巖土工程勘察案例教學研究

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摘要：工程能力培養是現代工程教育本質及特征的重要體現，通過高校本科教學研究及改革強化工程能力培養是高?；貞鐣こ虒嵺`需求的重要措施和有力保障。本文結合土木工程（地下建筑方向）《巖土工程勘察》課程教學，從課程特點出發探討了案例教學在教學改革中的應用，分析了課程教學在工程能力培養方面的現狀不足，論述了案例選擇原則、基于核心知識點案例庫的構建方式及案例教學的實施過程，提出了保障案例教學效果的具體措施。

關鍵詞：案例教學；工程能力；巖土工程勘察；教學改革

自20世紀末以來，國內外都在不斷加強和深化高等教育改革，大學生工程及創新能力的培養成為改革的重點目標。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”；歐洲工程師聯盟提出了“FEANI公式”，用以指導歐盟工程教育改革[1]；由麻省理工學院和瑞典皇家工學院提出的“CDIO教育模式”作為國際最新的工程教育理念，對高等院校學生的工程能力培養目標提出了全面而系統的指引方針和實施要求[2]。而我國高等工科教育實施的“卓越工程師教育培養計劃”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國轉變具有重要的示范意義[3]。上述教育改革計劃無一例外地把“培養學生的工程能力”作為首要目標。《巖土工程勘察》課程是我校土木工程專業（地下建筑方向）大三下學年的一門專業必修課，課程本身涉及的學科領域廣泛，具有理論知識點繁雜，綜合性、理論性和實踐性強，新規范、新技術不斷更新，緊密貼合工程實際的特點。如何在課程教學中突出工程應用性和實踐性，提升學生分析、解決工程實際問題的能力，成為教學改革的重要目標和急需解決的問題。

一、工程能力培養與案例教學結合的內涵與意義

工程能力是土木工程類工科學生必須具備的基本能力，是土木工程專業人才能力培養的首要目標。工程能力的內涵主要體現為學習知識及運用知識的能力、工程設計和實踐的能力、思考分析與判斷的能力，以及表達交流和創造創新的能力，是現代工程師應該具備的重要基本素質之一。工程能力的培養必須貫串于教學過程的始終。案例教學則是學生在掌握了相關專業基礎知識和分析方法的基礎上，在教師的指導下根據教學目的和教學內容，結合工程中的典型案例組織學生對案例進行分析、討論和思考等活動，引導學生進行研究探索性學習，從而加深學生對專業理論知識的理解，提高分析和解決實際問題的能力的一種教學方法[4-6]。從對工程能力培養的要求和案例教學方法的特點可以看出，在課程教學中采用案例教學法，將專業理論知識和工程實踐技能有機地結合，不僅可以使授課知識點具體化、明確化，還能夠活躍課堂氣氛，提高學生的學習興趣，增加學生和老師之間的互動交流，有效地拓展學生的專業視野，激發學生的創新思維，從而真正實現將知識的積累轉變為“個體人”的能力的提升。由此可見，在課堂教學中采用案例教學，將兩者的目標和需求有機融合，可以更好地提升教學效果，提高工程能力培養的質量。

二、工程能力培養在《巖土工程勘察》教學中的現狀

《巖土工程勘察》作為土木工程學科的核心專業課程，在整個課程體系中起著重要的銜接作用，即工程的理論知識如何順利地轉化為實際勘察從業技能，所以該課程授課質量直接決定著畢業生的職業能力。目前的課程教學實踐在工程能力培養方面仍存在如下現狀和不足：1.授課內容交叉重復、沒有考慮專業方向特色。表現在不同院校或者在同一院校的相近專業都是采用一部教材、一套內容的授課方式，并未針對不同專業方向的需求和特點有所區別，僅僅只能靠專業教師在授課中補充相關內容來體現。2.工程實踐性教學環節薄弱。由于大土木專業需要，課程廣度數量增加使得課時數又有所減少，壓縮量較大的就是相關實踐環節，使得該課程仍以課堂教學為主，缺乏課程設計、課外實習等環節的輔助教學，對學生工程實踐方面能力的認知培養嚴重不足。3.現有教材對學科新理論、新技術、新發展的體現較欠缺。隨著科學技術的發展，各種新理論、新技術、新方法，甚至新規范在工程實踐活動中不斷涌現，讓學生了解前沿動態，擴大專業視野，是本科教育的重要任務，也是學生未來就業的需要。目前無論是在教材的更新速度或者參考資料的完善補充上仍有所滯后。4.課程考核模式單一，無法體現對工程能力的綜合評價。目前期末考試也主要針對基礎知識點以客觀題型為主，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和綜合評價的效果。因此，圍繞工程能力培養的大目標，展開《巖土工程勘察》課程教學方法的改革對提高本科教學質量具有重要意義。

三、課程案例教學體系的構建

1.案例選擇的原則。好的工程案例是教學的基礎，也是教學效果的重要保證，教學中選擇的工程案例應滿足如下幾個基本原則：（1）代表性和典型性。就是要求案例能充分代表該次教學的核心知識點，例如邊坡工程章節，一定要圍繞斜坡，尤其是滑坡勘察這一關鍵問題來展開。（2）真實性和綜合性。選擇真實的工程案例，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）體現專業方向特色。在案例選擇中，可以多結合本城市周邊隧道、基坑、城市地鐵等地下工程來展開；結合身邊的實例對激發學生的學習興趣、提高學生專業學習的主動性十分有益。（4）思維啟發性。巖土工程勘察的對象是性質千變萬化的巖土體，對很多問題并沒有唯一的標準答案，因此，需要在分析、討論中培養學生的發散性思維方式，引導學生進行分析比較，從而培養學生嚴密的邏輯分析能力。2.基于知識點的案例庫的構建。確定上述原則后，則需要對課程內容各知識點進行梳理和模塊的劃分，結合模塊需求選擇合適的案例，從而建立起知識點與案例的映射關系。結合筆者所授的《巖土工程勘察》課程的課時安排和大綱要求，制訂的基于知識點的案例庫及教學要求如表1所示。的始終，通過各個教學環節展開實施。（1）課堂教學環節。在課堂教學環節開展案例教學有多種途徑。首先，可以在課堂知識點授課完成以后，利用15—20分鐘時間，就一個具體的工程案例進行完整的介紹，重點要結合課程的知識點，對重點和難點問題進行論述分析，使學生理解更為透徹。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目前則主要采用這種形式。此外，還可以根據知識點的需要，只選擇工程案例的某一環節進行舉例，例如利用結構面統計模擬手段進行地質構造調查分析，則可以在展示現場量測操作的照片、統計數據的記錄格式以及模擬得出的典型圖譜等。課堂教學中還可以在上課開始就拋出某一具體的工程問題，通過對這個問題的剖析入手來逐步講述本次課的主要理論知識點，起到拋磚引玉的作用。（2）課后討論及作業環節。在40學時的授課中，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行布置，給學生一周的時間進行思考和準備，然后在下次課的課前、課間、課后時間，讓學生上臺發言，教師和學生之間也可以就不同觀點進行討論和辯論，在此過程中形成自己的思考和認識，培養學生的發散性思維能力和邏輯分析能力。通過前兩個學年教學的實踐，課后討論的形式效果非常好，學生的參與程度非常高，對問題的分析有理有據，在此過程中也培養了同學間的團隊合作意識。（3）課程考核環節?！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，也可以結合“工程情境化”來出題。此外在后續教學中還可以增加一個“勘察方案設計”的實踐環節，給出幾個不同類型的典型工程案例，結合課程所學的知識，利用相關規范、參考書進行勘察方案設計，按課程報告占總成績20%比例作為考核成績。

四、保障案例教學效果的措施

1.融入新技術、新工藝，結合最新行業規范更新知識要點。巖土工程勘察的研究對象是各種不同類型的工程，隨著研發水平、制造水平的不斷提升，勘察行業的新技術、新工藝不斷涌現，在介紹完教材每部分常用方法后，再列舉一些行業發展動態、新技術創新方面的內容，開拓學生專業視野。隨著工程行業技能水平的提高，各種行業規范、標準也在不斷完善和更新中，教材的更新往往要在規范正式頒布實施后才著手展開，有較長的滯后性。這時候就需要授課教師及時收集相關資料，對授課內容及知識點進行更新和完善。例如，近兩年最新修訂的《工程巖體分級標準》（GB/T50218-2014）、《地質災害危險性評估規范》（DZ/T0286-2015）、《建筑地基檢測技術規范》（JGJ340-2015）等規范中的相關條文需要在課件、講義、教案編寫中及時進行體現和補充。2.增加國家職業資格考試大綱內容。職業資格考試是土木工程專業學生畢業后面臨的重要考試，例如建造師職業考試、注冊巖土工程師考試等等，將伴隨學生的整個職業生涯。在課程教學中適當地加入相關內容，尤其是課后作業或者考試中增加部分職業資格考試的案例分析題或考試試題，供學生練習。通過這種手段使高校教育與市場需求緊密接軌，也有助于調動學生學習的熱情。3.通過科研、實踐促進教學，提高教師自身工程素養。任課教師工程素質的高低是工程教育成敗的關鍵因素。青年教師應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行整理，將先進的研究分析手段向學生進行全方位展示，不僅使學生對本課程的知識體系以及與其他專業課的聯系有清晰的認識，還大大培養了學生的科研興趣和創新能力，真正做到“以科研促教學”的教學理念。

五、結語

巖土工程勘察課程在土木工程專業本科生工程能力的培養中起著至關重要的作用，近年來的教學實踐證明通過案例教學方式對課程教學模式進行改革，不僅能激發學生的學習興趣，使學生在理論知識、綜合應用、工程能力等方面得到了很好的訓練和培養，而且增強了教師和學生之間的互動溝通，教學效果也得以不斷提升。

參考文獻：

[1]栗惠芳,吳強,劉芳芳.歐洲工程師培養體制的借鑒與啟示[J].中國高等教育,2011,(18):60-62.

[2]雷環,湯威頤,EdwardF.Crawley.培養創新型、多層次、專業化的工程科技人才-CDIO工程教育改革的人才理念和培養模式[J].高等工程教育研究,2009,(05):29-35.

[3]林健.“卓越工程師教育培養計劃”通用標準研制[J].高等工程教育研究,2010,(4):21-29.

[4]劉榮.巖土工程技術課程的案例教學研究[J].教育教學論壇,2014,(20):97-98.

[5]于林平,牟瑛娜,鞏曉東.案例式教學模式在巖土工程系列課程教學中的探索與實踐[J].考試周刊,2015,(85):158+34.

[6]席培勝,劉蘭.案例教學在巖土工程專業課程教學中的應用[J].安徽工業大學學報:社會科學版,2012,(02):132+134.

作者:左昌群 孫金山 陳建平 單位:中國地質大學（武漢）工程學院