適應(yīng)于學(xué)科大類招生政策的地基處理教學(xué)改革研究

張莎莎 楊曉華 張林

[摘 要]為適應(yīng)學(xué)科大類招生政策，地基處理教學(xué)學(xué)時由原來的50學(xué)時減少到32學(xué)時，而隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略的實施，低碳、高效的地基處理技術(shù)越來越重要，其直接關(guān)系到在復(fù)雜環(huán)境下工程建設(shè)的成敗。以長安大學(xué)道路橋梁與渡河工程（巖土與隧道工程）本科專業(yè)為例，提出相應(yīng)的教學(xué)改革辦法，即如何在有限的教學(xué)學(xué)時內(nèi)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激勵學(xué)生積極創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生有效利用課堂時間和充分利用課余時間，使學(xué)生掌握分析問題、判斷問題、解決問題的科學(xué)思路。

[關(guān)鍵詞]地基處理；巖土與隧道工程；學(xué)科大類招生；教學(xué)方法

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）07-0090-03

一、研究背景及意義

隨著中國國民經(jīng)濟的健康、持續(xù)、快速發(fā)展，我國的土木工程建設(shè)規(guī)模日益加大，難度也在不斷提高。同時，隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略的實施，工程項目不斷向海外擴展，其會遇到更多的未知難題和復(fù)雜工況。尤其是我國的高速鐵路工程、高速公路工程、機場等基建的外輸，如何在軟弱土地基、特殊土地基等復(fù)雜工況下合理和高效的進(jìn)行工程建設(shè)，這些都不可避免的需要地基處理相關(guān)背景的高級專業(yè)人才。

道路橋梁與渡河工程專業(yè)是國家特色專業(yè)土木類與交通類的交叉專業(yè)，其對應(yīng)的學(xué)科從屬于其下屬的道路與鐵道工程、橋梁與隧道工程等二級學(xué)科，是一門工程理論與技術(shù)方法相結(jié)合的專業(yè)，具有很強的實踐性和復(fù)雜性。其主要培養(yǎng)國家交通運輸網(wǎng)建設(shè)中急需的，能夠從事公路、城市道路、機場工程、鐵路工程、橋梁及隧道工程等方向的設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)、管理等方面的科學(xué)研究和工程建設(shè)的高級人才[1]。

為了適應(yīng)國家按學(xué)科大類招生的要求，長安大學(xué)從2016級本科開始執(zhí)行大類招生政策，一些主干課程的課時都發(fā)生了變動，地基處理課程也由原來的50學(xué)時減少到32學(xué)時。地基處理技術(shù)直接關(guān)系到未來國家鐵路、公路、機場等土木工程修建的質(zhì)量、造價和進(jìn)度問題，大部分道路橋梁與渡河工程專業(yè)學(xué)生未來工作都會面臨地基如何處理的工程問題。如何幫助學(xué)生在有限的教學(xué)課時內(nèi)獲得更多的收獲，成為今后道路橋梁與渡河工程（巖土與隧道工程）專業(yè)本科教學(xué)中亟待解決的關(guān)鍵問題之一。

二、地基處理教學(xué)現(xiàn)狀

（一）現(xiàn)有地基處理教學(xué)內(nèi)容及結(jié)構(gòu)組成

目前，結(jié)合長安大學(xué)道路橋梁與渡河工程（巖土與隧道工程）本科專業(yè)的特點，其地基處理教材的主要內(nèi)容包括兩大部分：地基處理的基本定義、地基處理的對象和目的、設(shè)計程序等；具體的地基處理方法，如換填法、強夯和強夯置換、排水固結(jié)法、灌漿法、錨固法、復(fù)合地基理論及相應(yīng)的處理方法（主要有碎石樁、土樁及灰土樁、水泥粉煤灰碎石樁、水泥土攪拌樁、高壓噴射注漿法、低強度樁及混凝土薄壁管樁等）[2][3]，其中每一種地基處理方法的結(jié)構(gòu)組成均包括基本定義、適用范圍、基本原理、設(shè)計計算、施工方法、質(zhì)量檢測、工程實例分析及課后習(xí)題。在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加新型地基處理技術(shù)的發(fā)展方向和特點。

（二）地基處理教學(xué)方法現(xiàn)狀及存在的問題

目前，基于50個學(xué)時的教學(xué)課時，主要是通過宣講的方式首先將地基處理的基本理論、處理原則、設(shè)計計算、施工工法及質(zhì)量檢測等內(nèi)容講授給學(xué)生，然后再通過工程案例分析教授學(xué)生解決實際工程問題的方法。由于地基處理課程涉及教學(xué)內(nèi)容較多，要在50個學(xué)時將上述內(nèi)容一一講授給學(xué)生，課程中間穿插答疑解析，部分學(xué)生基本可以達(dá)到教學(xué)要求，但是由于不能直觀的理解實際的施工措施和方法，依然存在部分學(xué)生的理解內(nèi)容與教師所講內(nèi)容不相符的現(xiàn)象，而且面對這樣一門實踐性很強的課程，對于從未見過實際工程的學(xué)生而言，宣講的內(nèi)容太多又會導(dǎo)致學(xué)生聽不進(jìn)去、不好理解。

另外，基于教學(xué)目標(biāo)和課程本身的要求，鑒于目前地基處理的考核方式還是以閉卷考試為主，考核與教學(xué)產(chǎn)生了不可避免的矛盾，其主要問題有以下幾方面。1.由于國內(nèi)外地基處理技術(shù)發(fā)展速度較快，沒有非常合適的教材能夠覆蓋目前所有的地基處理技術(shù)現(xiàn)狀，僅靠教師、課堂和書本完成不了所要達(dá)到的教學(xué)目的。如何培養(yǎng)學(xué)生在工作中盡快勝任工作，把握地基處理原則，掌握學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力是本科培養(yǎng)階段必須解決的問題之一。2.學(xué)生的工程意識不是文字、公式、定義能夠培養(yǎng)出來的，需要經(jīng)過深入、系統(tǒng)合理的教學(xué)過程，有針對性培養(yǎng)才能夠見到成效。3.筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，通過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)，針對一個場地的地基處理，有些學(xué)生甚至提出了與工程實際不符的地基處理方法，完全不考慮施工機械如何設(shè)置的問題，這也與教學(xué)過程中缺乏施工動態(tài)動畫有一定的關(guān)系。4.學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)束后存在一種普遍現(xiàn)象——對所學(xué)內(nèi)容不敢較真，處于模棱兩可的狀態(tài)。主要原因是應(yīng)用技術(shù)型學(xué)科具有實踐性、復(fù)雜性和可變性的特點，僅靠教師的說教是不夠的，還要充分挖掘?qū)W生主動學(xué)習(xí)的積極性。

三、適應(yīng)學(xué)科大類招生政策的地基處理教學(xué)改革方案

地基處理課程是一門應(yīng)用性和綜合性都很強的學(xué)科。結(jié)合長安大學(xué)巖土與隧道工程本科專業(yè)特色，通過本科階段的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，在未來工作中，如何選擇安全、環(huán)保、經(jīng)濟、合理的最優(yōu)化地基處理措施是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要目的。因此，如何在有限的教學(xué)課時內(nèi)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中掌握地基處理的基本原則、把握技術(shù)發(fā)展方向、具有處理實際工程問題的能力是地基處理課程授課的最終目標(biāo)，也是地基處理課程培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵點。

鑒于目前教學(xué)過程中存在的問題，為適應(yīng)學(xué)科大類招生政策教學(xué)課時的改革方向，達(dá)到為國家“一帶一路”戰(zhàn)略順利實施培養(yǎng)高層次人才的目標(biāo)，論文提出了適應(yīng)學(xué)科大類招生政策的地基處理教學(xué)改革方案，具體內(nèi)容為以下三點。

1.通過制作典型地基處理技術(shù)的三維動畫模型，使得教學(xué)方式更加形象，促使學(xué)生能更深刻的理解地基處理基礎(chǔ)知識和基本原則。

為了適應(yīng)學(xué)科大類招生政策，地基處理課程由原來的50學(xué)時減少到32學(xué)時，同時為了滿足道路橋梁與渡河工程（巖土與隧道工程）專業(yè)學(xué)生今后的就業(yè)需求，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在較短的課時內(nèi)讓學(xué)生掌握基本的地基處理原理，可以制作典型地基處理技術(shù)的三維動畫模型。三維動畫不僅可以形象地解釋地基處理原理，還可以呈現(xiàn)出施工工法及施工機械的簡單構(gòu)造，可以讓學(xué)生在較短的時間內(nèi)對所要掌握的知識印象深刻。圖1為強夯置換施工動畫圖。

2.基于工程案例，采用互動教學(xué)，激發(fā)學(xué)生積極利用課余時間主動學(xué)習(xí)地基處理技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生積極創(chuàng)新。

地基處理作為一門實踐性學(xué)科，工程案例教學(xué)與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比更能讓課堂生動。雖然以往的既有教學(xué)也有工程案例，但是其主要是宣講式教學(xué)的一部分，其教學(xué)方式依然是以教師講授為主，學(xué)生被動聽課，其并不能激發(fā)學(xué)生的主動性。而且，在過去50個學(xué)時的教學(xué)實踐過程中，教師有充分的時間帶領(lǐng)學(xué)生對每一種有代表性地基處理技術(shù)從基本定義、適用范圍、加固原則、設(shè)計計算、施工措施到質(zhì)量監(jiān)測進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后再通過工程案例讓學(xué)生加深對所學(xué)地基處理技術(shù)的理解。但是，為了適應(yīng)學(xué)科大類招生政策，課時減少為32個學(xué)時以后，以往的教學(xué)方式顯然已無法滿足教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)實踐的要求。

基于以上對地基處理教學(xué)的認(rèn)識，針對典型地基處理方法可以選擇至少一個成功的工程案例和一個失敗的工程案例，以此來介紹工程案例的實施背景、地質(zhì)特征、工程性質(zhì)、實施方案，以豐富學(xué)生的工程背景知識，讓學(xué)生積累工程經(jīng)驗，使學(xué)生明確每一種地基處理方法的適用范圍和局限性，同時讓學(xué)生了解專業(yè)理論在實際工程中的適應(yīng)性和不確定性，以提高學(xué)生在現(xiàn)場面臨實際工程的實際應(yīng)用和應(yīng)變能力。同時，通過比較不同地區(qū)，不同地質(zhì)情況的典型工程案例，明確同一種地基處理方式在不同地區(qū)、不同地質(zhì)情況下，其設(shè)計方法和施工工藝都有所不同，以這方面的案例補充教材中未能反映的各地區(qū)地基處理工程的特點，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在較少課時的條件下，應(yīng)以互動式工程案例教學(xué)為主，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題，使學(xué)生參與到課程教學(xué)中來，讓學(xué)生積極拓展課余時間。同時，在教學(xué)過程中，可以以長安大學(xué)公路學(xué)院巖隧所取得的科研成果為素材，比如以土工格室加筋、復(fù)合地基理論、注漿技術(shù)等作為教學(xué)案例，以此培養(yǎng)學(xué)生地基處理的創(chuàng)新意識。

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和課時安排，具體地基處理方法的教學(xué)程序如圖2所示。

3.適用于學(xué)科大類招生政策下的地基處理教學(xué)大綱改革方案。

在上述研究成果的基礎(chǔ)上，提出明確的學(xué)科大類招生政策下面向道路橋梁與渡河工程（巖土與隧道工程）專業(yè)本科學(xué)生的地基處理教學(xué)大綱，其中教學(xué)目的、教學(xué)方法、教學(xué)形式，以及應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)和具體實施方案上述內(nèi)容均已述及。

基于32個學(xué)時的教學(xué)課時，結(jié)合本學(xué)科特色和三維施工動畫，通過互動式案例教學(xué)、課下自主收集資料及自學(xué)的方式，地基處理技術(shù)及其相應(yīng)課時的安排如圖3所示。

四、結(jié)語

為適應(yīng)學(xué)科大類招生政策，地基處理教學(xué)學(xué)時大量減少，而隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略的實施，低碳、高效的地基處理技術(shù)越來越重要，其直接關(guān)系到在復(fù)雜環(huán)境下工程建設(shè)的成敗。如何在有限的教學(xué)學(xué)時內(nèi)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激勵學(xué)生積極創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生有效利用課堂時間和充分利用、拓展課余時間，使學(xué)生掌握分析問題、判斷問題及解決問題的科學(xué)思路，論文以長安大學(xué)道路橋梁與渡河工程（巖土與隧道工程）本科專業(yè)為例，提出了相應(yīng)的教學(xué)改革辦法。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 沙愛民，裴建中，雷顯鋒，等.適應(yīng)我國公路建設(shè)大發(fā)展的路橋類本科人才培養(yǎng)模式研究與實踐[D].西安：長安大學(xué)，2009.

[2] 《地基處理手冊》編寫委員會.地基處理手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3] 葉觀寶，高彥斌. 地基處理：第3版[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[4] 鄧永鋒，劉松玉.地基處理教學(xué)方法的認(rèn)識[J].東南大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版.高等教育研究），2008（3）：103-105.

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[6] 梁本亮.土木工程專業(yè)核心課程的教學(xué)方法研究[J].高等工程教育，2016（2）：189-192.

[7] 張久鵬，申愛琴，郝培文.道路橋梁與渡河工程（卓越工程師）專業(yè)現(xiàn)狀與改革——以長安大學(xué)為例[J].大學(xué)教育，2016（6）：96-98.

[責(zé)任編輯：陳 明]