巖土工程勘察案例教學(xué)研究
時(shí)間:2022-05-02 03:33:08
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摘要:工程能力培養(yǎng)是現(xiàn)代工程教育本質(zhì)及特征的重要體現(xiàn),通過高校本科教學(xué)研究及改革強(qiáng)化工程能力培養(yǎng)是高?;貞?yīng)社會(huì)工程實(shí)踐需求的重要措施和有力保障。本文結(jié)合土木工程(地下建筑方向)《巖土工程勘察》課程教學(xué),從課程特點(diǎn)出發(fā)探討了案例教學(xué)在教學(xué)改革中的應(yīng)用,分析了課程教學(xué)在工程能力培養(yǎng)方面的現(xiàn)狀不足,論述了案例選擇原則、基于核心知識(shí)點(diǎn)案例庫的構(gòu)建方式及案例教學(xué)的實(shí)施過程,提出了保障案例教學(xué)效果的具體措施。
關(guān)鍵詞:案例教學(xué);工程能力;巖土工程勘察;教學(xué)改革
自20世紀(jì)末以來,國內(nèi)外都在不斷加強(qiáng)和深化高等教育改革,大學(xué)生工程及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)成為改革的重點(diǎn)目標(biāo)。例如,歐美各國都提出了高等工程教育改革的“工程教育模式”;歐洲工程師聯(lián)盟提出了“FEANI公式”,用以指導(dǎo)歐盟工程教育改革[1];由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院提出的“CDIO教育模式”作為國際最新的工程教育理念,對高等院校學(xué)生的工程能力培養(yǎng)目標(biāo)提出了全面而系統(tǒng)的指引方針和實(shí)施要求[2]。而我國高等工科教育實(shí)施的“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是具有中國特色的工程教育改革,對把我國從工程教育大國向工程教育強(qiáng)國轉(zhuǎn)變具有重要的示范意義[3]。上述教育改革計(jì)劃無一例外地把“培養(yǎng)學(xué)生的工程能力”作為首要目標(biāo)。《巖土工程勘察》課程是我校土木工程專業(yè)(地下建筑方向)大三下學(xué)年的一門專業(yè)必修課,課程本身涉及的學(xué)科領(lǐng)域廣泛,具有理論知識(shí)點(diǎn)繁雜,綜合性、理論性和實(shí)踐性強(qiáng),新規(guī)范、新技術(shù)不斷更新,緊密貼合工程實(shí)際的特點(diǎn)。如何在課程教學(xué)中突出工程應(yīng)用性和實(shí)踐性,提升學(xué)生分析、解決工程實(shí)際問題的能力,成為教學(xué)改革的重要目標(biāo)和急需解決的問題。
一、工程能力培養(yǎng)與案例教學(xué)結(jié)合的內(nèi)涵與意義
工程能力是土木工程類工科學(xué)生必須具備的基本能力,是土木工程專業(yè)人才能力培養(yǎng)的首要目標(biāo)。工程能力的內(nèi)涵主要體現(xiàn)為學(xué)習(xí)知識(shí)及運(yùn)用知識(shí)的能力、工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐的能力、思考分析與判斷的能力,以及表達(dá)交流和創(chuàng)造創(chuàng)新的能力,是現(xiàn)代工程師應(yīng)該具備的重要基本素質(zhì)之一。工程能力的培養(yǎng)必須貫串于教學(xué)過程的始終。案例教學(xué)則是學(xué)生在掌握了相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和分析方法的基礎(chǔ)上,在教師的指導(dǎo)下根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合工程中的典型案例組織學(xué)生對案例進(jìn)行分析、討論和思考等活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究探索性學(xué)習(xí),從而加深學(xué)生對專業(yè)理論知識(shí)的理解,提高分析和解決實(shí)際問題的能力的一種教學(xué)方法[4-6]。從對工程能力培養(yǎng)的要求和案例教學(xué)方法的特點(diǎn)可以看出,在課程教學(xué)中采用案例教學(xué)法,將專業(yè)理論知識(shí)和工程實(shí)踐技能有機(jī)地結(jié)合,不僅可以使授課知識(shí)點(diǎn)具體化、明確化,還能夠活躍課堂氣氛,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增加學(xué)生和老師之間的互動(dòng)交流,有效地拓展學(xué)生的專業(yè)視野,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,從而真正實(shí)現(xiàn)將知識(shí)的積累轉(zhuǎn)變?yōu)椤皞€(gè)體人”的能力的提升。由此可見,在課堂教學(xué)中采用案例教學(xué),將兩者的目標(biāo)和需求有機(jī)融合,可以更好地提升教學(xué)效果,提高工程能力培養(yǎng)的質(zhì)量。
二、工程能力培養(yǎng)在《巖土工程勘察》教學(xué)中的現(xiàn)狀
《巖土工程勘察》作為土木工程學(xué)科的核心專業(yè)課程,在整個(gè)課程體系中起著重要的銜接作用,即工程的理論知識(shí)如何順利地轉(zhuǎn)化為實(shí)際勘察從業(yè)技能,所以該課程授課質(zhì)量直接決定著畢業(yè)生的職業(yè)能力。目前的課程教學(xué)實(shí)踐在工程能力培養(yǎng)方面仍存在如下現(xiàn)狀和不足:1.授課內(nèi)容交叉重復(fù)、沒有考慮專業(yè)方向特色。表現(xiàn)在不同院?;蛘咴谕辉盒5南嘟鼘I(yè)都是采用一部教材、一套內(nèi)容的授課方式,并未針對不同專業(yè)方向的需求和特點(diǎn)有所區(qū)別,僅僅只能靠專業(yè)教師在授課中補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容來體現(xiàn)。2.工程實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱。由于大土木專業(yè)需要,課程廣度數(shù)量增加使得課時(shí)數(shù)又有所減少,壓縮量較大的就是相關(guān)實(shí)踐環(huán)節(jié),使得該課程仍以課堂教學(xué)為主,缺乏課程設(shè)計(jì)、課外實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)的輔助教學(xué),對學(xué)生工程實(shí)踐方面能力的認(rèn)知培養(yǎng)嚴(yán)重不足。3.現(xiàn)有教材對學(xué)科新理論、新技術(shù)、新發(fā)展的體現(xiàn)較欠缺。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種新理論、新技術(shù)、新方法,甚至新規(guī)范在工程實(shí)踐活動(dòng)中不斷涌現(xiàn),讓學(xué)生了解前沿動(dòng)態(tài),擴(kuò)大專業(yè)視野,是本科教育的重要任務(wù),也是學(xué)生未來就業(yè)的需要。目前無論是在教材的更新速度或者參考資料的完善補(bǔ)充上仍有所滯后。4.課程考核模式單一,無法體現(xiàn)對工程能力的綜合評(píng)價(jià)。目前期末考試也主要針對基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)以客觀題型為主,主觀題(如案例分析、論述)的比例較少,無法起到對工程能力的檢驗(yàn)和綜合評(píng)價(jià)的效果。因此,圍繞工程能力培養(yǎng)的大目標(biāo),展開《巖土工程勘察》課程教學(xué)方法的改革對提高本科教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。
三、課程案例教學(xué)體系的構(gòu)建
1.案例選擇的原則。好的工程案例是教學(xué)的基礎(chǔ),也是教學(xué)效果的重要保證,教學(xué)中選擇的工程案例應(yīng)滿足如下幾個(gè)基本原則:(1)代表性和典型性。就是要求案例能充分代表該次教學(xué)的核心知識(shí)點(diǎn),例如邊坡工程章節(jié),一定要圍繞斜坡,尤其是滑坡勘察這一關(guān)鍵問題來展開。(2)真實(shí)性和綜合性。選擇真實(shí)的工程案例,可以保證課堂上對案例的介紹、分析、討論等有明確的工程背景和依托,研究對象更具體化。(3)體現(xiàn)專業(yè)方向特色。在案例選擇中,可以多結(jié)合本城市周邊隧道、基坑、城市地鐵等地下工程來展開;結(jié)合身邊的實(shí)例對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性十分有益。(4)思維啟發(fā)性。巖土工程勘察的對象是性質(zhì)千變?nèi)f化的巖土體,對很多問題并沒有唯一的標(biāo)準(zhǔn)答案,因此,需要在分析、討論中培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維方式,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析比較,從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯分析能力。2.基于知識(shí)點(diǎn)的案例庫的構(gòu)建。確定上述原則后,則需要對課程內(nèi)容各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和模塊的劃分,結(jié)合模塊需求選擇合適的案例,從而建立起知識(shí)點(diǎn)與案例的映射關(guān)系。結(jié)合筆者所授的《巖土工程勘察》課程的課時(shí)安排和大綱要求,制訂的基于知識(shí)點(diǎn)的案例庫及教學(xué)要求如表1所示。的始終,通過各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)展開實(shí)施。(1)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)開展案例教學(xué)有多種途徑。首先,可以在課堂知識(shí)點(diǎn)授課完成以后,利用15—20分鐘時(shí)間,就一個(gè)具體的工程案例進(jìn)行完整的介紹,重點(diǎn)要結(jié)合課程的知識(shí)點(diǎn),對重點(diǎn)和難點(diǎn)問題進(jìn)行論述分析,使學(xué)生理解更為透徹。例如上表1中對斜坡場地勘察、巖溶場地勘察以及房屋建筑勘察等章節(jié)目前則主要采用這種形式。此外,還可以根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的需要,只選擇工程案例的某一環(huán)節(jié)進(jìn)行舉例,例如利用結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)模擬手段進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查分析,則可以在展示現(xiàn)場量測操作的照片、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的記錄格式以及模擬得出的典型圖譜等。課堂教學(xué)中還可以在上課開始就拋出某一具體的工程問題,通過對這個(gè)問題的剖析入手來逐步講述本次課的主要理論知識(shí)點(diǎn),起到拋磚引玉的作用。(2)課后討論及作業(yè)環(huán)節(jié)。在40學(xué)時(shí)的授課中,可以展開1—2次課后分組討論,討論的具體工程問題在課后進(jìn)行布置,給學(xué)生一周的時(shí)間進(jìn)行思考和準(zhǔn)備,然后在下次課的課前、課間、課后時(shí)間,讓學(xué)生上臺(tái)發(fā)言,教師和學(xué)生之間也可以就不同觀點(diǎn)進(jìn)行討論和辯論,在此過程中形成自己的思考和認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力和邏輯分析能力。通過前兩個(gè)學(xué)年教學(xué)的實(shí)踐,課后討論的形式效果非常好,學(xué)生的參與程度非常高,對問題的分析有理有據(jù),在此過程中也培養(yǎng)了同學(xué)間的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。(3)課程考核環(huán)節(jié)?!稁r土工程勘察》課程目前考試仍以閉卷考試為主,除了常規(guī)的名詞解釋、選擇題外,還可以嘗試論述題的形式;針對考試的出題模式,也可以結(jié)合“工程情境化”來出題。此外在后續(xù)教學(xué)中還可以增加一個(gè)“勘察方案設(shè)計(jì)”的實(shí)踐環(huán)節(jié),給出幾個(gè)不同類型的典型工程案例,結(jié)合課程所學(xué)的知識(shí),利用相關(guān)規(guī)范、參考書進(jìn)行勘察方案設(shè)計(jì),按課程報(bào)告占總成績20%比例作為考核成績。
四、保障案例教學(xué)效果的措施
1.融入新技術(shù)、新工藝,結(jié)合最新行業(yè)規(guī)范更新知識(shí)要點(diǎn)。巖土工程勘察的研究對象是各種不同類型的工程,隨著研發(fā)水平、制造水平的不斷提升,勘察行業(yè)的新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn),在介紹完教材每部分常用方法后,再列舉一些行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)、新技術(shù)創(chuàng)新方面的內(nèi)容,開拓學(xué)生專業(yè)視野。隨著工程行業(yè)技能水平的提高,各種行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)也在不斷完善和更新中,教材的更新往往要在規(guī)范正式頒布實(shí)施后才著手展開,有較長的滯后性。這時(shí)候就需要授課教師及時(shí)收集相關(guān)資料,對授課內(nèi)容及知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行更新和完善。例如,近兩年最新修訂的《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50218-2014)、《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估規(guī)范》(DZ/T0286-2015)、《建筑地基檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ340-2015)等規(guī)范中的相關(guān)條文需要在課件、講義、教案編寫中及時(shí)進(jìn)行體現(xiàn)和補(bǔ)充。2.增加國家職業(yè)資格考試大綱內(nèi)容。職業(yè)資格考試是土木工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后面臨的重要考試,例如建造師職業(yè)考試、注冊巖土工程師考試等等,將伴隨學(xué)生的整個(gè)職業(yè)生涯。在課程教學(xué)中適當(dāng)?shù)丶尤胂嚓P(guān)內(nèi)容,尤其是課后作業(yè)或者考試中增加部分職業(yè)資格考試的案例分析題或考試試題,供學(xué)生練習(xí)。通過這種手段使高校教育與市場需求緊密接軌,也有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。3.通過科研、實(shí)踐促進(jìn)教學(xué),提高教師自身工程素養(yǎng)。任課教師工程素質(zhì)的高低是工程教育成敗的關(guān)鍵因素。青年教師應(yīng)積極地開展科研工作,通過對已有的科研成果及科研課題進(jìn)行整理,將先進(jìn)的研究分析手段向?qū)W生進(jìn)行全方位展示,不僅使學(xué)生對本課程的知識(shí)體系以及與其他專業(yè)課的聯(lián)系有清晰的認(rèn)識(shí),還大大培養(yǎng)了學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新能力,真正做到“以科研促教學(xué)”的教學(xué)理念。
五、結(jié)語
巖土工程勘察課程在土木工程專業(yè)本科生工程能力的培養(yǎng)中起著至關(guān)重要的作用,近年來的教學(xué)實(shí)踐證明通過案例教學(xué)方式對課程教學(xué)模式進(jìn)行改革,不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生在理論知識(shí)、綜合應(yīng)用、工程能力等方面得到了很好的訓(xùn)練和培養(yǎng),而且增強(qiáng)了教師和學(xué)生之間的互動(dòng)溝通,教學(xué)效果也得以不斷提升。
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作者:左昌群 孫金山 陳建平 單位:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院
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