基于工程问题的土力学与基础工程课程建设探索

报告的识读；二是对土的物理性质及工程分类的学习。结合勘察报告的三图一表，重点讲解土的组成、物理性质指标、物理状态指标、压实性、工程分类，以及完成相应的土工试验等内容。

（二）渗流问题模块

渗流是岩土工程面临的主要问题之一。这个模块主要解决两个问题：一是土的渗透性，重点介绍达西定律及渗透系数的测定等；二是结合流土和管涌现象，详细讲解渗透力、流土和管涌问题的判断及控制措施等，对于二惟渗流和流网问题仅作简要介绍或不作介绍。

（三）变形问题模块

变形和强度是建（构）筑地基必须同时满足的两个技术条件。这个模块主要解决三个问题：一是土中应力的计算，它是分析变形和强度问题的基础。除了应力的计算，还应介绍应力特别是附加应力的分布规律，以有利于对工程事故的判断。有效应力原理作为土力学的立足点之一，也是这部分重点讲解的内容。二是最终沉降量的计算，重点介绍土的五个压缩性指标及其测定方法，对最终沉降量计算方法主要介绍分层总和规范修正法，以及现行《建筑地基基础设计规范》对地基变形允许值的要求，其他计算方法作简要介绍。三是沉降与时间的关系问题，太沙基一维固结理论是土力学的另一个立足点，由于其理论性较强，以讲清楚基本原理为主。这部分重点介绍瞬时和逐步加荷下地基固结度的计算。

（四）强度（含稳定）问题模块

土压力、地基承载力和土坡稳定是与土的抗剪强度直接相关的三个工程方面。这个模块主要解决四个问题：一是土的抗剪强度理论，在重点阐述库伦公式和极限平衡条件的基础上，详细介绍和完成直剪试验、三轴压缩试验等抗剪强度指标测定试验，并分析相应的试验结果等内容，对于应力路径、孔压系数仅作简单介绍；二是土压力计算，重点介绍土压力的影响因素和分类以及朗肯土压力的计算等内容，库伦土压力以讲清楚基本原理为主，同时结合相关规范和工程实例讲解重力式挡土墙的设计；三是地基承载力，除了介绍浅基础的破坏特征、临界荷载等重要概念外，结合现行《建筑地基基础设计规范》重点讲述地基承载力特征值的确定方法；四是土坡稳定分析，这部分不作重点要求，仅简要介绍黏性土土坡和无黏性土土坡的稳定分析方法。

（五）地基处理方案设计模块

这部分结合实际工程案例和现行《建筑地基处理技术规范》，讲述换填垫层、预压、强夯和复合地基四类工程中常用的地基处理方法。重点讲述各类方法的加固机理和适用范围，并结合具体工程地基处理方案，讲述相应的设计计算。

（六）基础设计模块

这个模块主要解决四个问题：一是地基计算，主要讲述基础埋深的确定和地基承载力验算；二是浅基础设计，结合现行相关技术规范和实际工程施工图，重点介绍独立基础、连续基础、联合基础和储罐基础的设计及施工图识读；三是深基础设计，结合现行相关技术规范和实际工程施工图，重点介绍桩基础，简要介绍沉井基础的设计和施工图识读。

在20个问题中，根据内容和需要又划分若干个知识单元，并突出学校石油行业特色。教师可根据不同专业的课时设置、研究方向等选择相应的模块和问题进行讲解。

三、教学方法的改革

结合课程特点，改变传统课堂教学完全由教师讲课的方式，采用“精讲、自学与讨论”相结合，问题式、情境式和案例式等多样化的教学方法，增加师生之间、学生之间的互动，注重学生能力的培养，激发学生的学习兴趣，引导学生自主学习、主动探究。同时，考虑学生的个体差异，因人施教，实现个性化教学。

（一）问题式教学

结合工程案例，把每章的重要知识点以问题的形式提出，作为阅读或研读任务提前发给学生，让学生带着任务进行课前预习、课堂讨论和课后复习，以解决问题为驱动力，明确课堂教学目标。如讲解自重应力计算时，可设置问题：地下水位上下发生变化时，可能会引发什么样的工程问题？目前国内区域性沉降情况如何？国家层面有何政策或措施？等。通过问题式教学，鼓励学生自主查资料，增强学生的学习主动性。

（二）案例式教学

以工程质量问题或工程事故为案例，剖析事故产生的原因，分析有关的基本理论，探讨解决问题的办法，提出解决问题的新思路。通过有针对性的工程案例剖析，培养学生的学习兴趣和运用知识解决一般土工问题的能力。如在讲述预压法时，可结合某储罐渗漏案例，分析渗漏原因是由于地基变形过大导致管道断裂引起的，讨论学过的哪些知识点与减小地基沉降量有关，并逐步引导学生将回弹再压缩理论用于解决地基沉降过大问题，最后得出工程中常用的堆载预压法等。

在讲解基础设计时，可以结合实际工程资料，讲解基础设计的流程、计算方法、相关技术规范要求、施工图绘制和识读等，以培养学生的工程素养和专业能力。

（三）情景式教学

通过带领学生去实验室做实验、到施工现场参观或播放工程录像等方式，为学生创设具体的、动态的和直观的情境，帮助学生理解授课内容和技术规范，拓展学生的工程视野。如规范要求三角形承台钢筋应按三向板带均匀布置，很多学生对此却不明白，但只要把学生带到施工现场参观讲解，学生就会清楚明白

了（图2）。

（四）个性化教学

考虑到学生能力的个体差异，通过课后作业分类（分为必交、不必交和练习作业三类）、实验教学分类（分为必做、观摩和研究实验三类）、组建大学生创新团队等形式，实现因材施教和个性化教学[3]。

（五） 开放性教学

遵循以学生为主体、以教师为主导的教育理念，在课堂教学中引入“翻转课堂”教学模式，并结合本科生教学的特点，实行教师精讲与学生讨论相结合、学生提问与教师解惑相结合、教师引导与学生分析相结合的课程教学，增加师生之间、学生之间的互动交流，实现开放性教学。

四、教学手段的改革

改革教学手段也是课程建设的重要组成部分。在该课程教学过程中采用多元化的教学手段。

（一）采用多种现代教育技术手段

制作了相对完善的多媒体课件，使教学内容直观性强，便于学生掌握和理解。建立课程网站，实现了教学资源电子化，通过前沿专题、职能训练、互动交流等栏目，加强师生之间的互动，为学生提供更为丰富的学习资源和全新的学习条件（图3）。

（二）充分利用校内实验室

由于该课程的基本理论、公式等主要来源于实践和试验，因此，结合课堂教学内容，充分利用学校完备的土力学实验条件，通过让学生亲自做实验和分析实验结果，加深学生对相关理论和工程问题的理解，并通过鼓励学生自主设计实验、尝试改进实验仪器等，培养学生的创新意识和实践能力。

（三）充分利用校内外实习基地

结合课堂教学内容，组织学生到多个实习基地现场观摩，实现理论教学与实践教学的结合，有效提高教学质量。

五、结语

课程建设是项复杂的系统工程，包括教学内容、教材建设、教学方法、考核方式、教学手段、教学资源等多个方面。要使学生在有限的学时内掌握课程的精髓，提高其学习兴趣，实现三种能力培养的目标，还需要进一步完善课程建设。建议今后进一步加强和改进如下工作：一是基于能力和过程原则的考核方式改革；二是以学生为课堂主体的研究性教学方式改革；三是虚拟实验室建设与系统研发；四是基于MOOC视野的课程建设等。参考文献：

[1] 徐岩，赵俭斌.培养创新型人才的土力学教学方法探讨[J].高等建筑教育，2011，20（5）：51-54.

[2] 陈剑波，陈扬. 项目教学法在土力学与地基基础课程中的实践与探讨[J].新课程研究，2010（183）：68-70.

[3] 张艳美，杨文东.大土木背景下土力学与基础工程课程个性化教学模式的探索与实践[J].高等建筑教育，2014，23（6）：63-65.

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