張莎莎 楊曉華 張林

[摘 要]為適應(yīng)學(xué)科大類招生政策，地基處理教學(xué)學(xué)時(shí)由原來的50學(xué)時(shí)減少到32學(xué)時(shí)，而隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，低碳、高效的地基處理技術(shù)越來越重要，其直接關(guān)系到在復(fù)雜環(huán)境下工程建設(shè)的成敗。以長安大學(xué)道路橋梁與渡河工程（巖土與隧道工程）本科專業(yè)為例，提出相應(yīng)的教學(xué)改革辦法，即如何在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激勵(lì)學(xué)生積極創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生有效利用課堂時(shí)間和充分利用課余時(shí)間，使學(xué)生掌握分析問題、判斷問題、解決問題的科學(xué)思路。

[關(guān)鍵詞]地基處理；巖土與隧道工程；學(xué)科大類招生；教學(xué)方法

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2018）07-0090-03

一、研究背景及意義

隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的健康、持續(xù)、快速發(fā)展，我國的土木工程建設(shè)規(guī)模日益加大，難度也在不斷提高。同時(shí)，隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，工程項(xiàng)目不斷向海外擴(kuò)展，其會(huì)遇到更多的未知難題和復(fù)雜工況。尤其是我國的高速鐵路工程、高速公路工程、機(jī)場等基建的外輸，如何在軟弱土地基、特殊土地基等復(fù)雜工況下合理和高效的進(jìn)行工程建設(shè)，這些都不可避免的需要地基處理相關(guān)背景的高級(jí)專業(yè)人才。

道路橋梁與渡河工程專業(yè)是國家特色專業(yè)土木類與交通類的交叉專業(yè)，其對(duì)應(yīng)的學(xué)科從屬于其下屬的道路與鐵道工程、橋梁與隧道工程等二級(jí)學(xué)科，是一門工程理論與技術(shù)方法相結(jié)合的專業(yè)，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和復(fù)雜性。其主要培養(yǎng)國家交通運(yùn)輸網(wǎng)建設(shè)中急需的，能夠從事公路、城市道路、機(jī)場工程、鐵路工程、橋梁及隧道工程等方向的設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、管理等方面的科學(xué)研究和工程建設(shè)的高級(jí)人才[1]。

為了適應(yīng)國家按學(xué)科大類招生的要求，長安大學(xué)從2016級(jí)本科開始執(zhí)行大類招生政策，一些主干課程的課時(shí)都發(fā)生了變動(dòng)，地基處理課程也由原來的50學(xué)時(shí)減少到32學(xué)時(shí)。地基處理技術(shù)直接關(guān)系到未來國家鐵路、公路、機(jī)場等土木工程修建的質(zhì)量、造價(jià)和進(jìn)度問題，大部分道路橋梁與渡河工程專業(yè)學(xué)生未來工作都會(huì)面臨地基如何處理的工程問題。如何幫助學(xué)生在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)獲得更多的收獲，成為今后道路橋梁與渡河工程（巖土與隧道工程）專業(yè)本科教學(xué)中亟待解決的關(guān)鍵問題之一。

二、地基處理教學(xué)現(xiàn)狀

（一）現(xiàn)有地基處理教學(xué)內(nèi)容及結(jié)構(gòu)組成

目前，結(jié)合長安大學(xué)道路橋梁與渡河工程（巖土與隧道工程）本科專業(yè)的特點(diǎn)，其地基處理教材的主要內(nèi)容包括兩大部分：地基處理的基本定義、地基處理的對(duì)象和目的、設(shè)計(jì)程序等；具體的地基處理方法，如換填法、強(qiáng)夯和強(qiáng)夯置換、排水固結(jié)法、灌漿法、錨固法、復(fù)合地基理論及相應(yīng)的處理方法（主要有碎石樁、土樁及灰土樁、水泥粉煤灰碎石樁、水泥土攪拌樁、高壓噴射注漿法、低強(qiáng)度樁及混凝土薄壁管樁等）[2][3]，其中每一種地基處理方法的結(jié)構(gòu)組成均包括基本定義、適用范圍、基本原理、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工方法、質(zhì)量檢測(cè)、工程實(shí)例分析及課后習(xí)題。在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加新型地基處理技術(shù)的發(fā)展方向和特點(diǎn)。

（二）地基處理教學(xué)方法現(xiàn)狀及存在的問題

目前，基于50個(gè)學(xué)時(shí)的教學(xué)課時(shí)，主要是通過宣講的方式首先將地基處理的基本理論、處理原則、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工工法及質(zhì)量檢測(cè)等內(nèi)容講授給學(xué)生，然后再通過工程案例分析教授學(xué)生解決實(shí)際工程問題的方法。由于地基處理課程涉及教學(xué)內(nèi)容較多，要在50個(gè)學(xué)時(shí)將上述內(nèi)容一一講授給學(xué)生，課程中間穿插答疑解析，部分學(xué)生基本可以達(dá)到教學(xué)要求，但是由于不能直觀的理解實(shí)際的施工措施和方法，依然存在部分學(xué)生的理解內(nèi)容與教師所講內(nèi)容不相符的現(xiàn)象，而且面對(duì)這樣一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，對(duì)于從未見過實(shí)際工程的學(xué)生而言，宣講的內(nèi)容太多又會(huì)導(dǎo)致學(xué)生聽不進(jìn)去、不好理解。

另外，基于教學(xué)目標(biāo)和課程本身的要求，鑒于目前地基處理的考核方式還是以閉卷考試為主，考核與教學(xué)產(chǎn)生了不可避免的矛盾，其主要問題有以下幾方面。1.由于國內(nèi)外地基處理技術(shù)發(fā)展速度較快，沒有非常合適的教材能夠覆蓋目前所有的地基處理技術(shù)現(xiàn)狀，僅靠教師、課堂和書本完成不了所要達(dá)到的教學(xué)目的。如何培養(yǎng)學(xué)生在工作中盡快勝任工作，把握地基處理原則，掌握學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力是本科培養(yǎng)階段必須解決的問題之一。2.學(xué)生的工程意識(shí)不是文字、公式、定義能夠培養(yǎng)出來的，需要經(jīng)過深入、系統(tǒng)合理的教學(xué)過程，有針對(duì)性培養(yǎng)才能夠見到成效。3.筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，通過一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，針對(duì)一個(gè)場地的地基處理，有些學(xué)生甚至提出了與工程實(shí)際不符的地基處理方法，完全不考慮施工機(jī)械如何設(shè)置的問題，這也與教學(xué)過程中缺乏施工動(dòng)態(tài)動(dòng)畫有一定的關(guān)系。4.學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)束后存在一種普遍現(xiàn)象——對(duì)所學(xué)內(nèi)容不敢較真，處于模棱兩可的狀態(tài)。主要原因是應(yīng)用技術(shù)型學(xué)科具有實(shí)踐性、復(fù)雜性和可變性的特點(diǎn)，僅靠教師的說教是不夠的，還要充分挖掘?qū)W生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

三、適應(yīng)學(xué)科大類招生政策的地基處理教學(xué)改革方案

地基處理課程是一門應(yīng)用性和綜合性都很強(qiáng)的學(xué)科。結(jié)合長安大學(xué)巖土與隧道工程本科專業(yè)特色，通過本科階段的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，在未來工作中，如何選擇安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、合理的最優(yōu)化地基處理措施是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要目的。因此，如何在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中掌握地基處理的基本原則、把握技術(shù)發(fā)展方向、具有處理實(shí)際工程問題的能力是地基處理課程授課的最終目標(biāo)，也是地基處理課程培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵點(diǎn)。

鑒于目前教學(xué)過程中存在的問題，為適應(yīng)學(xué)科大類招生政策教學(xué)課時(shí)的改革方向，達(dá)到為國家“一帶一路”戰(zhàn)略順利實(shí)施培養(yǎng)高層次人才的目標(biāo)，論文提出了適應(yīng)學(xué)科大類招生政策的地基處理教學(xué)改革方案，具體內(nèi)容為以下三點(diǎn)。

1.通過制作典型地基處理技術(shù)的三維動(dòng)畫模型，使得教學(xué)方式更加形象，促使學(xué)生能更深刻的理解地基處理基礎(chǔ)知識(shí)和基本原則。

為了適應(yīng)學(xué)科大類招生政策，地基處理課程由原來的50學(xué)時(shí)減少到32學(xué)時(shí)，同時(shí)為了滿足道路橋梁與渡河工程（巖土與隧道工程）專業(yè)學(xué)生今后的就業(yè)需求，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在較短的課時(shí)內(nèi)讓學(xué)生掌握基本的地基處理原理，可以制作典型地基處理技術(shù)的三維動(dòng)畫模型。三維動(dòng)畫不僅可以形象地解釋地基處理原理，還可以呈現(xiàn)出施工工法及施工機(jī)械的簡單構(gòu)造，可以讓學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)所要掌握的知識(shí)印象深刻。圖1為強(qiáng)夯置換施工動(dòng)畫圖。

2.基于工程案例，采用互動(dòng)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生積極利用課余時(shí)間主動(dòng)學(xué)習(xí)地基處理技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生積極創(chuàng)新。

地基處理作為一門實(shí)踐性學(xué)科，工程案例教學(xué)與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比更能讓課堂生動(dòng)。雖然以往的既有教學(xué)也有工程案例，但是其主要是宣講式教學(xué)的一部分，其教學(xué)方式依然是以教師講授為主，學(xué)生被動(dòng)聽課，其并不能激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性。而且，在過去50個(gè)學(xué)時(shí)的教學(xué)實(shí)踐過程中，教師有充分的時(shí)間帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)每一種有代表性地基處理技術(shù)從基本定義、適用范圍、加固原則、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工措施到質(zhì)量監(jiān)測(cè)進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后再通過工程案例讓學(xué)生加深對(duì)所學(xué)地基處理技術(shù)的理解。但是，為了適應(yīng)學(xué)科大類招生政策，課時(shí)減少為32個(gè)學(xué)時(shí)以后，以往的教學(xué)方式顯然已無法滿足教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)實(shí)踐的要求。

基于以上對(duì)地基處理教學(xué)的認(rèn)識(shí)，針對(duì)典型地基處理方法可以選擇至少一個(gè)成功的工程案例和一個(gè)失敗的工程案例，以此來介紹工程案例的實(shí)施背景、地質(zhì)特征、工程性質(zhì)、實(shí)施方案，以豐富學(xué)生的工程背景知識(shí)，讓學(xué)生積累工程經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生明確每一種地基處理方法的適用范圍和局限性，同時(shí)讓學(xué)生了解專業(yè)理論在實(shí)際工程中的適應(yīng)性和不確定性，以提高學(xué)生在現(xiàn)場面臨實(shí)際工程的實(shí)際應(yīng)用和應(yīng)變能力。同時(shí)，通過比較不同地區(qū)，不同地質(zhì)情況的典型工程案例，明確同一種地基處理方式在不同地區(qū)、不同地質(zhì)情況下，其設(shè)計(jì)方法和施工工藝都有所不同，以這方面的案例補(bǔ)充教材中未能反映的各地區(qū)地基處理工程的特點(diǎn)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在較少課時(shí)的條件下，應(yīng)以互動(dòng)式工程案例教學(xué)為主，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題，使學(xué)生參與到課程教學(xué)中來，讓學(xué)生積極拓展課余時(shí)間。同時(shí)，在教學(xué)過程中，可以以長安大學(xué)公路學(xué)院巖隧所取得的科研成果為素材，比如以土工格室加筋、復(fù)合地基理論、注漿技術(shù)等作為教學(xué)案例，以此培養(yǎng)學(xué)生地基處理的創(chuàng)新意識(shí)。

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)安排，具體地基處理方法的教學(xué)程序如圖2所示。

3.適用于學(xué)科大類招生政策下的地基處理教學(xué)大綱改革方案。

在上述研究成果的基礎(chǔ)上，提出明確的學(xué)科大類招生政策下面向道路橋梁與渡河工程（巖土與隧道工程）專業(yè)本科學(xué)生的地基處理教學(xué)大綱，其中教學(xué)目的、教學(xué)方法、教學(xué)形式，以及應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)和具體實(shí)施方案上述內(nèi)容均已述及。

基于32個(gè)學(xué)時(shí)的教學(xué)課時(shí)，結(jié)合本學(xué)科特色和三維施工動(dòng)畫，通過互動(dòng)式案例教學(xué)、課下自主收集資料及自學(xué)的方式，地基處理技術(shù)及其相應(yīng)課時(shí)的安排如圖3所示。

四、結(jié)語

為適應(yīng)學(xué)科大類招生政策，地基處理教學(xué)學(xué)時(shí)大量減少，而隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，低碳、高效的地基處理技術(shù)越來越重要，其直接關(guān)系到在復(fù)雜環(huán)境下工程建設(shè)的成敗。如何在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激勵(lì)學(xué)生積極創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生有效利用課堂時(shí)間和充分利用、拓展課余時(shí)間，使學(xué)生掌握分析問題、判斷問題及解決問題的科學(xué)思路，論文以長安大學(xué)道路橋梁與渡河工程（巖土與隧道工程）本科專業(yè)為例，提出了相應(yīng)的教學(xué)改革辦法。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 沙愛民，裴建中，雷顯鋒，等.適應(yīng)我國公路建設(shè)大發(fā)展的路橋類本科人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐[D].西安：長安大學(xué)，2009.

[2] 《地基處理手冊(cè)》編寫委員會(huì).地基處理手冊(cè)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3] 葉觀寶，高彥斌. 地基處理：第3版[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[4] 鄧永鋒，劉松玉.地基處理教學(xué)方法的認(rèn)識(shí)[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版.高等教育研究），2008（3）：103-105.

[5] 雷勇，賀建清，陳秋南.地基處理課程特點(diǎn)及教學(xué)方法探討[J].高等建筑教育，2016（4）：82-85.

[6] 梁本亮.土木工程專業(yè)核心課程的教學(xué)方法研究[J].高等工程教育，2016（2）：189-192.

[7] 張久鵬，申愛琴，郝培文.道路橋梁與渡河工程（卓越工程師）專業(yè)現(xiàn)狀與改革——以長安大學(xué)為例[J].大學(xué)教育，2016（6）：96-98.

[責(zé)任編輯：陳 明]