應用型本科院校邊坡工程課程內容教學改革探索

黃偉 劉東燕?└堆┟?

邊坡工程是一門交叉行的綜合課程，更是一門實踐性強的課程。為了滿足社會對專業應用型人才的需要，對邊坡工程課程體系和內容進行改革探索。注重引領學生學習熱情、加強教學內容的邏輯性、科學性和實踐環節，取得了良好的改革效果。

邊坡工程教學改革應用型本科邊坡工程課程是研究鐵路、公路、水利、建筑、礦山、隧道等行業工程建設遇到的邊坡工程勘察、設計、施工、監理以及監測的一門交叉課程。其課程內容涉及巖石力學、土力學、工程地質和有限元理論，具有綜合型強、復雜性強、理論性強和實踐性強的特點。由于西南地區基礎建設過程中遇到大量的高邊坡，因此，國內開設邊坡工程的高校主要集中在西南地區，如成都理工大學、重慶大學、重慶交大和重慶科技學院。目前，為了培養適應山城重慶建設行業急需的專業應用型人才，我校土木工程專業將邊坡工程課程設為巖土方向本科生必修的一門專業核心課，其目的是通過課程的學習，讓學生全面掌握邊坡工程勘察技術要點、邊坡穩定性分析基本原理和方法、常用邊坡設計類型和設計方法、邊坡變形監測等內容。同時，讓學生熟悉邊坡工程研究前沿基礎，開闊本科生學術視野，為進一步的科學研究打下堅實基礎。

應用型本科教育的提出和深入發展，為契合實際考慮應用型本科院校的邊坡工程課程建設和改革提出了更高的要求。傳統的邊坡工程教學內容嚴重偏向于理論教學、如邊坡穩定性分析、邊坡數值模擬分析等，且實踐環節與理論教學嚴重脫節，已不再適應企業對專業應用型人才的需求。為此，針對我校地處山城重慶的實際情況以及企業對專業應用型人才的需要，我校土木工程教學團隊以拓寬學生的知識面為重點，以增強學生分析問題和解決實際問題能力為目的，共同研究、制定和優化教學內容，對邊坡工程課程內容教學體系進行改革探索。

一、課程的主要內容

邊坡工程課程的任務是：使學生掌握邊坡勘察、設計和施工的基本理論知識和方法體系；培養學生理論聯系實際，以及分析問題和解決實際問題的能力，為學生今后從事邊坡工程設計、施工和技術管理打下良好基礎。

根據高等學校土木工程專業指導委員會的規定，邊坡工程課程主要內容包括：邊坡工程概述、邊坡的破壞類型及機理、邊坡設計的基本資料及基本原則、邊坡的地質勘探方法、邊坡穩定性分析與評價方法、邊坡工程防護技術及加固處理方法。

邊坡工程課程知識量大、體系龐雜、理論與實踐并重，與《建筑邊坡工程技術規范》重點條文緊密相扣，且與工程地質學、土力與基礎工程學、巖石力學、數值模擬、爆破工程學等學科交叉聯系。針對繁雜的邊坡知識體系，如何調動學生的熱情積極主動學習？如何把握課程主線，使學生深刻理解邊坡計算理論和設計方法？如何通過教學內容和教學方法的改革，達到學校的人才培養目標以及培養學生成為受企業青睞的人才，是應用型本科院校邊坡工程課程內容教學改革的重點和難點。

二、課程內容及教學方法的改革

邊坡工程課程屬于傳統的應用型課程，與實際工程緊密聯系，其教學內容涉及理論教學與實踐教學。為使學生既懂邊坡工程中的理論知識，又懂實踐經驗，我校土木工程教學團隊對該課程進行了一些改革嘗試。

（一）引領學生的主動學習熱情

使學生保持強烈的求知欲和學習熱情是學好邊坡工程課程內容的關鍵。傳統的邊坡教學采用單一的教學方法，片面地強調基礎理論知識，這樣多次上課后造成學生求知欲和學習熱情低下，甚至產生抵觸和厭學心理。為避免這種狀況，我們結合山城重慶大量高邊坡的工程案例和重慶高校及科研院所編制的國家標準《建筑邊坡工程技術規范》，以多媒體為載體，將工程實例中的邊坡照片、現場視頻與基礎理論和規范中的概念、要素有機結合，使抽象枯燥的邊坡工程內容具體化，最后生動形象地傳遞教學內容，使學生更好地理解學習邊坡工程的實際意義以及今后工作中所面臨的具體問題。實踐表明，當老師結合工程實踐講授理論知識時，學生們的學習熱情非常高，他們能針對工程實際提出許多自己不懂的問題與老師交流互動，老師將理論與工程實踐相結合，一一解答學生問題，增強學生的學習效果。

（二）加強教學內容的邏輯性和科學性

邊坡工程課程內容以邊坡工程勘察、設計、施工和監測為邏輯主線，課程教學過程中嚴格根據邏輯主線按照“提出問題—分析問題—解決問題—結果和結論討論”的方式組織教學，例如，針對邊坡穩定系數求解，首先明確穩定系數的概念及意義，其次構建圓弧形和折線形數學模型求解邊坡穩定系數，最后討論穩定系數的影響因素以及對邊坡穩定性評價意義。

由于邊坡工程屬于交叉學科，在講授過程中引導學生運用土力學、工程地質和巖石力學的基本知識加強對土質和巖質邊坡穩定性、擋墻土壓力計算以及支護設計等重點、難點的深入理解。

（三）加重實踐教學環節

其一，案例訓練。引入多個重慶地區高邊坡的真實工程案例，分組布置邊坡勘察、評價和治理的實踐作業。在勘察作業中，重點強調學生對巖土參數標準值的統計計算；在評價作業中，重點強調學生對評價方法和適用條件的選擇；在治理作業中，重點強調邊坡支護概念設計和施工質量控制。通過以上工程案例的實踐，幫助學生深入理解和掌握邊坡工程勘察、設計和施工理論，并達到靈活應用的目的。

其二，采用合適的軟件，加強學生上機實踐操作。在傳統教學中，邊坡工程的穩定性評價通常采用ANSYS和FLAC3D軟件建模并進行分析，但教學實踐表明，這些大型商用英文軟件對本科學生的使用要求非常高，學生很難掌握。經前期調研和學生的使用反饋表明，GEO5軟件非常適合我校本科生使用，其友好的交互界面和明朗的設計流程易于學生上機實踐操作。經過巖土數值模擬實踐專周的訓練，學生能夠獨立完成邊坡穩定性評價及設計工作。

（四）師生互動、精講重難點

教學過程中，土木工程教學團隊的教師更多地將師生關系定位于平等的朋友關系，以拉近與同學之間的距離。采用教學模型、演示動畫、文獻查閱和開放式教學方式對邊坡工程中的重難點進行講解，如基本概念中的穩定系數和安全系數常，各類型土壓力計算以及擋土墻穩定驗算、滑移驗算等。通過以上方法，學生能構建邊坡受力模型，深刻明白邊坡破壞機理，同時提高學生分析問題和解決問題的實踐能力。

三、邊坡工程課程體系改革效果與展望

經過我校土木工程教學團隊對邊坡工程課程內容系統的改革與創新，極大地激發了學生的求知欲，擴大了學生的知識面，提高了學生分析問題與解決問題的能力，使學生由以前的“理論型”發展為應用“實踐型”。經過與勘察、設計和施工單位交流，用人單位普遍反映學生動手能力強，學生畢業后能夠在較短時間內獨自勝任邊坡工程勘察、設計、施工和地質災害防治工作。

目前，絕大部分邊坡工程教材是基于《建筑邊坡工程技術規范》（2002）版編著的，有的重要內容與2013版邊坡規范相矛盾。今后，邊坡工程課程內容改革還需進一步加強和完善，尤其是與新規范接軌，才能完善知識的更新。

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基金項目：重慶科技學院研究生教育教學改革研究項目（YJG2015y006）成果之一。endprint