虚拟仿真教学

学生在校学习过程中除经历了学校组织的认识实习外，很少接触到施工现场，且基础工程为隐蔽工程，学生很难在生活中见到，部分学生空间想象能力较差，造成学生理解困难，教学质量不高。此时，必要的仿真软件可有效解决此问题，在教师的多方争取、学院的积极协调下，我系成功购置某教学仿真软件，学生可借助三维动画加深对知识点的理解，教学效果良好。

2.2.3 利用网络教育资源

前文提到在教学过程中存在力学及混凝土结构设计原理等部分课程知识点尚未学习的情况，为解决此问题，应当充分利用中国大学MOOC国家精品课程在线学习平台等优质网络教学资源，选取相关课程，建立SPOC课程或在超星网络教学平台上建立网络课程，将下次课程需要用到的相关课程知识设置成任务点，要求学生提前进行学习，教学效果良好。

2.2.4 重视实验教学

在以往的课时安排中，对于课程实验部分安排在理论课程结束后集中进行。这样做的缺点是实验所需的知识点在理论课程中已经讲过，但由于中间间隔的时间较长，不少学生已经忘记，且集中进行实验存在学生人数较多、动手机会少的问题。为此，授课教师积极联系教务办及实验中心，将实验课安排在理论课授课过程中进行，将相关知识点搬到实验室进行讲解。实验时分班、分批、分组进行，实验中心安排辅助教师与授课教师一起全程指导、协助学生进行实验，改变以往的演示性实验教学，要求每位学生都动手实验，将实验自主权交还学生,教学效果良好。

2.3 完善考核方式，丰富考核方法

在以往的考核方式上，学生的成绩由30%的平时成绩及70%的期末考试成绩构成，平时成绩由考勤、平时作业、实验成绩三部分构成，考核方式不够灵活，弱化了实验成绩，考核方法不够丰富，只有平时的纸质作业及期末考试。为此，将考核成绩改成20%的平时成绩、20%的实验成绩、60%的期末考试成绩组成。平时成绩由考勤及作业成绩组成，在纸质作业的基础上利用中国大学MOOC建立SPOC课程及利用超星网络教学平台建立网络课程布置作业。实验成绩由实验中心教师给出。

2.4 引入最新研究成果及技术

随着科研研究及基础设施的迅速发展，土力学及岩土工程的新理论、新技术、新产品、新工艺不断涌现，如微生物诱导碳酸钙沉淀消除砂土液化、BIM技术等。教材中的内容往往滞后于学科的发展，不能够及时反应研究发展水平及工程实践成果。因此，教师可将最新的研究成果及技术引入到教学活动中去，介绍新技术的研发背景、研发思路、技术内容及施工工艺，使学生了解一项新技术从技术开发、科学研究到实践应用的整个过程，培养学生的创新意识[5]。