[摘 要] 基于課表學(xué)時(shí)縮減背景下，改變傳統(tǒng)單一課堂講授為主的教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)以促教，教以帶學(xué)。海洋土力學(xué)課程利用課外科技創(chuàng)新實(shí)踐，通過項(xiàng)目研討式彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教學(xué)，與工程實(shí)際相結(jié)合，自主式學(xué)習(xí)反饋課堂，輔以復(fù)合多樣的教學(xué)手段，教學(xué)相長，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，達(dá)到教學(xué)預(yù)期目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞] 教學(xué)改革;海洋土力學(xué);課外科創(chuàng)

[基金項(xiàng)目] 中國石油大學(xué)（北京）校級(jí)教改項(xiàng)目，《海洋土力學(xué)》創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程建設(shè)（21G16021）

[作者簡介] 周建萍（1974—），女，江西永新人，博士，中國石油大學(xué)（北京）安全與海洋工程學(xué)院副教授，主要從事軟弱土地基加固、土與結(jié)構(gòu)相互作用研究。

[中圖分類號(hào)] TU4? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）38-0162-02? ? [收稿日期] 2020-04-11

一、課程教改背景

土力學(xué)課程在高校的土木工程、水利工程、交通工程專業(yè)培養(yǎng)方案中安排課時(shí)較多，課表學(xué)時(shí)一般56-64學(xué)時(shí)，約3.5-4學(xué)分。課表學(xué)時(shí)中包括教學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)8-10學(xué)時(shí)。筆者所在院校海洋工程專業(yè)具有深厚石油開發(fā)行業(yè)背景。海洋工程專業(yè)本科生培養(yǎng)方案中另安排有巖石力學(xué)一門必修課。海洋土力學(xué)安排為選修課，課表學(xué)時(shí)也從早期56學(xué)時(shí)縮減為40學(xué)時(shí)，其中教學(xué)實(shí)驗(yàn)由8學(xué)時(shí)縮減為4學(xué)時(shí)。

海洋巖土力學(xué)是海洋工程專業(yè)一門專業(yè)核心基礎(chǔ)課程。本課程特點(diǎn)可歸納為：“少、多、強(qiáng)”。學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多、知識(shí)點(diǎn)瑣碎，在實(shí)踐中應(yīng)用強(qiáng)大。幾乎所有工程問題都離不開土的受力和變形。

本課程包含經(jīng)典土力學(xué)基本理論，以及與土力學(xué)三大問題相關(guān)聯(lián)的工程應(yīng)用部分。前修課程為材料力學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)。此外，由于土體為碎散性材料，在前期所連續(xù)介質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)上，做了大量簡化假定。故而本課程除強(qiáng)調(diào)理論學(xué)習(xí)，很重視實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

目前教育部對(duì)本科生培養(yǎng)強(qiáng)化基礎(chǔ)弱化專業(yè)，對(duì)專業(yè)課程學(xué)時(shí)大幅縮減是大勢(shì)所趨。課堂教學(xué)課時(shí)有限，課程內(nèi)容繁多，是本課程的難題。如何在課時(shí)大幅縮減的背景下，完成必要的教學(xué)任務(wù)，達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果？改進(jìn)傳統(tǒng)的依賴教師課堂講授的模式，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。將一部分課堂內(nèi)容轉(zhuǎn)移到課外，由學(xué)生利用課外時(shí)間來完成，是進(jìn)行課程建設(shè)完善教學(xué)的初衷和目標(biāo)。

二、課程教改探索

（一）結(jié)合課程特點(diǎn)開展課外科技創(chuàng)新

海洋土力學(xué)課程內(nèi)容主要包括飽和土力學(xué)經(jīng)典理論。課程的理論分析高度簡化，具有半技術(shù)半藝術(shù)的特點(diǎn)。并且極其強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。然而，培養(yǎng)方案中實(shí)驗(yàn)設(shè)置課時(shí)少，實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作均為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師提前來完成，學(xué)生沒有參與完整的實(shí)驗(yàn)全過程。即使是學(xué)生參與的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，也受限于試驗(yàn)裝置的數(shù)量，只能分組，由每位同學(xué)動(dòng)手實(shí)際操作某個(gè)步驟。同時(shí)由于土樣取樣通常數(shù)量固定，學(xué)生初次操作易于失敗，會(huì)導(dǎo)致土樣不夠。為完成教學(xué)任務(wù)，順利得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通常情況下關(guān)鍵的制作、加載環(huán)節(jié)多由教師操作演示，學(xué)生讀數(shù)記錄，甚至于學(xué)生只是旁觀。如土的一維壓縮固結(jié)實(shí)驗(yàn)、直剪實(shí)驗(yàn)都存在土樣數(shù)量、實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限，學(xué)生難以全程動(dòng)手參與。

課堂學(xué)時(shí)少，教學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少、實(shí)驗(yàn)室面積小、設(shè)備少。而課程特點(diǎn)又需要學(xué)生有更多動(dòng)手實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)、聯(lián)系工程實(shí)踐能力。困境中，中國石油大學(xué)（北京）教務(wù)處提出了課程建設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃，在縮減課表學(xué)時(shí)的同時(shí)，大力支持課程創(chuàng)新，拿出一筆經(jīng)費(fèi)面向?qū)W院特色專業(yè)、基礎(chǔ)課程進(jìn)行了資助。海洋工程專業(yè)海洋土力學(xué)為2016年9月第一批資助課程。項(xiàng)目面向本科生，利用課外時(shí)間建立課程學(xué)習(xí)興趣組，結(jié)合專業(yè)課程開展科技創(chuàng)新。項(xiàng)目為期2-4年，以學(xué)期為時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行項(xiàng)目總結(jié)。

（二）結(jié)合科創(chuàng)項(xiàng)目開展課外自主學(xué)習(xí)

科創(chuàng)項(xiàng)目利用學(xué)生課外時(shí)間完成。主要目標(biāo)是要在專業(yè)學(xué)習(xí)中，通過海洋土力學(xué)課程的課堂講授，結(jié)合課外科創(chuàng)項(xiàng)目研究立題，開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式，在解決工程實(shí)踐問題的同時(shí)，深入理解專業(yè)理論知識(shí)。

教師結(jié)合課程理論基礎(chǔ)，緊密聯(lián)系工程實(shí)踐，整理工程中有關(guān)土的滲流問題、變形問題、強(qiáng)度問題三大工程問題?；诠こ虇栴}，師生共同組隊(duì)開展科技創(chuàng)新活動(dòng)，成立課外興趣項(xiàng)目組。項(xiàng)目面向大學(xué)二年級(jí)、三年級(jí)本科生，由學(xué)生主動(dòng)報(bào)名，經(jīng)任課教師初步選拔，首批數(shù)十名學(xué)生在多位老師帶領(lǐng)下，共同完成基于項(xiàng)目式課外自主學(xué)習(xí)方式。

學(xué)生通過項(xiàng)目進(jìn)行了課外自主學(xué)習(xí)。自主學(xué)習(xí)內(nèi)容涉及教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，需要學(xué)生全程參與。利用課外時(shí)間調(diào)研工程實(shí)踐問題，撰寫調(diào)研報(bào)告。以一個(gè)學(xué)期為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分別進(jìn)行調(diào)研學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)整理、中期成果、結(jié)題匯報(bào)。多個(gè)興趣組利用課外、寒暑假期進(jìn)行理論學(xué)習(xí)、現(xiàn)場實(shí)踐。由于結(jié)合項(xiàng)目進(jìn)行課外自主學(xué)習(xí)，項(xiàng)目對(duì)學(xué)生和教師均有一定補(bǔ)助。自主式學(xué)習(xí)知識(shí)印象深、不容易忘記，是課堂講授所難以達(dá)到的效果。

如2014級(jí)學(xué)生趙健男結(jié)合海洋工程作業(yè)環(huán)境，進(jìn)行海底邊坡穩(wěn)定問題的項(xiàng)目調(diào)研。對(duì)由海底地震、火山爆發(fā)等引起的海底滑坡的現(xiàn)象，提出海底邊坡穩(wěn)定性研究及災(zāi)害事故預(yù)防的思路。結(jié)合課堂所學(xué)的砂土液化理論，思考海底滑坡的誘發(fā)機(jī)制，理解滑坡原因是在地震等動(dòng)荷載的誘導(dǎo)下，導(dǎo)致海底松散飽水沉積物土顆粒間的有效應(yīng)力減少，土體表現(xiàn)為液化狀態(tài)。

同時(shí)結(jié)合土的抗剪強(qiáng)度理論，分析海底粘性土在動(dòng)荷載作用下強(qiáng)度降低現(xiàn)象。海底土體的上覆水體隨潮差變化使孔隙水壓力或高或低，孔隙水在壓力差作用下發(fā)生滲流，引起海底邊坡破壞。

還有部分同學(xué)結(jié)合海洋油氣開發(fā)，調(diào)研天然氣水合物分解對(duì)海底土強(qiáng)度失效的影響。天然氣水合物與固體顆粒相互膠結(jié)增強(qiáng)了水合物沉積層的強(qiáng)度。當(dāng)海洋資源開發(fā)作業(yè)中，天然氣水合物的溫度、壓力等外部條件改變，水合物分解釋放。結(jié)合課堂上的摩爾-庫侖強(qiáng)度模型分析出，沉積層抗剪切強(qiáng)度減小，土體承載力降低，從而發(fā)生工程破壞等災(zāi)害。

每年面向本科生開展一定數(shù)量的科創(chuàng)項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外自主學(xué)習(xí)。通過提高學(xué)生對(duì)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣，來促進(jìn)教師教學(xué)積極性，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

（三）課外實(shí)踐反饋課堂改進(jìn)教學(xué)方式

每年面向本科生開展一定數(shù)量的科創(chuàng)項(xiàng)目，以學(xué)期為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行項(xiàng)目匯報(bào)和總結(jié)。項(xiàng)目結(jié)合了工程實(shí)踐。以學(xué)生為主體完成課外實(shí)踐項(xiàng)目后，教師匯總為一個(gè)個(gè)生動(dòng)的教學(xué)案例，并將這些教學(xué)案例引入課堂講授，改進(jìn)教學(xué)方式方法。

工程案例對(duì)于土力學(xué)課程具有非常重要的意義。將工程實(shí)際案例引入教學(xué)課堂，課堂上教師展開巖土力學(xué)理論講授。課后學(xué)生分組參與案例設(shè)計(jì)。再返回課堂模式上對(duì)理論應(yīng)用進(jìn)行討論。最后再利用課外科技創(chuàng)新項(xiàng)目解決實(shí)際土力學(xué)工程問題。這樣循環(huán)往復(fù)反饋式案例教學(xué)，將原本抽象的土力學(xué)概念、土力學(xué)原理具象化。具象化的完成過程是學(xué)生思考參與的過程。改進(jìn)傳統(tǒng)的以教學(xué)講授單一方式。課外實(shí)踐反饋式教學(xué)深入了課堂教學(xué)，達(dá)到了教與的互動(dòng)。同時(shí)通過工程實(shí)踐設(shè)計(jì)，真實(shí)檢驗(yàn)學(xué)生掌握課堂理論知識(shí)的程度。教學(xué)相長，師生共贏。

積極的學(xué)生自主學(xué)習(xí)也對(duì)教師的教學(xué)積極性有良好促進(jìn)。教師在課堂教學(xué)中積極采用復(fù)合多樣的教學(xué)方式，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。如課堂講授理論公式推導(dǎo)部分時(shí)，采用傳統(tǒng)的板書教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生做課堂筆記。在涉及工程實(shí)踐問題時(shí)，則采用多媒體視頻教學(xué)方式，通過給學(xué)生播放現(xiàn)場工程實(shí)例錄像讓學(xué)生獲得工程實(shí)踐感性認(rèn)識(shí)。對(duì)部分偏向工程應(yīng)用的章節(jié)課，除課外實(shí)踐教學(xué)案例外還引入網(wǎng)上相關(guān)專題講座、優(yōu)秀的慕課視頻資源。對(duì)一些現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)或不具備條件開展的三軸教學(xué)實(shí)驗(yàn)等，都可以通過視頻學(xué)習(xí)。通過靈活應(yīng)用穿插進(jìn)行多種教學(xué)模式來增強(qiáng)教學(xué)效果，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

三、結(jié)語

巖土力學(xué)課程具有學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多、知識(shí)點(diǎn)瑣碎，在實(shí)踐中應(yīng)用強(qiáng)大的特點(diǎn)。本課程除強(qiáng)調(diào)理論學(xué)習(xí)外，極重視實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。中國石油大學(xué)的海洋土力學(xué)課程具有石油專業(yè)特色。結(jié)合專業(yè)特色，深入學(xué)習(xí)本課程理論，并將理論知識(shí)與工程實(shí)踐結(jié)合，來解決工程實(shí)際問題，是我們的教學(xué)目標(biāo)。教改探究著眼于通過項(xiàng)目研討式彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教學(xué)，達(dá)到與工程實(shí)踐相結(jié)合，以自主式學(xué)習(xí)反饋課堂，輔以復(fù)合多樣的教學(xué)手段，教學(xué)相長，提高教學(xué)質(zhì)量，提升課堂教學(xué)效率，最終使本科生專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

Research on Teaching Reform of Marine Soil Mechanics

ZHOU Jian-ping

（College of Safety and Ocean Engineering，China University of Petroleum （Beijing），Beijing 102249，China）

Abstract：Based on the reduction of class hours in the curriculum，the traditional teaching mode of single classroom teaching is changed，and the extra-curricular time is used to mobilize the enthusiasm of students' independent learning after class with learning promoting teaching and teaching guiding learning.The course of Marine Soil Mechanics makes use of the practice of extracurricular scientific and technological innovation projects，makes up for the traditional classroom teaching through project discussion，combines with engineering practice，uses self-learning feedback classroom，and is supplemented by multiple teaching methods so as to improve the teaching quality and efficiency and achieve the expected teaching objectives.

Key words：teaching reform，Marine Soil Mechanics，extracurricular scientific and technological innovation