巖土工程數(shù)值分析教學(xué)案例庫建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐

摘 "要 "案例教學(xué)法是通過引入工程實(shí)例，提高學(xué)生分析問題和解決問題能力的教學(xué)方法。巖土工程數(shù)值分析課程以教學(xué)大綱為基本培養(yǎng)目標(biāo)，基于巖土工程數(shù)值分析技術(shù)的發(fā)展以及教學(xué)團(tuán)隊(duì)參與的關(guān)于數(shù)值分析方法和應(yīng)用工程案例，圍繞巖土工程數(shù)值分析課程內(nèi)容，建立巖土工程數(shù)值分析教學(xué)案例庫，并將這些案例運(yùn)用于課堂教學(xué)。在教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用中不斷對案例庫內(nèi)容進(jìn)行更新和補(bǔ)充，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，從而掌握理論，形成觀點(diǎn)，提高能力。

關(guān)鍵詞 "巖土工程數(shù)值分析；教學(xué)案例庫；案例教學(xué)法;研究生；數(shù)值分析軟件

中圖分類號：G642.0 " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）12-0040-03

0 "引言

巖土工程數(shù)值分析是土木水利、土木工程專業(yè)研究生的主要課程之一，又是一門多學(xué)科交叉與融合的應(yīng)用課程?，F(xiàn)行的巖土工程數(shù)值分析教材理論性強(qiáng)，具體工程實(shí)例少，內(nèi)容過于理論和抽象。從巖土工程學(xué)科發(fā)展特點(diǎn)和目前學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果來看，亟須引入案例教學(xué)法，對課程進(jìn)行改革[1-3]。將案例教學(xué)引入巖土工程數(shù)值分析課程，將一些巖土工程數(shù)值分析理論與實(shí)際問題結(jié)合，可以使學(xué)生轉(zhuǎn)換角色，思考通過數(shù)值分析如何解決實(shí)際工程問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，符合學(xué)生真正實(shí)際參與課程教學(xué)的要求[4-6]。

案例教學(xué)通過工程實(shí)例把學(xué)生代入實(shí)際案例的情境，能夠讓學(xué)生掌握如何通過巖土工程數(shù)值分析的理論知識并運(yùn)用數(shù)值分析軟件解決實(shí)際工程問題，使學(xué)生明確巖土工程數(shù)值分析課程在實(shí)際工程中的作用和價(jià)值。巖土工程數(shù)值分析案例庫建設(shè)可以根據(jù)數(shù)值分析的基本理論和公式，結(jié)合各種商業(yè)數(shù)值分析軟件，初步建立一套具有依托工程實(shí)例的適合研究生教學(xué)的案例庫。以此豐富巖土工程數(shù)值分析課程的教學(xué)內(nèi)容，改革課程教學(xué)方法，為培養(yǎng)巖土工程數(shù)值分析技術(shù)人才提供科研平臺。案例庫建設(shè)對推進(jìn)教學(xué)改革和實(shí)施課堂教學(xué)，培養(yǎng)巖土工程高素質(zhì)技術(shù)人才具有重要意義。

1 巖土工程數(shù)值分析案例庫建設(shè)的基本原則

巖土工程數(shù)值分析教學(xué)案例庫建設(shè)過程中應(yīng)遵循的基本原則為真實(shí)性、規(guī)范性、創(chuàng)新性和實(shí)踐性。巖土工程數(shù)值分析涉及的教學(xué)內(nèi)容眾多但教學(xué)學(xué)時(shí)有限，有必要建立巖土工程實(shí)例教學(xué)案例庫。授課過程中，通過多經(jīng)典案例講解相關(guān)的地質(zhì)、力學(xué)和數(shù)學(xué)理論知識，巖土體物理力學(xué)參數(shù)的選取，數(shù)值分析模型的構(gòu)建，本構(gòu)方程的選取以及初始條件和邊界條件的選取等，使數(shù)值分析盡可能地接近巖土體的客觀實(shí)際。通過從實(shí)際工程問題到數(shù)值建模過程，再結(jié)合相關(guān)軟件進(jìn)行模擬分析，從數(shù)值分析結(jié)果中分析出對工程有用的信息，學(xué)生更能認(rèn)識到巖土工程科研工作與數(shù)值分析模擬的密切聯(lián)系。

2 "巖土工程數(shù)值分析教學(xué)案例庫建設(shè)過程

巖土工程數(shù)值分析教學(xué)案例庫建設(shè)以教學(xué)大綱為指導(dǎo)，基于巖土工程數(shù)值分析的基本理論，結(jié)合本課程團(tuán)隊(duì)參與的工程實(shí)例，首先對工程背景進(jìn)行介紹，然后通過對案例進(jìn)行具體的數(shù)值分析，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生思考、分析和討論，以達(dá)到提高學(xué)生獨(dú)立思考能力和解決實(shí)際問題能力的目的。典型案例的編寫是案例教學(xué)的基礎(chǔ)。依據(jù)巖土工程數(shù)值分析課程特點(diǎn)，為豐富教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，構(gòu)建巖土工程數(shù)值分析教學(xué)案例庫，教學(xué)案例庫框架圖如圖1所示。采用“目標(biāo)+問題+啟發(fā)”式教學(xué)方法，具體教學(xué)流程如圖2所示。

3 "巖土工程數(shù)值分析教學(xué)案例庫建設(shè)成果

通過教學(xué)團(tuán)隊(duì)在工程實(shí)際中的積累，整理巖土工程相關(guān)教學(xué)案例，在課程講授過程中，基于實(shí)際工程案例，結(jié)合數(shù)值分析解決實(shí)際的工程問題。本案例庫涉及巖土工程領(lǐng)域典型工程問題，精選六個典型案例，具體如表1所示。

4 "結(jié)論

在教學(xué)過程中，以課程理論知識為基礎(chǔ)，將工程實(shí)踐案例與理論知識緊密結(jié)合，運(yùn)用工程案例將理論知識生動地體現(xiàn)。工程案例的選取應(yīng)充分結(jié)合項(xiàng)目組成員主持或參與的公路、鐵路等實(shí)際工程科研項(xiàng)目，按照課程理論知識章節(jié)設(shè)置案例，案例注重漸進(jìn)性、實(shí)用性和創(chuàng)新性，幫助學(xué)生充分理解課程重難點(diǎn)內(nèi)容。同時(shí)，充分與制造企業(yè)、設(shè)備研發(fā)企業(yè)、設(shè)計(jì)和施工企業(yè)、科研院所等單位直接溝通交流，參與各種學(xué)術(shù)及實(shí)踐活動，將課程教學(xué)與行業(yè)發(fā)展有機(jī)結(jié)合，讓培養(yǎng)的研究生直接與行業(yè)接軌。

5 "參考文獻(xiàn)

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