王英杰

（赤峰學(xué)院 資源環(huán)境與建筑工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

基礎(chǔ)工程是土木工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有專業(yè)性、實(shí)踐性和綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)。該課程與土力學(xué)、工程地質(zhì)、材料力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等課程緊密聯(lián)系，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程抗震設(shè)計(jì)重要組成部分，對(duì)學(xué)生形成完整的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)體系以及日后從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作都至關(guān)重要。該課程主要講述的是地基與基礎(chǔ)的類型及相應(yīng)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法，在荷載作用下地基的沉降以及建筑工程中常用的地基處理方法和原則。隨著土建行業(yè)的快速發(fā)展，高層建筑、大跨橋梁等不斷涌現(xiàn)，相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)形式、地基條件也變得越來(lái)越復(fù)雜，這就要求土木工程專業(yè)必須全面牢地掌握基礎(chǔ)知識(shí)。因此，在分析不同類型課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)改革，通過引入啟發(fā)式和案例式的教學(xué)方法來(lái)提升教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生牢固掌握理論知識(shí)，提升學(xué)生的實(shí)踐能力，為將來(lái)工作夯實(shí)基礎(chǔ)。

現(xiàn)階段基礎(chǔ)工程教學(xué)過程中存在的問題。（1）教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)課時(shí)存在矛盾。隨著工程技術(shù)的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)工程課程內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)不斷增加，學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容也在不斷地變多，但是課時(shí)卻沒有增加，學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法深入理解教學(xué)內(nèi)容，勢(shì)必會(huì)影響學(xué)生對(duì)本門課程的掌握及在日后工作中的應(yīng)用。（2）教材更新速度慢。隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)不斷推進(jìn)，城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷加快，新的建筑材料、施工技術(shù)和設(shè)計(jì)方法不斷涌現(xiàn)，行業(yè)規(guī)范也在不斷更新[1]。很多教材雖然都已根據(jù)相應(yīng)規(guī)范和條例進(jìn)行了更改，但課本上的知識(shí)點(diǎn)不太全面，更新也非常慢，課本內(nèi)部的知識(shí)也就無(wú)法跟上學(xué)習(xí)需求。（3）教學(xué)過程缺乏實(shí)踐的支撐。當(dāng)前基礎(chǔ)工程課程的教學(xué)方式方法單一，缺乏實(shí)踐，學(xué)生在課堂上不能理解所學(xué)理論知識(shí)，解決不了實(shí)際問題

1 啟發(fā)式教學(xué)方法和案例式教學(xué)方法

1.1 啟發(fā)式教學(xué)方法

啟發(fā)式教學(xué)的根本是以學(xué)生為中心，這種高效的教學(xué)模式可以更好地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并讓學(xué)生的思想處于活躍的狀態(tài)，更加主動(dòng)地進(jìn)行思考，以便更好地掌握和消化知識(shí)。啟發(fā)式教學(xué)方式讓學(xué)生獨(dú)立思考和處理問題，解決更多的問題，一般是由提出疑問、討論、發(fā)言和總結(jié)構(gòu)成。

1.2 案例式教學(xué)方法

案例教學(xué)法是一種獲得理論與實(shí)踐有效結(jié)合的教學(xué)模式，且教學(xué)中所用的案例需具有真實(shí)可信、客觀生動(dòng)、多樣性及典型性等特點(diǎn)[2]。借助于案例式教學(xué)方法，展現(xiàn)實(shí)際工程場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生利用專業(yè)知識(shí)解決工程問題，不斷深化學(xué)生專業(yè)思維，提高學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，逐步積累，實(shí)現(xiàn)對(duì)本專業(yè)知識(shí)的理解和掌握，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效果。

案例教學(xué)法的核心是通過選擇合適的案例融入教學(xué)中，這不僅可以讓學(xué)生提前接觸不同類型的工程項(xiàng)目，更可以引發(fā)學(xué)生自身的興趣，必要時(shí)也可根據(jù)發(fā)展情況來(lái)設(shè)計(jì)案例。

常見的案例分析法可為課堂案例和課外案例。課堂案例指的是課堂上講述的例題。例如，將一個(gè)建筑工程的淺基礎(chǔ)作為案例，讓學(xué)生分組討論，引導(dǎo)學(xué)生從地質(zhì)條件、環(huán)境影響、施工技術(shù)和其他不同的方向入手評(píng)判，并給出結(jié)論。學(xué)生在分析和討論的過程中，注重引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)案例的剖析和歸納總結(jié)，掌握分析問題和解決問題的方法和思路，提高解決問題的能力[3]。所謂的課外案例指的是以一個(gè)合適的工程項(xiàng)目為基礎(chǔ)，分析建筑結(jié)構(gòu)形式、荷載分布、場(chǎng)地情況和水文地質(zhì)條件，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際工程情況選擇深基礎(chǔ)形式，完成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，并繪制施工圖紙。這一類的案例綜合性較強(qiáng)，很難在較短的時(shí)間內(nèi)完成，學(xué)生可以通過小組討論的方法進(jìn)行分析、研究和設(shè)計(jì)。實(shí)施過程中學(xué)生通過查閱資料引發(fā)思考，進(jìn)一步了解包括土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、混凝土原理和其他不同類型的問題，更好地熟悉相關(guān)的規(guī)范，最終掌握深基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法，在課外案例中學(xué)有所獲。

2 啟發(fā)式教學(xué)和案例式教學(xué)在基礎(chǔ)工程教學(xué)中的應(yīng)用策略

啟發(fā)式教學(xué)指的是在教學(xué)時(shí)學(xué)生為教學(xué)主體，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立思考問題，并在分析問題的基礎(chǔ)上解決問題，觸類旁通，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。于啟發(fā)式教學(xué)是在分析課程內(nèi)容重點(diǎn)原理和基本概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行引導(dǎo)，更好地?cái)U(kuò)展學(xué)生的思維廣度[4]。案例式教學(xué)指的是在基礎(chǔ)工程課程教學(xué)的基礎(chǔ)上融入工程案例，并讓學(xué)生在案例中充當(dāng)工程技術(shù)人員，并在查閱資料之后分析工程中可能會(huì)遇到的問題，并采用恰當(dāng)?shù)姆椒ń鉀Q出現(xiàn)的問題，提升學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)技能的理解力。

2.1 設(shè)置課堂教學(xué)情境

如果將啟發(fā)式教學(xué)融入基礎(chǔ)工程課程中，就是要以學(xué)生為主體，在教學(xué)過程中結(jié)合多元化的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生積極探究，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生全身心地投入學(xué)習(xí)中。在啟發(fā)式教學(xué)中教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)和情境進(jìn)行導(dǎo)學(xué)，再在分析教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行講解[5]，并借助高效的問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，每當(dāng)學(xué)生遇到一些困難時(shí)就在第一時(shí)間進(jìn)行引導(dǎo)?；蛘卟捎梅纸M討論的方式讓學(xué)生參與討論，更好地提升學(xué)生的自覺性。在采用分組討論的方式時(shí)在組內(nèi)設(shè)置小組成員和組長(zhǎng)，在討論過程中鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和協(xié)調(diào)能力。學(xué)生搜集相關(guān)資料，在討論的過程中，闡述自己的觀點(diǎn)和解決問題的方法，通過這種方式培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)習(xí)慣。豐富學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和素養(yǎng)。

在基礎(chǔ)工程課程教學(xué)過程中采用啟發(fā)式教學(xué)，可以啟發(fā)學(xué)生的思維方式，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，進(jìn)而提升對(duì)該課程學(xué)習(xí)效果。此外，如果在教學(xué)過程中強(qiáng)化啟發(fā)式教學(xué)的實(shí)施力度，不僅讓學(xué)生更好地融入教學(xué)過程中，也會(huì)提高教師對(duì)基礎(chǔ)工程課程的理解能力，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

2.2 提高學(xué)生的實(shí)踐能力

采用課外案例和課堂案例相互結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。在采用課堂案例時(shí)先設(shè)計(jì)一個(gè)比較簡(jiǎn)單的案例，并通過簡(jiǎn)化真實(shí)項(xiàng)目讓學(xué)生掌握更多基礎(chǔ)知識(shí)，再通過陳述問題將其融入不同類型的知識(shí)點(diǎn)，再讓學(xué)生去消化和理解，會(huì)得到解決方案。

老師借助課外實(shí)踐的方式進(jìn)行教學(xué)。教師在參與課外實(shí)踐時(shí)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和性格特征進(jìn)行分組，保證小組內(nèi)部分配的合理性。學(xué)生帶著問題查詢相關(guān)資料，提出解決方案。實(shí)踐問題解決后讓學(xué)生講述心得體會(huì)，改進(jìn)不足，由此提升學(xué)生自信心。在課后，借助自我實(shí)踐提升知識(shí)綜合應(yīng)用能力。

教師積極鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。學(xué)生在明確學(xué)習(xí)目標(biāo)基礎(chǔ)上分析實(shí)踐過程中存在的各類問題，采用合理的措施解決問題，以此培養(yǎng)學(xué)生的探究精神與創(chuàng)新精神。通過這樣的方式，學(xué)生深入理解并掌握基礎(chǔ)工程教學(xué)內(nèi)容，提升解決問題的能力和實(shí)踐能力。

課程中所選案例應(yīng)源于實(shí)際工程項(xiàng)目。源于生活的案例更容易被學(xué)生接受，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解、提升專業(yè)素養(yǎng)并學(xué)以致用，使學(xué)生獲得專業(yè)認(rèn)同感。

教學(xué)過程中要求學(xué)生認(rèn)真觀察、仔細(xì)思考并提出解決問題的方法，以此培養(yǎng)學(xué)生從生活中和工程實(shí)踐中，仔細(xì)觀察、思考與研究的好習(xí)慣。

3 案例分析

基礎(chǔ)工程教學(xué)中融入案例教學(xué)法的關(guān)鍵在于案例的選擇。案例應(yīng)以實(shí)際工程項(xiàng)目為載體，融入課程教學(xué)內(nèi)容。教師從學(xué)生角度思考問題，指導(dǎo)學(xué)生理解和分析案例，以便培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維。

3.1 確定基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)概念

教師在運(yùn)用案例分析法進(jìn)行教學(xué)的過程中首先要明確基礎(chǔ)工程的基本概念。在明確了概念和基本原理后，進(jìn)行基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)。工程地基勘察中的鉆探項(xiàng)目，為的是明確勘探地基土的物理性質(zhì)并且繪制圖層剖面圖。在確定概念時(shí)需要在確定地基的基礎(chǔ)上確定工程地基勘探中與鉆孔相關(guān)的項(xiàng)目，如鉆孔的位置、鉆孔的數(shù)量、鉆孔的深度、取樣的內(nèi)容和土質(zhì)力學(xué)性質(zhì)、土層剖面具體內(nèi)容和其他不同類型項(xiàng)目的具體要求。在運(yùn)用案例教學(xué)法時(shí)必須要讓學(xué)生明確與基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)有關(guān)的概念，才能熟悉與掌握工程設(shè)計(jì)有關(guān)內(nèi)容。

此外，需要從多角度入手分析基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。首先要確定工程的上部結(jié)構(gòu)形式。本案例中運(yùn)用的是四孔30m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝筒支持橋梁。橋面的寬度控制在一側(cè)9m，兩側(cè)各加1.5m，同時(shí)注意將橋面的縱深坡度控制在1.5%。從水位看最終洪水的水位被控制在11.5m，常用的水位被控制在6.8m，河底的高度被控制在5.00m。在加工時(shí)重點(diǎn)采用鉆孔灌注樁進(jìn)行加工，樁身和混凝土強(qiáng)度的等級(jí)確定為C25，同時(shí)也需要確定抗壓彈性模量[6]，從多個(gè)方面確定荷載標(biāo)準(zhǔn)，注意將人群中的荷載確定為 3.5kN/m2。

另外，重視荷載組合的原則，橋梁常見的荷載組合為主要荷載組合和附加荷載組合兩個(gè)類型。兩種荷載組合方式的計(jì)算首先要明確荷載類型。橋臺(tái)基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)、臺(tái)身和基礎(chǔ)自重等不同類型的荷載為恒荷載。汽車和人群的荷載，可以將在后臺(tái)上產(chǎn)生的土層壓力稱為可變荷載，另外考慮與支座摩擦力、制動(dòng)力和其他不同類型有關(guān)的內(nèi)容。荷載組合的最終目的是為了圍繞地基的強(qiáng)度和變形的過程進(jìn)行計(jì)算。

3.2 確定與基礎(chǔ)工程有關(guān)的參數(shù)

表1顯示了與土有關(guān)的物理和力學(xué)指標(biāo)，從這些指標(biāo)中找土到與基礎(chǔ)工程之間的關(guān)系，計(jì)算確定工程量。

表1 土的物理和力學(xué)指標(biāo)

圖1 為工程中最常見的工程圖紙，學(xué)生需要緊緊圍繞著工程圖紙進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。除了要會(huì)分析相關(guān)的圖紙，還需要將各種類型的計(jì)算參數(shù)融合在一起。如將砌筑石塊和混凝土的重量控制在25kN時(shí)則需要將混凝土的重度控制在18kN，橋臺(tái)支座上的預(yù)應(yīng)力控制在1865.4N，并將距離前面墻壁的長(zhǎng)度控制在0.43m。橋梁的跨度控制在29.13m，同時(shí)在計(jì)算支座摩擦阻力時(shí)則應(yīng)該將摩擦的系數(shù)控制在f=0.05，必要時(shí)也應(yīng)該將力度設(shè)定在支座上，方向則不需要被直接控制。

圖1 常見的工程圖

3.3 掌握正確的計(jì)算方法

在運(yùn)用案例教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)時(shí)類似的案例會(huì)發(fā)揮非常重要的作用。每個(gè)學(xué)生都應(yīng)該根據(jù)案例掌握正確的計(jì)算方法。在計(jì)算時(shí)需要掌握如下幾點(diǎn)：第一，在計(jì)算制動(dòng)力時(shí)，假設(shè)如果先在橋跨上布置荷載總量10%或者一輛車的30%的重量時(shí)則需要按照有關(guān)規(guī)定向支座傳達(dá)動(dòng)力的25%。第二，根據(jù)荷載發(fā)展的過程確定荷載組合。在計(jì)算荷載組合時(shí)應(yīng)該先分析不同類型的荷載組合，先讓同學(xué)采用手工計(jì)算的方式，再配合計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)比計(jì)算結(jié)果。并根據(jù)內(nèi)部大量的內(nèi)力為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，重點(diǎn)是要明確土體的深度。第三，如果需要在后臺(tái)進(jìn)行計(jì)算時(shí)需要先確定摩擦角和粘聚力，并將臺(tái)背和摩擦角的內(nèi)容控制在一定的角度。

3.4 反饋教學(xué)成果

在完成整個(gè)教學(xué)過程結(jié)束之后需更新教學(xué)成果。第一，根據(jù)工程案例得出計(jì)算書一份。第二，繪制施工圖紙一份，施工圖中應(yīng)是由橋臺(tái)縱剖面圖、承臺(tái)鋼筋平面布置圖、鋼筋大樣圖和其他不同類型的內(nèi)容構(gòu)成。這一個(gè)環(huán)節(jié)是案例教學(xué)中非常重要的一個(gè)部分，因?yàn)榘ɡ蠋熀屯瑢W(xué)都不太知道自己掌握的具體情況，所以需要借助這樣的施工圖紙來(lái)確定教學(xué)成果[7]。

3.5 案例教學(xué)法的反思

以上即是利用案例式教學(xué)法進(jìn)行基礎(chǔ)工程教學(xué)設(shè)計(jì)的過程。教師可以通過此方法讓同學(xué)們深刻的理解案例和其中蘊(yùn)含的概念、知識(shí)內(nèi)容和解決方法。如果僅采用簡(jiǎn)單的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生只能簡(jiǎn)單地理解其中的理論，而借助案例式教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)則可以讓學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合，深刻領(lǐng)悟知識(shí)內(nèi)容并學(xué)以致用。

相較于普通的教學(xué)方法，案例式教學(xué)法也具備一定的啟發(fā)性，可以讓學(xué)生準(zhǔn)備把握相關(guān)概念。教師可以通過案例式教學(xué)方法提升教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生可以通過案例式教學(xué)方法提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。一方面學(xué)生可以借助案例將所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合，有效的理解教學(xué)內(nèi)容；另一方面，教師通過案例式教學(xué)方法提升教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將啟發(fā)式和案例式教學(xué)方法融入基礎(chǔ)工程課程的教學(xué)中能夠發(fā)揮很大的作用。廣大教師在教學(xué)時(shí)應(yīng)該借助啟發(fā)式教學(xué)和案例式教學(xué)的方式來(lái)設(shè)置合適的教學(xué)情境，在吸引學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上增加學(xué)習(xí)興趣、提升自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生在課外時(shí)間提升自身專業(yè)技能，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力和協(xié)調(diào)能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)高效地解決問題，最終提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。