《工程巖土學(xué)》實(shí)踐教學(xué)體系的優(yōu)化改革與探索

牛岑岑 王菲菲 彭帥英

摘?要：??重點(diǎn)課程的實(shí)踐教學(xué)一直是本科教學(xué)體系中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。針對(duì)學(xué)校地質(zhì)工程專業(yè)和土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課《工程巖土學(xué)》，結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及與優(yōu)秀教師探討，提出對(duì)課程進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，從教學(xué)現(xiàn)狀，理論教學(xué)方法和手段的改革，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革和完善考核機(jī)制等層面入手，提高本科教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：?工程巖土學(xué);實(shí)踐教學(xué);教學(xué)質(zhì)量?;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：?TU4-4;G642?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???文章編號(hào)：1672-3791（2022）06（b）-0000-00

Optimization?Reform?and?Exploration?of?Practice?Teaching?System?of?Science?of?Engineering?Rock?and?Soil

NIU?Cencen1???WANG?Feifei2*???PENG?Shuaiying1

（?1?.?College?of?Construction?Engineering?，?Jilin?University?，?Changchun?，?Jilin?Province，130026??China?;2?.?Center?for?Teaching?and?Learning?Development?，?Jilin?University?，?Changchun?，?Jilin?Province，130026??China?）

Abstract：?The?practical?teaching?of?key?courses?is?a?very?important?content?in?the?undergraduate?teaching?system.?Aiming?at?the?professional?basic?course??Science?of?Engineering?Rock?and?Soil?of?the?school's?geological?engineering?and?civil?engineering?majors，?combined?with?my?own?teaching?experience?and?discussions?with?outstanding?teachers，?we?propose?to?carry?out?practical?teaching?reforms?for?Science?of?Engineering?Rock?and?Soil.?Four?main?contents?are?implemented?to?improve?the?quality?of?undergraduate?teaching?and?achieve?good?teaching?effect，?including?the?current?teaching?situation，?reform?of?theoretical?teaching?methods?and?means，?and?the?teaching?reform?of?experimental?practice?and?the?improvement?of?the?assessment?mechanism.

Key?Words：?Science?of?Engineering;Rock?and?Soil;?Practice?Teaching;?Teaching?Quality

人們?yōu)榱藵M足生活的需要，在地球上開(kāi)展了很多工程建設(shè)。因?yàn)楣こ探ㄔO(shè)一般是在地表和一定深度的地層，所以地質(zhì)環(huán)境對(duì)工程建設(shè)有著巨大的影響。由于相互作用關(guān)系，工程對(duì)地質(zhì)也有著非常大的影響。因此，為了研究地殼物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成部分，及在歷史長(zhǎng)河中如何演變，加快提高建筑物的安全性能，使地質(zhì)環(huán)境得到充分且合理利用，工程巖土學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，并在逐步發(fā)展起來(lái)。

《工程巖土學(xué)》是以地質(zhì)學(xué)的角度為基點(diǎn)，以巖土體基本工程地質(zhì)性質(zhì)和工程特性為主要內(nèi)容，探討巖土體相關(guān)的土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、基本物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)特征以及工程地質(zhì)分類的一門綜合型專業(yè)基礎(chǔ)課程[1]。

巖土工程和工程地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域正在以前所未有的速度發(fā)展，重要程度將更加凸顯[2-4]。當(dāng)前的符合潮流的開(kāi)放式教學(xué)體系，會(huì)隨著現(xiàn)代課程體系的進(jìn)一步建設(shè)，更加的多元化、現(xiàn)代化;重點(diǎn)研究課程指標(biāo)體系建設(shè)，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和方法、各類人才培養(yǎng)作為探索研究的重點(diǎn)，繼續(xù)推進(jìn)現(xiàn)代試驗(yàn)教學(xué)建設(shè)，加快教材的推陳出新，全面研究巖土工程建設(shè)水平[5-6]。

1?《工程巖土學(xué)》教學(xué)現(xiàn)狀

工程巖土學(xué)課程講究理論與實(shí)踐相結(jié)合，既有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，又有與實(shí)踐工程應(yīng)用息息相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，故可將工程巖土學(xué)課程作為基礎(chǔ)課和專業(yè)課的溝通橋梁。然而目前《工程巖土學(xué)》課程的教學(xué)存在以下3個(gè)問(wèn)題。

（1）?工程巖土學(xué)的理論教學(xué)中多以教師授業(yè)、學(xué)生被動(dòng)接受為主，教學(xué)內(nèi)容不僅全面、細(xì)致、知識(shí)點(diǎn)多外，主要缺乏創(chuàng)新能動(dòng)，因受限于課時(shí)，開(kāi)放式即啟發(fā)、引導(dǎo)式教學(xué)較少。學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏興趣和目標(biāo)，會(huì)感到乏味和無(wú)聊。

（2）在工程巖土學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)地位普遍偏低。實(shí)驗(yàn)課程按照傳統(tǒng)都是以學(xué)生空余時(shí)間，沒(méi)有主課的前提下，分散開(kāi)課。由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多，分散的開(kāi)課方式無(wú)法保證學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目間的關(guān)聯(lián)性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（3）在工程巖土學(xué)的教學(xué)實(shí)習(xí)中，局限部分現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)、一部分在模擬工程和現(xiàn)場(chǎng)觀模教學(xué)工作方面進(jìn)行，已與工程實(shí)踐產(chǎn)生了較大的差距。由于儀器設(shè)備落后和缺乏，即便在現(xiàn)場(chǎng)講解，其教學(xué)效果與教學(xué)目的要求也存在一定的差距。

2?實(shí)踐教學(xué)的改革思路

《工程巖土學(xué)》課程兼具理論性與實(shí)踐性，課本里的知識(shí)是不足以解決實(shí)際問(wèn)題的，為了做到理論與實(shí)踐充分結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容也需要與時(shí)俱進(jìn)，在以理論為中心基礎(chǔ)上，增補(bǔ)工程實(shí)例、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、最新科創(chuàng)成果，且輔以習(xí)題庫(kù)，促進(jìn)學(xué)生們?cè)诨?dòng)群多多交流，引導(dǎo)學(xué)生掌握全面的知識(shí)。另外，需強(qiáng)調(diào)，無(wú)論何時(shí)，課堂都是學(xué)生學(xué)習(xí)的主戰(zhàn)場(chǎng)，是學(xué)生個(gè)性張揚(yáng)顯現(xiàn)的地方，是學(xué)生與學(xué)生、與教師之間互動(dòng)的場(chǎng)所，每位教師都需要思考研究如何將課堂作用最大化。針對(duì)該學(xué)科自身的特色，再與教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)相匹配，探索工程巖土學(xué)教學(xué)改革工作，使其更適用于高等院校的人才培養(yǎng)模式。

為了更進(jìn)一步，完善和加強(qiáng)這方面的教學(xué)工作，該研究擬從多方位培養(yǎng)具有科學(xué)性和工程適用性的復(fù)合人才出發(fā)，為了更好地與科學(xué)相結(jié)合，把最新的科研研究?jī)?nèi)容和工程實(shí)踐介紹給學(xué)生，進(jìn)行了工程巖土學(xué)實(shí)踐性教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)工作探討。在講授理論知識(shí)時(shí)，將計(jì)算機(jī)運(yùn)用到課堂，對(duì)廣大學(xué)生進(jìn)行形象化教學(xué)，以達(dá)到良好的教學(xué)目的。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)過(guò)程中，加強(qiáng)提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，與工程實(shí)際相結(jié)合，對(duì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行錄制，使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的理解，為實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果提供全新的模式。

3?實(shí)踐教學(xué)的改革方式與內(nèi)容

結(jié)合工程巖土學(xué)案例及視頻數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)出的一套經(jīng)過(guò)優(yōu)化的工程巖土學(xué)教學(xué)方案，形成具有系統(tǒng)性、整體性并能調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新能力及動(dòng)手能力的實(shí)踐性教學(xué)體系。

3.1?改革理論教學(xué)方法和手段

首先，在教學(xué)過(guò)程中要注意教育理念的轉(zhuǎn)變。學(xué)生為主，學(xué)生課前做好預(yù)習(xí)，哪里不明白，哪里不明確，帶著問(wèn)題走進(jìn)課堂;教師為輔，教師以引導(dǎo)為主，解決學(xué)生的疑惑，提升學(xué)生對(duì)于課程的興趣，共同協(xié)作完成一門課程的教育。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，應(yīng)對(duì)《工程巖土學(xué)》課程線上教學(xué)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)、組織與實(shí)施等工作。通過(guò)課前準(zhǔn)備、課中講解、課后總結(jié)這三段式教學(xué)模式，打破了傳統(tǒng)教學(xué)師生之間的時(shí)空限制，學(xué)生可以隨時(shí)學(xué)、隨時(shí)問(wèn)，教師隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、隨時(shí)解決問(wèn)題，增強(qiáng)了課程教學(xué)的互動(dòng)性、學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，從而提高教學(xué)質(zhì)量。因此，充分利用好線上教學(xué)平臺(tái)[7]，做好線上教學(xué)的組織設(shè)計(jì)工作將是未來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。

3.2?實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)課程的預(yù)習(xí)工作是非常重要的環(huán)節(jié)。學(xué)生在預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)課時(shí)，可以提前觀看共享實(shí)驗(yàn)視頻，熟悉實(shí)驗(yàn)流程與使用儀器方式方法，理解實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目標(biāo)與原理。實(shí)驗(yàn)課中對(duì)學(xué)生實(shí)際操作中遇到的問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)講解，真正做到一對(duì)一輔導(dǎo)。

在教學(xué)改革中將實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)相對(duì)分開(kāi)，即理論教學(xué)結(jié)束后，利用1～2周集中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有利于學(xué)生更好地將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中，鞏固教學(xué)成果。同時(shí)部分學(xué)生有更廣泛、深層次的學(xué)習(xí)需求，針對(duì)此開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的興趣和未來(lái)想研究的方向自主選題[8]。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)需建立綜合考核方式，不僅要考察實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的合理性和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成質(zhì)量，還要考察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的思考能力、實(shí)踐能力是否得到提高。

3.3?實(shí)踐教學(xué)改革

實(shí)踐教學(xué)旨在提高學(xué)生的實(shí)操能力和自主創(chuàng)新能力，是踐行素質(zhì)教育的重要途徑。學(xué)生直面實(shí)習(xí)過(guò)程中需用到的儀器設(shè)備，直觀了解實(shí)驗(yàn)，通過(guò)錄像對(duì)各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的技術(shù)要點(diǎn)做到心中有數(shù)，做到對(duì)總體的把握，為后續(xù)的工作實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在大量的資料基礎(chǔ)上，以國(guó)內(nèi)重大工程為依托，運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段，根據(jù)不同實(shí)際工程的基坑、邊坡支護(hù)和上層建筑的特征，采用工程實(shí)際與模擬相結(jié)合的方法，首先將相關(guān)的工程通過(guò)PPT教給學(xué)生，即將計(jì)算機(jī)運(yùn)用到課堂，對(duì)廣大學(xué)生進(jìn)行形象化教學(xué)，以達(dá)到良好的教學(xué)目的。在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，從這一角度出發(fā)，結(jié)合虛擬的生產(chǎn)實(shí)際，根據(jù)不同巖土體的工程類型：主要以原位載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、十字板試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、旁壓等試驗(yàn)和土體基坑開(kāi)挖方式的不同進(jìn)行實(shí)際工程錄制與動(dòng)態(tài)，同時(shí)，考慮到學(xué)生在不同環(huán)境條件下應(yīng)采用不同教學(xué)方法，結(jié)合土體實(shí)際工程的圖像數(shù)據(jù)和分析理論，從機(jī)理上分析基坑開(kāi)挖、地基處理方式、邊坡支護(hù)與加固方式的原理，確定最佳處理方式、加固方法及有效加固范圍，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)雙贏戰(zhàn)略全新的模式。

利用大量的資料，我們進(jìn)行了原位測(cè)試的錄制圖片的編輯工作，完成了靜力載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)等原位測(cè)試項(xiàng)目的編制，在三年級(jí)實(shí)習(xí)前試播放，其效果較好。以模擬工程實(shí)例為基礎(chǔ)，結(jié)合該校巖土工程教學(xué)實(shí)習(xí)（土體部分）基地的具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)一步優(yōu)化了三年級(jí)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，針對(duì)場(chǎng)地情況，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，改善實(shí)驗(yàn)條件，使學(xué)生能在實(shí)習(xí)過(guò)程中接觸到的是系統(tǒng)性、整體性均較強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，真正實(shí)現(xiàn)理論到實(shí)踐的全方面體驗(yàn)。

在每年的實(shí)踐性教學(xué)中，教師帶領(lǐng)學(xué)生參觀各類工程場(chǎng)地，并讓學(xué)生參與其部分工作，實(shí)現(xiàn)了利用實(shí)際工程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的理念。根據(jù)實(shí)習(xí)基地的建設(shè)想法，建立了國(guó)內(nèi)同類院校中最完整的實(shí)踐性教學(xué)基地，并提出廣泛利用社會(huì)資源，重視高校與企業(yè)、研究單位的合作教育，為學(xué)習(xí)拓展實(shí)習(xí)的場(chǎng)地與空間，積累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

3.4?完善考核機(jī)制

該課程考核滿分為100分，考試成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)占30%。其中，平時(shí)成績(jī)包含理論課、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課的出勤率和實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫(xiě)情況評(píng)分，而學(xué)生對(duì)該課程哪些部分感興趣有積極學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作動(dòng)手能力都不能在平時(shí)成績(jī)里體現(xiàn)出來(lái)。這樣一來(lái)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱允許的條件下，完善考核機(jī)制刻不容緩。按課程需求重新分配考核比例，出勤率，學(xué)習(xí)態(tài)度，創(chuàng)新，分組討論各占5%，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐動(dòng)手，實(shí)驗(yàn)報(bào)告各占10%，理論考試占60%。體現(xiàn)考核方式的多樣化與層次化，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)踐技能的價(jià)值所在，使學(xué)生重視理論的同時(shí)加大實(shí)踐水平的提升。

4?結(jié)語(yǔ)

以工程巖土學(xué)課為研究基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)體系的優(yōu)化改革與探索。結(jié)合工程實(shí)踐，利用計(jì)算技術(shù)，將工程資料進(jìn)行整理錄入，模擬工程實(shí)際，讓學(xué)生在課堂便能了解具體工程實(shí)施過(guò)程，并可以根據(jù)給定信息獨(dú)立進(jìn)行相關(guān)分析與設(shè)計(jì)，以克服過(guò)去單純的現(xiàn)場(chǎng)、室內(nèi)教學(xué)相脫節(jié)的教學(xué)狀況，達(dá)到真正教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的目的。同時(shí)，通過(guò)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與設(shè)計(jì)，使學(xué)生能進(jìn)一步親身體驗(yàn)每一個(gè)工程項(xiàng)目的實(shí)際實(shí)施過(guò)程，以達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、數(shù)據(jù)處理、場(chǎng)地評(píng)價(jià)、工程設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)的認(rèn)知能力，從而能更好地掌握不同類型工程項(xiàng)目的處理方案，為日后的工作奠定堅(jiān)實(shí)的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。

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