陈海玉 徐福卫
(湖北文理学院建筑工程学院,湖北 襄阳 441053)
随着我国建筑业的发展,对土木工程专业培养的人才要求具备扎实的基础和更强的实践动手能力。而《基础工程》是土木工程专业一门重要的专业主干课程,它是专门研究建造在岩土地层上建筑物基础及有关结构物的设计与建造技术的工程学科,内容不仅涉及地基承载力、地基变形、土坡稳定性、挡土墙土压力、基坑渗流稳定性、基坑支护结构、地基处理、地基基础相互作用等岩土工程问题,部分知识还涉及到混凝土结构学和施工技术等学科知识,可以说是多门学科的“大杂烩”,课程章节之间的理论知识跳跃性大。要教好这门课程,需要教师具有扎实的自然科学基础知识、广泛的专业知识、丰富的工程实践经验,但当前《基础工程》的教学方法还是比较传统,且各高校中该课程的学时数相对都比较少;面对时间少任务重的局面,思考如何提高教学质量是每个《基础工程》的任课教师都十分关心的问题,特别是现在很多高校的教师都是从一个大学门到另一个大学门的现状,这个问题更为突出。而当前《基础工程》的教学方法还是比较传统,且课时数不足于将大部分基础工程问题阐明清楚,课程章节之间的理论知识跳跃性大,导致学生对基础工程的认识片面、缺乏连贯性,易产生茫然,降低学习积极性。
“项目教学法”最早见于美国教育家凯兹和加拿大教育家查德合著的《项目教学法》。 2003年,德国联邦教所制定了以行动为导向的教学法规,它把整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件,设计出一个个项目教学方案,按行动回路设计教学思路,不仅传授给学生理论知识和操作技能,更重要的是培养他们的实践动手能力。“项目教学法”最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”被动的教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。它的一般流程为:创设情景→建立项目并实施→总结评价。
根据“项目教学法”的特点,首先确定《基础工程》课程的教学目标是使学生掌握各种类型基础的设计计算能力,了解各种工程问题发生原因和解决方法。初次实施“项目教学法”,项目不宜涵盖过多内容,可定为若干种典型基础类型的设计。项目内容就是为某建筑物选择可行的若干种基础类型进行设计,并将设计结果进行对比,确定适合该建筑物的最佳基础类型。项目开展方式可随着课堂教学内容的讲授逐步展开,在完成课程学习的同时也完成作业练习和课程设计。按流程实施过程为:
已知某框架结构建筑物底层平面布置情况,各柱荷载标准组合值和准永久组合值,场地工程地质和水文地质情况,地基各土层的各实验指标亦已确定。
要求学生以一名基础设计人员为该建筑物设计一个合适的基础。要求至少在扩展基础、连续基础和深基础中各选择一种基础类型进行设计比较。
在项目背景中介绍的框架结构各柱间距、柱尺寸及其传至基础顶面的荷载可由教师针对不同(组)学生给出,避免设计过程中出现抄袭情况,地质资料亦可稍作变动。
在创立了大项目目标后,将大项目分解成若干子项目,确定每个子项目的目标,并分析完成子项目的工作步骤有哪些,需要查阅哪些资料,需要掌握哪些知识。
项目分析的具体内容如下:
子项目 目标 任务分析子项目1:选择基础类型 初步选择三种基础类型首先要了解基础类型都有哪些,其次要了解刚性基础和柔性基础的区别,再者要了解各种基础的特点及一般应用范围子项目2:扩展基础设计为建筑物设计一组扩展基础,依设计结果判断扩展基础是否适合该建筑物扩展基础是浅基础的一种,首先要了解浅基础的设计内容和步骤有哪些,需依据哪些规范,再按照设计步骤一步步完成设计,画出施工图。子项目3:连续基础为建筑物设计一组(个)连续基础,依计算结果判断该连续基础是否适合该建筑物首先要了解连续基础有几种类型,从中选择一种;其次要了解连续基础与扩展基础在设计内容和步骤上的相同与不同之处;最后按步骤完成设计,画出施工图。子项目4:深基础为建筑物设计一组(个)深基础,依计算结果判断该深基础是否适合该建筑物首先要了解深基础有几种类型,从中选择一种;其次要了解该深基础的设计内容和步骤以及所依据的规范;最后按步骤完成设计,画出施工图子项目5:方案比较 选择最优基础设计方案将三种基础设计方案,从设计合理性、施工难易性、成本高低三个角度进行分析,选择最优基础设计方案。
为保证学生具有完成本项目的基本知识和能力,教师首先要对学生的基础知识掌握情况有所了解,鼓励学生积极多方面收集资料。因此,一方面,安排课时由教师对学生集中培训,另一方面,鼓励学生从网络资源和图书馆等获取更丰富的设计资料,辨析真伪和适用条件。学生通过学习,针对工作任务的要求,通过讨论和比较,选择基础类型,在根据基础设计要求确定工作的步骤、内容和所需资料,合理安排时间保证工作任务的有序完成。在这期间,教师应从旁及时指导、纠正学生失误,鼓励学生发挥其主观能动性,解答学生难题,并监督学生按进度完成项目。
项目完成后,应及时交流、展示和讨论,对学生的学习情况进行反馈和评价,有助于学生加强知识掌握程度和灵活应用能力,帮助较差学生提高学习能力、明确学习目标,使较好学生的成就感得到满足,激发学习动力。评价包括学生自评互评和教师评价,评出优秀作品供展示。
在实施过程中,发现学生在做项目时学习积极性较以往增强很多,能积极与其他同学和老师讨论设计方案、计算方法和如何修改思路,合作意识强;所有学生都能按时完成项目任务,上交项目成果;上交的成果中,优秀和良好的比例接近半数,较以往课程设计质量有大幅提高;期末课程结业考试情况较好,可能是因为学生在做项目时对知识点已做了保质保量的练习,且项目及时完成后,离期末尚有较长一段时间,学生可以有充分的时间进行复习。
实施结果表明,“项目教学法”在《基础工程》课程中收到了良好的效果,不仅有效实现了课程教学目标,并且教师在指导的过程中开阔了视野、提高了教学能力;学生在做项目的同时不仅理解和掌握了课程要求的知识和技能,并且培养了分析问题、解决问题和团队合作能力,可以更好地融入到社会建设中去。
“项目教学法”在《基础工程》课程中的应用尚在初步实施阶段,还存在一些问题,如地基处理和基坑支护尚未纳入到项目任务中,教师也没有完全从传统的教学模式中脱离出来,项目未能实现跨越多课程教学的最终目标。这些问题有待在以后的深化改革过程中逐步解决。
[1]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].清华大学出版社,2007,4.
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