地基处理课程教学改革研究

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地基处理课程教学改革研究

摘要:针对以往地基处理教学中存在的问题,提出了充分结合实践的地基处理课程教学改革方案,并从建设教学案例库、引入案例教学法、“走出去”和“请进来”相结合三个方面进行了实施应用,取得了良好的教学效果。

关键词:地基处理;案例教学;多媒体

“地基处理”是我校土木工程专业三年级本科生在专业课学习阶段开设的一门课程,在下设的三个方向中建筑工程方向为选修,地下工程、岩土与矿建工程方向为必须。它主要包括强夯、换填、砂桩、石灰桩、CFG桩、排水固结、灌浆、加筋土挡墙等地基处理方法,具有很强的实践性。特别是近些年来,伴随着我国国民经济的快速发展,工程建设领域的发展异常突出,相应的地基处理技术也在这个过程中不断创新和发展。当下工程类学科教学的目的,不单是让学生掌握该学科的基本理论知识,更为关键的是培养学生系统地运用各种理论、方法、技术解决实际工程问题的能力。因此,改变以前的全部依照教学大纲、照本宣科的教学授课方式,将教学的重心从基本的理论知识传授转变为对学生工程综合实践能力和终身学习能力的培养上来已迫在眉睫。本文提出了在地基处理教学中建设教学案例库、引入案例教学法、“走出去”和“请进来”相结合的充分结合实践的教改方法,深化在校学生对实际工程的认识,不断加强工程实践练习,由此使学校教学也能够达到培养土木工程师的目的。

1当前地基处理教学中存在的问题

“地基处理”与其他土木工程专业课程相同,具有较高的实践性,在某些方面甚至“实践远远超前于理论”。一段时期以来,我国地基处理技术快速发展:地基处理技术水平在实践中得到了很大提高、施工工艺在反复实践摸索过程中不断改进和优化、施工设备也随之快速更新、适用性更强。但反观我们学校地基处理的课堂教学,存在的问题主要有以下几方面:1)教材。目前我们使用的教材,基本上是在JGJ79—2012建筑地基处理技术规范的基础上通过扩充内容的方式改编而成,各章节间关联度相对较弱,全书逻辑性差。许多公式都是从规范里直接照抄过来,缺乏必要的解释,也没有说明公式中参数的选取方法和公式的适用范围。全书注重理论的描述,而缺少对具体工程实践、实例的分析;注重对经典的加固机理的讲解,而对最新的科技技术成果提及很少,教材更新速度缓慢。2)教学方法。依旧采用传统的教学模式,全部教学内容以大纲为中心展开,依照教材“照本宣科”。授课教师很少针对具体工程实践中的问题进行分析和讲解。很多教师都是“出校门进校门”,没有工程实践经验,教学与科研严重脱节。3)课堂学习。一直以来学生对本课程缺乏兴趣,往往旨在第一堂“绪论”课程中对老师笼统的提到过的个别工程实例感兴趣,正式讲授的课程,学生往往无精打采,课堂气氛沉闷,使得学生缺乏自主学习的热情和能力,缺乏生动的工程实践认识。4)考试。考试仍是闭卷的形式,题型分为判断题、选择题、名词解释和简答题。其中名词解释和简答占总分数的75%。学生通过死记硬背,记忆标准答案便可顺利通过考试。考试过后很短的时间便对该门课程没有什么印象了。

2课堂改革举措与方法

2.1地基处理教学案例库的建设

选取合适的案例以及案例库的建设是充分结合实践教学的保障。《地基处理》教材中涉及十四章数十种地基处理方法,究竟选定哪些章节,哪些方法需要引入案例,案例库应该如何建设,笔者从如下几个方面做了尝试和探索:1)以集体备课的形式商议讨论确定哪些章节、哪些方法需要引入实际案例,确定每一堂课引入的案例的类别和数量。2)通过查阅文献资料、参考相关书籍、深入工地观摩施工等方式收集案例,并进行筛分,然后建设“地基处理教学案例库”。课题组教师定期到施工现场与现场工程师、技术人员进行案例探讨、案例分析,这样不仅能收集到典型的实际案例,而且还能提高我校教师的实践技能,以实践带动教师理论水平的提高。3)集体开会研讨每一个案例的细节,分析具体案例的选择构思、施工工艺、质量检验等。在选择案例,建设案例库的过程中,选取的案例首先要具备很强的典型性,紧紧贴合大纲知识点,能够充分吸引学生的兴趣,同时贴近实践,针对每种工法的要求达到的教学目标和需要讲解的内容,从众多案例中挑选一个最有代表性的工程案例,系统地介绍这种方法的加固原理、设计计算流程、施工要点和质量检验标准。借助生动形象的多媒体影音技术,仿佛让学生置身于真实的施工环境中。其次要有代表性,案例要充分反映出地基处理方法的作用机理、适用条件等。也可以选取一些工程失败案例,进一步明晰各种地基处理方法的局限性和适用条件,让学生加深印象、敲响警钟,更好的学会如何地运用理论来指导工程实践,进而更要学会不断积累工程实践经验,最终掌握现场解决实际问题的能力和方法。同时,选择的案例不能过于简单,否则会使学生的兴趣减弱,也不能过于复杂而使学生丧失信心,比如可对比不一样地质条件、不一样区域的地基处理方法的经典工程,这样可以对教材中的内容做适当扩充,特别是对于一些学校所在地附件的地基处理工程案例,可以更好地体现学以致用。另外,选取的工程案例最好能够体现当下的一些新技术、新工艺、新方法,使广大师生能够最大限度的了解本学科发展的最前沿的知识内容,达到教学相长、教学和科研相结合、理论和实践相结合的目的,这样才会吸引学生的注意力,调动学生学习的积极性,从而体验到专业课学习的价值和意义。

2.2引入案例教学法

在课堂教学中,引入案例教学法,通过以下几种方式来组织实施:1)案例的教授与呈现。借助现代化的多媒体设备将案例引入到课堂上。在地基处理教学中实施案例教学,一定会涉及很多工程影片、图片照片、动画展示等,这些只能通过多媒体设备来实现。结合案例,任课教师来讲解和分析地基处理各种方法的主要内容、加固原理、设计计算和质量检验方法,将基本理论和实际工程高度形象地融为一体,使学生在掌握基本理论的同时也具备了一定的工程背景。2)对比案例进行教学。在课堂上,根据不同案例的地质条件和工程情况,进行地基处理方法的选择对比,分析适用方法的选择原因,指出不适用的方法的不足之处。3)从失败的案例中汲取经验、教训。在课堂上,刻意地选取一些失败的地基处理的案例让学生进行讨论,首先让学生分析是承载力没达到要求还是变形没达到要求导致的破坏,并进一步用所学理论和自身积累的经验分析处理失败的原因,再让学生提出改进措施。整体流程下来后,可提高学生分析问题和解决问题的能力。4)课后多练习,勤思考。每种地基处理方法讲述完后,都布置1个经典案例让学生自主进行设计计算,使学生了解真实的工程中的设计过程,参数选取,而不是像过去照着规范套公式,不明白参数的含义。5)将案例融入到考试中。试卷中适当的设置一些综合类的题目,针对某一案例进行分析、比较,真正考察学生对知识理论的掌握情况,而不是像过去一样只按标准答案死记硬背就能得高分。

2.3“走出去”和“请进来”相结合

开展第二课堂建设。利用周末半天的时间,组织学生到附近的正在进行地基处理的工地进行学习、调研,充分利用工程实习基地,开展第二课堂教学建设,做到现场观摩、现场讲解、现场研讨、现场体验,使理论教学与实践教学紧密地相结合在一起,加深学生对书本知识的感性认识,开阔学生视野,激发学习兴趣,培养学生的综合能力。开展工程师进课堂教学活动,每学期抽2学时,向教务部门申请,由现场经验丰富的工程师走进课堂,针对地基处理实际案例,从实际工作角度出发,进行系统的讲解、分析,使学生转换学习的思路和视角,更易于接受和掌握抽象的地基处理施工工艺理论。

3教学应用

充分结合实践的地基处理课程教学改革融入了学生对问题的深入思考,将学生由被动接受变为主动学习参与人,增加了学生的学习兴趣,提高了学习积极性。应用实施后取得了非常显著的效果。任课教师将提前准备好的教学案例利用先进的多媒体设备进行展示,对案例做了深入浅出的讲解,在课堂教学授课,课后复习练习、课后作业、课程设计、课程结业考试等各个阶段都发挥了良好的作用。近年来,我校土木工程专业考研、保研的比例每年都有所增加,由2000年的30%增长到2018年的55%;在岩土工程、结构工程、建筑与土木工程、建筑学等相关专业硕士研究生招生复试考试中,考查的地基处理问题回答正确率较以往有很大提高;在本科毕业设计和进入研究生阶段将地基处理作为相关的研究课题的学生也明显增多。

4结语

通过教学案例库的建设、引入案例教学法与“走出去”和“请进来”相结合,构建了充分结合实际的地基处理教学体系。使以前呆板无趣的课堂变得笑声掌声不断,迟到的、睡觉的、看手机的学生数量明显减少了。学生由被动接受知识变为主动学习,带着问题有目的的去学习。学习的过程中发现问题,带着问题去寻找答案,从而加深对知识的理解和掌握。学生在学习阶段就与实际工程接触,可以积累一定的实践经验,有利于毕业后顺利地进入工作状态。

参考文献:

[1]章伟,时伟,张明义.案例教学法与“地基处理”课程教学改革[J].中国冶金教育,2007(4):37-39.

[2]叶书麟,叶观宝.地基处理[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[3]彭殿宝,史鹏,曹雯雯,等.基于“案例教学+情景模拟”模式的《环境影响评价》课程教学改革研究[J].教育教学论坛,2018(37):115-116.

作者:王雁冰 单位:中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院