殷齊麟　翟金金

【摘要】《海洋工程土力學與地基基礎》是海洋工程與技術專業必修的學科基礎課，對后續專業課程的學習和學生畢業后從事實踐工作有重要作用。在卓越工程師背景下，把“以學生為中心”的教學理念作為提高教學水平的一個重要手段，圍繞教學目標、注重實踐的教學內容、新穎出彩的教學設計以及多樣的考核方式等，提出改革措施并進行具體實踐，充分發揮學生的主觀能動性，將以知識講解為主的授課模式轉變為以科學思維、創新能力培養為核心目標的教學模式，激發學生的問題意識與創新能力，讓課堂轉變為學生個性特長的彰顯與能力發揮的平臺，取得了良好的教學效果，提高了教學質量。

【關鍵詞】海洋工程土力學與地基基礎? 卓越工程師? 教學改革

【基金項目】2019年度江蘇省自然科學基金項目“海床聯合液化對自升式平臺樁基復合承載性能的影響及評價方法研究”（BK20190974）;2019年度江蘇省自然科學基金項目“基于精細化耦合數值模型的臺風風暴潮強度等級劃分策略研究”（BK20190970）。

【中圖分類號】G642.0 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2022）04-0088-03

為適應高等教育發展的新形勢，推動海洋工程與技術專業“卓越工程師教育培養計劃”教育教學改革的深入開展，以學生為中心，以學習結果為導向，以能力培養為核心，在保持傳統的“卓越工程師教育培養計劃”理念基礎上[1-2]，對現有專業課程體系進行整合、優化和精簡，重構2018版本科海洋工程與技術專業卓越工程師人才培養方案。依據海洋工程與技術專業課程本身知識邏輯，按照學生能力、素質培養內在規律，科學設置專業課程體系，重構專業課程體系。在專業選修課程中，增加了研究與交叉學科課程的設置，以滿足學生畢業后對升學走向的需求，這也是人才培養定位和社會發展多元需求的體現。在專業必修課中設置和海洋工程裝備設計、研究、制造、檢驗、使用、教育和管理相關的課程，以滿足學生學習模塊化和就業多元化的特點，在學生就業遇到海洋油氣行業不景氣的情況下能很快適應轉入到相近行業中進行就業和深造，充分體現“以學生為中心”的課程設計思路。《海洋工程土力學與地基基礎》課程的教學方式已經不能滿足工程實踐能力的要求，在此背景下對《海洋工程土力學與地基基礎》課程的改革迫在眉睫。

1.課程目標設定

《海洋工程土力學與地基基礎》是海洋工程與技術專業必修的學科基礎課，通過本課程的理論教學、案例研討以及學生自主學習，學生不僅可以熟悉和掌握海洋工程與技術專業需要用到的土力學與地基基礎的理論知識（土的物理性質及其指標、土體的滲透性和滲流理論、土體應力計算及有效應力原理、土體固結變形理論和強度理論），也能夠運用海洋工程土力學基本原理解決海洋工程的地基承載力和結構穩定性等相關工程問題。學生應達到的具體課程目標如下：

（1）熟悉土的基本物理力學性質，掌握滲透、固結理論，掌握地應力、水平和豎向承載力的計算方法。

（2）培養應用海洋工程土力學的基本原理和方法解決實際工程中地基承載力問題的能力。

2.教學內容設定

卓越工程師教育培養計劃旨在培養海洋工程與技術專業的畢業生成為具有創新精神和實踐能力的高級應用型卓越工程人才，能在海洋工程裝備設計、研究、制造、檢驗、使用、教育和管理等部門從事技術和管理方面工作[3]。而《海洋工程土力學與地基基礎》是海洋工程與技術專業一門專業核心基礎課，本課程所涵蓋的內容偏多，各種概念也比較龐雜，知識點瑣碎，在實踐中應用強大，幾乎所有的海洋工程問題都離不開土的受力和變形。然而本課程的總課時僅有16學時，在學時少、內容多的前提下，為了讓海洋工程與技術專業的學生掌握與海洋工程地基基礎相關的土力學知識，并且培養學生的創新能力，本課程重點選取了以下教學內容，包括：

第一單元? 土的物理性質與工程分類：土的三相屬性;土的物理性質指標;土的液限和塑限;飽和度與海洋土的特性。

第二單元? 土的滲透性與滲透破壞：土的滲透性的概念;達西定律及適用范圍;滲透破壞相關的工程問題。

第三單元? 土體應力計算：地基自重應力;地基附加應力的計算;有效應力的原理及應用。

第四單元? 土的壓縮與固結：土的壓縮性與變形模量的概念;地基沉降量計算;地基固結理論。

第五單元? 土的抗剪強度：土的破壞準則和極限平衡條件;土的抗剪強度及強度指標的測量。

第六單元? 海洋結構物與土體的相互作用：海洋巖土工程結構;接觸面摩擦屬性;接觸面摩擦力計算。

第七單元? 樁基結構的地基承載力：靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力; p-y曲線及水平承載力計算;豎向承載力理論經驗公式;案例分析——座底式結構物樁基的豎向承載力計算。

3.出彩教學設計

《海洋工程土力學與地基基礎》課程教學內容較多，而課堂教學課時縮減較大（僅16學時），單純的課堂教學不能讓學生完全掌握所學的土力學相關的內容，僅在課堂上教學無法完成必要的教學任務，同時也不能達到預期的教學效果。改進傳統的課堂教授的模式，充分發揮學生的主觀能動性，有效利用高校的網絡學習環境，結合混合學習理論和學科教學特點，開展線上+線下混合學習實踐。

慕課堂是在中國大學MOOC聯合30余位混合式教學專家權威打造，提升課堂教學效率的智慧教學工具。慕課堂包含1333門國家級線上一流本科課程精品資源，同時能夠保證校內教學資源一鍵使用;實現教學互動：簽到、練習均可在線上進行，同時慕課堂可以在電腦、手機多端使用，不受地點限制;此外，慕課堂可進行全自動教學日志成績統計。在上課前，教師創建慕課堂關聯精品MOOC，通過“創建課外任務、添加線上課時”為學生布置課前需完成的視頻學習任務。通過慕課堂后臺的學情統計數據查看學生的線上學習情況，并據此設計課堂上更符合學生認知水平的教學內容、活動。上課過程中，利用慕課堂發布練習，即時掌握學生答題情況，提升課堂學習效率;利用慕課堂隨機分組功能，實現異質化分組;利用慕課堂問卷功能制作投票問卷并發布，讓學生選出優秀小組，激發小組間良性競爭。下課之后，教師可以發布公告，提醒學生學習任務。利用慕課堂后臺學情統計功能導出學生學習數據并分析，對學生進行差異化管理。慕課堂不僅能夠有效支持教師開展混合式教學、線下信息化教學等多種教學場景，而且能夠幫助教師快速開展課堂練習、匯總學生線上線下成績，并具有在資源、互動以及數據方面的核心優勢。線上+線下混合教學改善了傳統課堂以講授知識為主的弊端，充分發揮學生的主觀能動性，方便學生進行自主學習，同時促進教師有效管理課程、開展教學活動，提高教學質量。

《海洋工程土力學與地基基礎》是海洋工程與技術專業的一門專業基礎課，除強調理論學習，也很注重實驗能力。課程實驗可以讓學生驗證、鞏固和加深課堂所學的基礎理論知識，更重要的是培養學生的實驗操作能力、綜合分析問題和解決問題的能力以及學生自主設計實驗的能力，使學生養成嚴肅認真、實事求是的科學態度和嚴謹的工作作風。由于課時的限制，沒有設置實驗課時，而本課程又需要學生動手實驗機會，聯系工程實踐能力。海洋工程與技術專業向學院申請課程資助，結合課程特點開展本科生創新培養計劃項目，學生在指導老師的帶領下，利用課外時間進行工程實踐問題的研究。

4.創新課堂教學方式

《海洋工程土力學與地基基礎》課程采用線上+線下混合教學模式，學生可以通過網上在線學習平臺進行自主學習，課堂教學可以一改以往“填鴨式”的教學方式，充分發揮學生的主觀能動性，將知識講解為主的授課模式，轉變為以科學思維、創新能力培養為核心目標的教學模式，激發學生的問題意識與創新能力，將課堂教學由“死板沉寂”變為“活躍開放”，讓學生思維“轉”起來、實踐“動”起來，把課本內容變成自身真正深入理解、掌握的活知識，讓課堂轉變為學生個性特長的彰顯與能力發揮的平臺。《海洋工程土力學與地基基礎》特別注重工程實踐經驗，可以從案例型內容引入，以實際的海洋工程地基基礎滲透破壞問題為例，讓學生在實際工程案例中找到土力學問題——滲透破壞，從問題開始講授土的滲透性的相關理論知識，滲透性概念、達西定律及適用范圍、滲透破壞的危害，引導學生不斷思考，激發學生學習的興趣，調動學習學習的自主性。然后按照所講授的土的滲透性相關理論知識，將學生分成幾組，圍繞實際的工程問題，探討土的滲透破壞形式和滲流模式交流意見，互相啟發，讓學生的思維“轉”起來。最后教師圍繞大家的發言，再進行課程總結，這種以學生為中心，以教師為輔導的課堂教學方式充分調動了學生學習的熱情。通過科學合理地組織案例討論、互動式教學，充分調動學生的積極性，將提問、啟發、灌輸、辯論、討論融為一體，培養學生的自信心和各種綜合能力，提高課堂教學效果。

5.考核模式選擇

《海洋工程土力學與地基基礎》的考核主要由平時成績和期末考試成績兩部分組成。平時成績主要靠出勤和作業給定，期末考試有些學生可能通過臨考前突擊復習，可以取得不錯的成績，這種考核方式主要看學生掌握多少課本知識，只是“紙上談兵”，不能反映學生對本門課程的掌握情況。而卓越工程師教育培養計劃要求學生能夠綜合運用所學知識、技術，分析并解決海洋工程相關領域復雜工程技術問題，這種考核方式并不能讓學生達到這種目標。課程考核方式不再是“一考定終身”，采用平時成績（線上線下出勤、課堂表現、線上學習完成度和平時作業）和期末考試成績共同給出。平時成績重視過程監控，將考勤、課堂表現、課程分組展示、工程案例分析、網絡平臺自主學習與作業等綜合起來考查，評定最終的平時成績。期末考試根據課程特點、教學目標和教學難度，注重工程實踐應用——樁基結構的地基承載力，考查學生的創新能力和獨立見解能力。課程考核可以全面地考查和提高學生的理解分析能力、自主能力、實踐能力和創新能力，向著把學生培養為卓越工程師的目標靠近。

6.教師自身專業水平提升

教師自身的專業水平很大程度上決定著教學效果與學校教育教學質量。《海洋工程土力學與地基基礎》是海洋工程與技術專業的一門專業基礎課，除強調理論學習，也很注重工程實踐經驗。目前學校對教師的科研能力考核任務較重，“唯SCI論文論”“唯基金論”的生存環境讓很多教師把絕大部分精力投入到SCI論文寫作上和申請科研項目上，輕視海洋工程經驗技術的學習積累，沒有實際的海洋工程經驗，成為照本宣科的理論派，不能把實際的工程問題帶入課堂教學。卓越工程師教育培養計劃旨在培養海洋工程與技術專業的畢業生成為具有創新精神和實踐能力的高級應用型卓越工程人才，這就要求教師不斷整理海洋工程中有關的土體液化問題、海洋平臺地基基礎樁土作用下的土體變形、土的滲流問題等工程問題，不斷學習，與時俱進，豐富自己的專業知識，根據教情、學情及教材的重點、難點、易混點，合理設計教學環節及教學活動，在解決工程實踐問題的同時，講授海洋土力學課程的有關知識，有效調動學生積極性，使學生在自主、合作、探究的過程中獲得知識，提升能力。在整個教育過程中，教師應當能夠清楚地了解學生的現有水平和畢業時應該達到的水平，弄清使學生達到相應水平所需要設計的適合學生的教育結構，注重學生的學習產出。同時，教師要向優秀教師學習，找出自身不足，引以為戒;同一學科教師之間要相互聽課，增加學習與交流;教師應該加強自我反思，針對教學中存在的問題和不足進行修改再修改，減少問題出現次數，促進教師的專業水平的發展。

7.結語

《海洋工程土力學與地基基礎》學時少，內容多，工程實踐應用強，不僅強調理論學習，更注重工程實踐經驗。在卓越工程師教育培養計劃的背景下，本文從教學目標、教學內容、教學方法、考核方式以及任課教師等方面進行了《海洋工程土力學與地基基礎》的教學改革，提高教學質量，使專業基礎課課程教學達到預期目標，進一步推動海洋工程與技術專業教育教學改革，最終達到本專業培養具有創新精神和實踐能力的高級應用型卓越工程人才的目標。

參考文獻：

[1]楊浩瓏，孟江，石玲.基于卓越工程師的油氣儲運工程專業實驗教學改革研究[J].廣州化工，2021，49（23）： 90-91.

[2]武朝軍，解瑞俊.卓越工程師計劃下的“化工原理”課程教學改革與實踐[J].當代化工研究，2021（20）： 131-133.

[3]高海濤，張永鋒.卓越工程師人才培養路徑探索[J].大連民族大學學報， 2021， 23（6）： 574-576.

作者簡介：

殷齊麟（1990年-），男，山東濟寧人，工學博士，講師，主要從事海洋結構物基礎與海床相互作用研究。

翟金金（1990年-），女，河南商丘人，工學博士，講師，主要從事港口海岸與近海工程環境與結構的相互作用研究。