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摘要：介绍在土木专业课中使用案例教学法的过程。根据课程教学大纲对课程内容进行整合，制作适用于教学的工程案例，通过课堂讨论加深学生对工程的理解。学生学习效果调查及教学督导评价表明，案例教学法的应用取得较好效果。
关键词：土木工程；高等教育；案例教学法
案例教学法是由哈佛大学法学院前院长朗道尔教授（CCLangdell）于1870年创立并开始使用的，其应用范围逐渐扩大到法律、管理、医学、数学等领域。20世纪80年代，案例教学开始引入中国，目前已得到了广泛的应用[1]。土木工程专业课程的主要任务是使学生具备土木工程设计和施工管理能力，以及解决工程问题能力[2]。专业课程与工程生产活动密切相关，课程内容是工程实践的总结，这一特点为土木工程专业课程进行案例教学奠定了基础[3]。近几年，岩土工程专业方向核心课程边坡工程教学中开展案例教学法的实践表明，案例教学可以加深学生对工程背景的理解，增强工程实践训练。
一、课程内容整合
教学案例从单个案例来看往往是孤立的，如果一门课程全部采用案例教学，会忽略专业知识的系统性，容易让学生忽视各个知识点的前后联系，不利于系统、全面地掌握课程知识[4]。能否在教学时间有限的前提下，提高课程教学质量，选择讲授的基本内容和确定讲授重点至关重要[5]。根据课程章节之间递进关系和土木工程实践发展，重新对课程内容进行梳理和整合，确定教学案例所涉及的知识体系。土力学课程有一章讲解“土坡稳定分析”，考虑到岩土专业学生对边坡的学习更加深入，对教学内容进行整合，把土力学课程的“土坡稳定分析”调整到边坡工程这门课程讲授。拟定边坡工程课程的主要章节包括绪论、边坡稳定性分析方法、边坡工程防治技术、边坡监测、边坡工程实例、边坡工程研究进展。从章节框架可以看出，工程实例是作为单独的一个章节，这为案例教学法的实施提供了课时保障。如果课时不够，过于简单的案例就成了举例教学，达不到案例教学的效果。过于复杂的案例，超出学生的接受能力，也达不到案例教学的目的。
二、制作适用于教学的工程案例
案例教学是真实问题再现，有较强的情境性，能有效缩短理论学习与实践应用的距离，利于培养学生工程实践能力[6]。案例教学离不开案例的使用，而岩土工程中适合教学的现成案例很少，需要从案例的编写入手。选择在岩土工程设计、管理、施工中发生的真实典型事例，选用亲自参与的高边坡支护工程案例[7]。选用亲自参与的工程项目作为教学案例，基于两点考虑：所收集的资料比较齐全，包括地质报告、设计图、施工方案、监测结果等等；在课堂上讲解亲自参与的工程，对工程中的细节比较了解，有助于引导学生深入探讨。在制作教学案例中，运用多种媒介手段，如PPT演示、视频等，把工程实践中所收集的工地照片、录像、CAD设计图等整合到案例中来。在微信公众号“地基与基础”输入“边坡”，即可获取相关的工程资料。
三、案例教学实践
课堂应用是案例教学的核心部分。课堂上的工程案例实际上是为学生以后进入实际工程所作的准备。在案例教学中，学生有机会提出解决工程问题的方法，可及时从教师及同学那里获得反馈意见。在这样的情景中，学生解决工程问题的种种方法可以提出来并加以讨论，这为他们以后的工作提供了一个近乎真实的场景，缩短了教学与实践之间的差距。下面结合边坡工程具体的授课内容来介绍案例教学的实施。
（一）滑坡原因分析
准备案例时设想，把学生当作工程设计人员，他们接到边坡加固的设计任务后，首先要理解地质勘查报告，到工程实地查看，收集周边的边坡信息。把工程现场录像和照片在课堂上展现，学生可以对这个工程所处的地貌及地质情况有较全面的了解。工程周边已有边坡发生滑坡破坏，引导学生分析产生滑坡的原因。
（二）加固方案选择
对周边滑坡的分析后，引导学生提出多种加固方案，教师对这些方案加以点评，从技术先进性、施工可行性、造价经济性等方面进行分析，学生可以根据教师的反馈意见调整方案。比如，“喷射混凝土加土钉”加固方法存在以下缺点：放坡坡度缓则占用较多土地；土石方开挖量大；边坡稳定性差，如果边坡中存在着软弱结构面或破坏带，当受到外界扰动时，如振动、地震等因素，边坡有可能失稳；喷射混凝土面层对公路周边环境产生一些不利影响。引导学生讨论，采用“预应力锚杆和格构梁”来加固，这种方法的优点：坡度较陡，减少占地；减小土石方开挖量；由大吨位组成的预应力锚索体系，施加预应力可以提高边坡稳定性，在外荷干扰时具有良好的延性，可以减小边坡的变形；充分利用岩石体自身强度和自承能力，可以减轻结构自重，节省工程材料；在经济上能节省工程造价；坡面梁格内填土绿化，改善环境。选择方案的讨论，强调师生间互动，注重学习者的参与合作。教师应该创造时机并鼓励学生在课堂上发表意见，也要让学生感到自己的方案可能存在不足，必须注意吸收别人的观点。
（三）施工关键技术
加固方案中选用较为新型的压力分散型锚杆，这就需要对所涉及的施工工艺进行讨论。学生在本课程前面章节已学习过压力分散型锚杆的基本原理，这种锚杆是如何施工的，这是需要向学生讲解明白的问题。重点讲解两个方面：压力分散型锚杆区别于其它锚杆的地方，锚杆制作与预应力张拉。
（四）监测结果分析
在边坡工程中，为了对边坡的稳定程度进行跟踪，为原有设计方案和施工组织的改进提供反馈信息，对可能出现的滑坡险情及时提供预报，一般要进行现场监测。在案例教学中，向学生介绍了锚杆内力监测仪器的安装使用，并以其中一根锚杆的监测结果为例，分析其内力变化过程。对监测结果进行分析，是岩土工程师必备的能力。比如，锚杆内力的突然增大，可引导学生从地质、降水等方面寻找原因。
四、教学效果及改进
采用用案例教学法，学生学习积极性得到调动，学习效果较好。在理工科专业的案例教学中，学生被设计为身处特定的情境中，面对复杂的工程情景独立做出判断和决策，再根据教师的反馈意见进行修正，在这过程中锻炼了综合运用知识的能力。本课程被学生评为90分以上，得到学校教学督导的肯定，获得学校本科课堂教学优秀奖。案例教学还有不足之处需要改进。
一是案例可能使学生形成一些概括化简单化的认识，如边坡工程，教师经过精心准备，展现出来的工程方案非常吸引人，学生深受影响，这样就可能出现概括化的认识。学生在毕业设计中偏向于选用案例教学中所推荐的技术手段，因此，需要通过增加其它的教学案例，冲淡学生接受信息时“先入为主”观念。
二是忽略了专业知识的系统性。土木专业课程既具有较强实践性，也包含了较深的力学理论知识。如果在课时安排方面没有协调好，案例教学占用太多时间，对理论知识的全面理解和系统消化是不利的。
三是教师实践经验不足。案例教学在推广过程中的阻力，不在于缺少案例，而在于缺少具有足够实践经验的教师。即使有现成案例，如果教师没有工程现场实践经验，讲解的深度和效果也将大打折扣。应该鼓励专业教师积极参加工程项目，为案例教学准备工程经验。四是对学生的评价标准不够细化。案例教学告诉学生“答案不止一个”，答案是开放、发展的，对学生的评价标准不能千篇一律，要有细化准则来评估案例教学的效果。
作者：陈国周 詹素华 李杨 单位：福建工程学院土木工程学院
