褚福永

（麗水學院 土木工程學系，浙江 麗水 323000）

地基處理課程教學及考核方式改革探討

褚福永

（麗水學院 土木工程學系，浙江 麗水 323000）

根據地基處理課程的特點和目標要求，針對傳統教學及考核方式的弊端，提出了探討式教學法及“論文＋答辯”的考核方式，并運用于教學實踐中。結果表明，探討式教學調動了課堂氣氛、培養(yǎng)了學生的工程意識及創(chuàng)新能力；論文＋答辯的考核方式提高了評價體系的導向作用，促進了教學體系的改革。研究成果可以為普通本科院校同類課程教學改革提供參考和借鑒。

地基處理課程；教學方法；考核方式；教學改革；探討式教學法

0 引言

地基處理是土木工程專業(yè)的一門主干課程。課程內容主要包括墊層法、強夯法、固結預壓法及CFG樁法等各種地基加固處理技術，還包括建筑物糾偏、地基基礎托換技術以及特殊性巖土地基處理

等［1］。

幾十年來，隨著我國經濟持續(xù)高速發(fā)展，基礎設施等土建類工程也隨之迅猛發(fā)展?；A設施建設的逐步推進，也帶來了越來越多的特殊地基處理問題，這就對地基處理新技術的發(fā)展提供了機會和挑戰(zhàn)。新型的復合地基向著以下幾個方面發(fā)展，即：（1）由單一加固向復合加固發(fā)展。（2）復合地基的加固體由單一材料向復合加固體發(fā)展。（3）復合地基加固技術與非復合地基加固技術相結合。（4）靜力加固與動力加固技術相結合。（5）機械加固與非機械加固技術相結合［2～3］。由此可見，地基處理技術的快速發(fā)展也決定了地基處理課程具有較強的實踐性及課程教學的多樣性。

一般來說，地基處理課程的授課對象為大三學生。普通本科院校巖土方向的高年級學生，已經學習了大量的基礎知識和專業(yè)知識，有了豐富的知識儲備和較強的分析能力，但總體上，尚不具備應用專業(yè)知識解決具體實際工程問題的能力。因此，針對實踐性和綜合性均較強的地基處理課程，有必要改進教學方法，增強學生的工程意識，讓學生能學以致用，運用所學的專業(yè)知識解決具體的工程問題。

目前，大多普通工科院校地基處理課程期末考核方式仍采用傳統的閉卷考試方式。國內外地基技術發(fā)展很快，現有教材不能涵蓋最新的技術現狀，僅靠教師課堂教學和書本知識根本完成不了要達到的教學目的。值得指出的是，學生工程意識不是靠記憶公式、定義、原理等培養(yǎng)起來的，而是需要有合理的教學過程和有針對性的培養(yǎng)才能見效。因此，傳統的閉卷考試考核方式不能適用于地基處理這類實踐性較強的課程，有必要進行考核方式的改革。

1 探討式教學方法的分析與實踐

1．1 探討式教學方法的分析

對于普通本科院校的學生而言，學習主動性不足是普遍存在的一個問題。傳統教學模式下的地基處理課程，由于內容多、范圍廣，單一教師講授模式很難有效打動學生，且容易導致學生學習動力匱乏。近年來，一些教師試圖通過收集大量的工程案例，以圖片及視頻的形式將案例展示給學生，結合PPT的講解，來提高學生對地基處理課程的興趣，激發(fā)他們上課的積極性。但實際上，在地基處理課程授課的過程中，不僅要讓學生對多種地基處理工藝有所了解，更應結合土力學理論，讓其深入了解地基處理方法的機理。否則，就不能從深層次激發(fā)學生的主動性，即使課堂上師生之間有互動，也是生硬的，教師和學生之間很難產生默契。

目前，為確保地基處理體系的完整性，現有地基處理課程教材內容較多，包括加固機理、設計計算、施工方法、質量檢驗及工程案例。教師在授課過程中如果按照教材的內容逐一來講，就會造成重點不突出，學生在學習的過程中也會不求甚解，對各種地基處理方法的學習完全靠機械記憶。事實上，地基處理課程教學有著幾條重要的主線：一是對各類地基處理機理的理解應緊密結合土力學理論；二是很多章節(jié)之間地基處理方法有相同之處，對這類章節(jié)的教學需在總結歸納的基礎上，對不同之處進行分析；三是需結合具體的工程實例，引導學生利用所學專業(yè)知識去嘗試初步解決具體工程問題。因此，傳統的教學模式不能滿足地基處理課程教學的要求，地基處理課程的教學有必要采用探討式教學模式。

另一方面，普通本科院校地基處理課程的授課對象為高年級本科生，學生已完成較為系統的理論知識和專業(yè)知識的學習，例如已學習了土力學理論、工程地質學、土木工程施工等課程，也參加過相關課程的試驗或者實習。而在這個階段，較低年級學生更具主動性及探索性，這些均為探討式教學提供了可能［4～5］。

1．2 探討式教學方法的實踐

查閱現有眾多地基處理課程教材可以發(fā)現，關于堆載預壓法和真空預壓法加固機理相關內容的教學大多是從有效應力原理比較開始的，主要比較內容見表1。

表1 堆載預壓法和真空預壓法加固機理比較Tab.1 Reinforcement mechanism comparison of preloading method and vacuum preloading method

從表1可以看出，地基處理課程教材利用有效應力原理對堆載預壓法和真空預壓法機理的不同之處進行了闡述，如堆載預壓法總應力增加，真空預壓法總應力不變；堆載預壓法剪應力增加，真空預壓法剪應力不變；堆載預壓法需控制加載速率，真空預壓法不必控制；堆載預壓法是非等向應力增量下固結，真空預壓法是等向應力增量下固結。

對于土力學理論扎實的巖土工程專業(yè)人士來說，表中內容對堆載預壓法與真空預壓法機理的不同之處的闡述已足夠清楚，但大多數土木工程專業(yè)的學生對土力學理論了解得并不是十分清楚。為此，采用探討式教學方法講述這部分內容，既提高了學生的學習興趣，也有助于學生對所學專業(yè)知識的融會貫通。

對于表1內容的闡述，筆者認為應該從兩個問題入手，層層遞進，引導學生思考并參與探討。（1）表中闡述堆載預壓法和真空預壓法兩種方法的不同之處時，應著重指出地基所處的應力狀態(tài)不同，即兩者分別處于怎樣的應力狀態(tài)，均采用哪些試驗去模擬？（2）既然兩種預壓法的應力狀態(tài)不同，也必然導致最終地基的沉降量不同，現有教材給出的計算地基沉降量的公式是否對兩者都適用？

（1）堆載預壓及真空預壓的應力狀態(tài)

對于第一個問題，可先引導學生回顧土力學理論中天然地基的初始應力狀態(tài) （即K0固結狀態(tài)）和等壓固結狀態(tài)，讓學生討論堆載預壓和真空預壓分別對應哪種固結狀態(tài)。然后，引導學生討論土力學理論中關于三軸試驗的加載過程，繼而明確堆載預壓可利用K0固結三軸剪切試驗來模擬，而真空預壓時土體可利用等壓固結試驗模擬。在這樣的探討中，學生會很容易理解為什么堆載預壓會存在剪切力，了解這個剪切力是由軸向力（即堆載）產生的。而真空預壓處于三向圍壓狀態(tài)，只有壓縮，不存在剪切力。在課堂探討中，通過分析兩種預壓方法的應力狀態(tài)及采用相應的試驗描述，結合幻燈片展示K0固結三軸剪切試驗和各向等壓固結試驗的圖片，可以充分調動了課堂氣氛，也引導學生在土力學理論中找到堆載預壓法和真空預壓法的模型和依據，產生良好的教學效果。

式中：ξ為沉降修正系數，根據規(guī)范要求可取ξ=1.1-1.4。

這里需要指出的是，式（1）是基于土力學理論，設地基在K0固結狀態(tài)下利用分層總和法得到的公式，ξ取值為1．1～1．4，對堆載預壓法是適用的。 但真空預壓法處于各向等壓固結狀態(tài)，這一取值顯然是不適用的?？梢龑W生探討，如何推求出真空預壓法中ξ的取值，鼓勵學生采用彈性力學等知識進行推求。在學生討論并動手推求公式的基礎上，教師在黑板上利用板書將推導過程演示給學生。通過這樣一個過程，學生不僅對這部分內容能夠理解透徹，學習積極性被調動起來，而且分析問題能力也得到了鍛煉。

（2）堆載預壓及真空預壓下的地基沉降

在明確了堆載預壓及真空預壓的應力狀態(tài)后，應緊接著引導學生探討兩種預壓法下地基的沉降量計算方法?，F有地基處理課程給出的地基沉降量的計算公式是基于土力學理論中分層總和法得到的，具體表達式如下：

2 考核方式的改革

地基處理課程的現有考核方式仍采取閉卷的期末考試為主，這種傳統的考核方式導致學生學習被動，不能主動思考，學習課程的目的僅僅是為了應付考試，而不是有效地學以致用。為此，地基處理課程的考核方式需進行改革，總成績應由平時成績和期末成績構成，各占50%；期末成績考核為“論文＋答辯”的方式。其中，論文與答辯的分數比例為：論文占期末成績的70%，答辯占期末成績的30%。

論文選題的來源主要有以下幾種方式。

（1）給出一個真實的工程案例，如某軟土地基，通過分析，確定地基處理方案，并進行相關的設計計算，檢驗設計方案的合理性。同時，對采用的地基處理方案給出其施工工藝及質量檢驗方法等。

（2）對新型地基處理方案進行分析研究，收集這種新工藝、新方案的基本加固機理、施工工藝、現場荷載試驗及設計計算等相關資料。同時，對其中某一方面的資料進行整理，并深入研究，寫出相關的科技論文。該科技論文需從機理上對新工藝、新方案進行探討，得出的主要結論能夠為類似工程提供可靠的理論依據。

（3）利用所學地基處理知識，從受力狀態(tài)、微觀機理、施工工藝等方面對現有相關地基處理方法進行對比分析，得出有益的結論。如可從受力狀態(tài)、微觀機理、施工工藝等方面對真空預壓法、堆載預壓法和真空－堆載聯合預壓法進行對比分析，從技術經濟方面為類似實際工程提供參考。

教師需給出論文格式的詳細說明，包括字體、圖表格式、公式格式、參考文獻格式、論文的語言描述等。論文審核應從兩個方面進行，即論文的內容和論文表述及格式。其中，論文的內容為60分，論文表述及格式為40分。

對于答辯，每位同學需回答4個問題。其中2個問題為與論文相關的問題，另外2個問題為擴展題，擴展題旨在對學生地基處理專業(yè)知識掌握程度進行考查。每位同學回答4個問題，共計100分，每個問題完全回答正確可得到25分。

為驗證地基處理課程考核方式改革的可行性和合理性，筆者對麗水學院土木工程專業(yè)14級教學1班和2班的地基處理課程考核方式進行了改革。結果表明，土木工程專業(yè)14級2個教學班的同學在地基處理科技論文寫作和答辯的過程中，不僅了解到地基處理的新技術，還對土力學理論、地基處理專業(yè)知識進行融會貫通，對科技論文的寫作方法也有了初步的掌握。更為可喜的是，所有學生的積極性均被調動了起來，努力探索的精神逐漸在學生中扎根。由此可見，所采用的地基處理考核方式的改革是合理可行的。

3 結語

地基處理課程是一門實踐性、綜合性及專門性很強的課程，普通本科院校的學生在學習的過程中往往感到枯燥乏味，傳統的教學及考核方式已經不能滿足地基處理課程的教學要求。根據地基處理課程的特點及教學目標的要求，將探討式教學法引入課堂教學，將傳統的閉卷考試考核方式改為論文＋答辯的考核方式，有助于調動課堂氣氛、提高學生學習該課程的積極性，有助于幫助學生將各專業(yè)知識融會貫通，也有助于評價體系發(fā)揮積極的導向作用，促進了教學體系的改革發(fā)展。

［1］ 陳昌富．地基處理［M］．武漢：武漢理工大學出版社，2010：53-54．

［2］ 鄭剛，龔曉南，謝永利，等．地基處理技術發(fā)展綜述［J］．土木工程學報，2012，45（2）：127－146．

［3］ 劉漢龍，趙明華．地基處理研究進展［J］．土木工程學報，2016，49（1）：96－115．

［4］ 孫麗梅．專業(yè)外語教學中的素質教育［J］．黑龍江教育學院學報，2010，29（11）：168－169．

［5］ 柴新軍，何春鋒，鹿慶蕊，等．探討式教學在地基處理課程教學中的實踐［J］．中國冶金教育，2016（4）：31－34．

Discussion on Teaching and Evaluation Mode Reform of Ground Treatment Course

Chu Fuyong
（Lishui Institute， Lishui323000， Zhejiang，China）

According to the features and target requirement of ground treatment course， aiming at the disadvantage of the traditional teaching and evaluation mode，it applies the discussion teaching method and thesis defense method to teaching process．The results show that the classroom atmosphere was aroused and the engineering consciousness and creative ability were trained by the discussion teaching method．The thesis defense evaluation mode improves directional function of evaluation system，accelerates the teaching system reform．The study achievement can supply some reference for course teaching reform of similar courses in common undergraduate universities．

Ground treatment course； teaching method； evaluation mode； teaching reform； discussion teaching method

G642.0

A

10．13681／j．cnki．cn41－1282／tv．2017．04．021

2017-06-23

浙江省教育廳高等教育教學改革項目：基于工程能力培養(yǎng)的教學改革與實踐——以 《地基處理》課程為例（JG20160189）；水利部堤防安全與病害防治工程技術研究中心開放課題基金項目：粗粒土顆粒破碎與剪脹演化規(guī)律及其臨界狀態(tài)研究；麗水市高層次人才項目：復雜應力條件下粗粒土力學特性及其本構模型研究（2015RC167)。

褚福永（1976-），男，山東濟寧人，副教授，博士，主要從事高校巖土工程專業(yè)的教學與研究工作，研究方向為土體基本特性及本構模型研究。

[責任編輯 靳曉穎]

黃河水院代表團赴加拿大弗萊明學院開展科研合作交流活動

2017年8月16日－25日，我?？蒲许椖看韴F學報編輯部馮峰、靳曉穎一行2人，赴加拿大弗萊明學院進行了深入的科研合作交流。此行是自2014年10月份加拿大弗萊明學院與我院建立良好的合作關系以來，持續(xù)地開展雙方互訪活動的又一體現。雙方就開展科研合作、實訓基地建設、科研平臺建設、學報國際化宣傳等方面進行了深入的溝通和交流，并取得了階段性的合作意向。

在此次交流過程中，《黃河水利職業(yè)技術學院學報》也作為一個亮點，重點向加方弗萊明學院院長、教授和學生進行了宣傳和介紹。贈送加方的《黃河水利職業(yè)技術學院學報》有3期，分別是2016年第1期、2016年第3期和2017年第1期，這三期的彩封三為“努力打造全國一流、國際領先的職業(yè)院?！S河水院近期國際交流與合作活動掠影”系列報道，其中也包括加方與我院進行教師互訪、學生實訓開展等活動的精彩記錄。此次是《黃河水利職業(yè)技術學院學報》面向國外院校的領導和教授，又一次面對面宣傳，有效地提高了我院的整體影響力和學報的國際知名度。（修池）