岩土工程勘察案例教学研究

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摘要：工程能力培养是现代工程教育本质及特征的重要体现，通过高校本科教学研究及改革强化工程能力培养是高校回应社会工程实践需求的重要措施和有力保障。本文结合土木工程（地下建筑方向）《岩土工程勘察》课程教学，从课程特点出发探讨了案例教学在教学改革中的应用，分析了课程教学在工程能力培养方面的现状不足，论述了案例选择原则、基于核心知识点案例库的构建方式及案例教学的实施过程，提出了保障案例教学效果的具体措施。

关键词：案例教学；工程能力；岩土工程勘察；教学改革

自20世纪末以来，国内外都在不断加强和深化高等教育改革，大学生工程及创新能力的培养成为改革的重点目标。例如，欧美各国都提出了高等工程教育改革的“工程教育模式”；欧洲工程师联盟提出了“FEANI公式”，用以指导欧盟工程教育改革[1]；由麻省理工学院和瑞典皇家工学院提出的“CDIO教育模式”作为国际最新的工程教育理念，对高等院校学生的工程能力培养目标提出了全面而系统的指引方针和实施要求[2]。而我国高等工科教育实施的“卓越工程师教育培养计划”是具有中国特色的工程教育改革，对把我国从工程教育大国向工程教育强国转变具有重要的示范意义[3]。上述教育改革计划无一例外地把“培养学生的工程能力”作为首要目标。《岩土工程勘察》课程是我校土木工程专业（地下建筑方向）大三下学年的一门专业必修课，课程本身涉及的学科领域广泛，具有理论知识点繁杂，综合性、理论性和实践性强，新规范、新技术不断更新，紧密贴合工程实际的特点。如何在课程教学中突出工程应用性和实践性，提升学生分析、解决工程实际问题的能力，成为教学改革的重要目标和急需解决的问题。

一、工程能力培养与案例教学结合的内涵与意义

工程能力是土木工程类工科学生必须具备的基本能力，是土木工程专业人才能力培养的首要目标。工程能力的内涵主要体现为学习知识及运用知识的能力、工程设计和实践的能力、思考分析与判断的能力，以及表达交流和创造创新的能力，是现代工程师应该具备的重要基本素质之一。工程能力的培养必须贯串于教学过程的始终。案例教学则是学生在掌握了相关专业基础知识和分析方法的基础上，在教师的指导下根据教学目的和教学内容，结合工程中的典型案例组织学生对案例进行分析、讨论和思考等活动，引导学生进行研究探索性学习，从而加深学生对专业理论知识的理解，提高分析和解决实际问题的能力的一种教学方法[4-6]。从对工程能力培养的要求和案例教学方法的特点可以看出，在课程教学中采用案例教学法，将专业理论知识和工程实践技能有机地结合，不仅可以使授课知识点具体化、明确化，还能够活跃课堂气氛，提高学生的学习兴趣，增加学生和老师之间的互动交流，有效地拓展学生的专业视野，激发学生的创新思维，从而真正实现将知识的积累转变为“个体人”的能力的提升。由此可见，在课堂教学中采用案例教学，将两者的目标和需求有机融合，可以更好地提升教学效果，提高工程能力培养的质量。

二、工程能力培养在《岩土工程勘察》教学中的现状

《岩土工程勘察》作为土木工程学科的核心专业课程，在整个课程体系中起着重要的衔接作用，即工程的理论知识如何顺利地转化为实际勘察从业技能，所以该课程授课质量直接决定着毕业生的职业能力。目前的课程教学实践在工程能力培养方面仍存在如下现状和不足：1.授课内容交叉重复、没有考虑专业方向特色。表现在不同院校或者在同一院校的相近专业都是采用一部教材、一套内容的授课方式，并未针对不同专业方向的需求和特点有所区别，仅仅只能靠专业教师在授课中补充相关内容来体现。2.工程实践性教学环节薄弱。由于大土木专业需要，课程广度数量增加使得课时数又有所减少，压缩量较大的就是相关实践环节，使得该课程仍以课堂教学为主，缺乏课程设计、课外实习等环节的辅助教学，对学生工程实践方面能力的认知培养严重不足。3.现有教材对学科新理论、新技术、新发展的体现较欠缺。随着科学技术的发展，各种新理论、新技术、新方法，甚至新规范在工程实践活动中不断涌现，让学生了解前沿动态，扩大专业视野，是本科教育的重要任务，也是学生未来就业的需要。目前无论是在教材的更新速度或者参考资料的完善补充上仍有所滞后。4.课程考核模式单一，无法体现对工程能力的综合评价。目前期末考试也主要针对基础知识点以客观题型为主，主观题（如案例分析、论述）的比例较少，无法起到对工程能力的检验和综合评价的效果。因此，围绕工程能力培养的大目标，展开《岩土工程勘察》课程教学方法的改革对提高本科教学质量具有重要意义。

三、课程案例教学体系的构建

1.案例选择的原则。好的工程案例是教学的基础，也是教学效果的重要保证，教学中选择的工程案例应满足如下几个基本原则：（1）代表性和典型性。就是要求案例能充分代表该次教学的核心知识点，例如边坡工程章节，一定要围绕斜坡，尤其是滑坡勘察这一关键问题来展开。（2）真实性和综合性。选择真实的工程案例，可以保证课堂上对案例的介绍、分析、讨论等有明确的工程背景和依托，研究对象更具体化。（3）体现专业方向特色。在案例选择中，可以多结合本城市周边隧道、基坑、城市地铁等地下工程来展开；结合身边的实例对激发学生的学习兴趣、提高学生专业学习的主动性十分有益。（4）思维启发性。岩土工程勘察的对象是性质千变万化的岩土体，对很多问题并没有唯一的标准答案，因此，需要在分析、讨论中培养学生的发散性思维方式，引导学生进行分析比较，从而培养学生严密的逻辑分析能力。2.基于知识点的案例库的构建。确定上述原则后，则需要对课程内容各知识点进行梳理和模块的划分，结合模块需求选择合适的案例，从而建立起知识点与案例的映射关系。结合笔者所授的《岩土工程勘察》课程的课时安排和大纲要求，制订的基于知识点的案例库及教学要求如表1所示。的始终，通过各个教学环节展开实施。（1）课堂教学环节。在课堂教学环节开展案例教学有多种途径。首先，可以在课堂知识点授课完成以后，利用15—20分钟时间，就一个具体的工程案例进行完整的介绍，重点要结合课程的知识点，对重点和难点问题进行论述分析，使学生理解更为透彻。例如上表1中对斜坡场地勘察、岩溶场地勘察以及房屋建筑勘察等章节目前则主要采用这种形式。此外，还可以根据知识点的需要，只选择工程案例的某一环节进行举例，例如利用结构面统计模拟手段进行地质构造调查分析，则可以在展示现场量测操作的照片、统计数据的记录格式以及模拟得出的典型图谱等。课堂教学中还可以在上课开始就抛出某一具体的工程问题，通过对这个问题的剖析入手来逐步讲述本次课的主要理论知识点，起到抛砖引玉的作用。（2）课后讨论及作业环节。在40学时的授课中，可以展开1—2次课后分组讨论，讨论的具体工程问题在课后进行布置，给学生一周的时间进行思考和准备，然后在下次课的课前、课间、课后时间，让学生上台发言，教师和学生之间也可以就不同观点进行讨论和辩论，在此过程中形成自己的思考和认识，培养学生的发散性思维能力和逻辑分析能力。通过前两个学年教学的实践，课后讨论的形式效果非常好，学生的参与程度非常高，对问题的分析有理有据，在此过程中也培养了同学间的团队合作意识。（3）课程考核环节。《岩土工程勘察》课程目前考试仍以闭卷考试为主，除了常规的名词解释、选择题外，还可以尝试论述题的形式；针对考试的出题模式，也可以结合“工程情境化”来出题。此外在后续教学中还可以增加一个“勘察方案设计”的实践环节，给出几个不同类型的典型工程案例，结合课程所学的知识，利用相关规范、参考书进行勘察方案设计，按课程报告占总成绩20%比例作为考核成绩。

四、保障案例教学效果的措施

1.融入新技术、新工艺，结合最新行业规范更新知识要点。岩土工程勘察的研究对象是各种不同类型的工程，随着研发水平、制造水平的不断提升，勘察行业的新技术、新工艺不断涌现，在介绍完教材每部分常用方法后，再列举一些行业发展动态、新技术创新方面的内容，开拓学生专业视野。随着工程行业技能水平的提高，各种行业规范、标准也在不断完善和更新中，教材的更新往往要在规范正式颁布实施后才着手展开，有较长的滞后性。这时候就需要授课教师及时收集相关资料，对授课内容及知识点进行更新和完善。例如，近两年最新修订的《工程岩体分级标准》（GB/T50218-2014）、《地质灾害危险性评估规范》（DZ/T0286-2015）、《建筑地基检测技术规范》（JGJ340-2015）等规范中的相关条文需要在课件、讲义、教案编写中及时进行体现和补充。2.增加国家职业资格考试大纲内容。职业资格考试是土木工程专业学生毕业后面临的重要考试，例如建造师职业考试、注册岩土工程师考试等等，将伴随学生的整个职业生涯。在课程教学中适当地加入相关内容，尤其是课后作业或者考试中增加部分职业资格考试的案例分析题或考试试题，供学生练习。通过这种手段使高校教育与市场需求紧密接轨，也有助于调动学生学习的热情。3.通过科研、实践促进教学，提高教师自身工程素养。任课教师工程素质的高低是工程教育成败的关键因素。青年教师应积极地开展科研工作，通过对已有的科研成果及科研课题进行整理，将先进的研究分析手段向学生进行全方位展示，不仅使学生对本课程的知识体系以及与其他专业课的联系有清晰的认识，还大大培养了学生的科研兴趣和创新能力，真正做到“以科研促教学”的教学理念。

五、结语

岩土工程勘察课程在土木工程专业本科生工程能力的培养中起着至关重要的作用，近年来的教学实践证明通过案例教学方式对课程教学模式进行改革，不仅能激发学生的学习兴趣，使学生在理论知识、综合应用、工程能力等方面得到了很好的训练和培养，而且增强了教师和学生之间的互动沟通，教学效果也得以不断提升。

参考文献：

[1]栗惠芳,吴强,刘芳芳.欧洲工程师培养体制的借鉴与启示[J].中国高等教育,2011,(18):60-62.

[2]雷环,汤威颐,EdwardF.Crawley.培养创新型、多层次、专业化的工程科技人才-CDIO工程教育改革的人才理念和培养模式[J].高等工程教育研究,2009,(05):29-35.

[3]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究,2010,(4):21-29.

[4]刘荣.岩土工程技术课程的案例教学研究[J].教育教学论坛,2014,(20):97-98.

[5]于林平,牟瑛娜,巩晓东.案例式教学模式在岩土工程系列课程教学中的探索与实践[J].考试周刊,2015,(85):158+34.

[6]席培胜,刘兰.案例教学在岩土工程专业课程教学中的应用[J].安徽工业大学学报:社会科学版,2012,(02):132+134.

作者:左昌群 孙金山 陈建平 单位:中国地质大学（武汉）工程学院