基础工程课程教学方法改进初探

于彦彦

摘要基础工程是土木工程专业的一门重要的核心课程。本文首先分析了基础工程课程的内在特点，进而总结了基础工程教学中存在的部分典型问题，如课堂教学方法单一、部分课程知识讲解抽象、与实践有一定脱节等，初步分析了产生这些问题的原因及对学生学习或人才培养的影响。在此基础上，给出了通过融入课程思政、形象化知识讲解、注重纵横向知识的联系、调动学生学习主动性、改进考核方式及加强与工程实践联系等几个方面来加以改进的建议，希望能为本课程的教学改进提供参考。

关键词 基础工程 教学方法 改进措施

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.21.040

Preliminary Study on the Improvement of Teaching Methods of Foundation Engineering

YU Yanyan

（School of Civil Engineering， Suzhou University of Science and Technology， Suzhou， Jiangsu 215011）

AbstractFoundation engineering is an important core course of civil engineering major. This article first analyzes the inherent characteristics of Foundation engineering courses， and then summarizes some typical problems in the course teaching， such as the simplicity of teaching methods， abstract explanations of some course knowledge， and a certain disconnect with practice， etc.， and gives a preliminary analysis of the causes of these problems as well as the impact on studentlearningortalenttraining.Onthisbasis，suggestionsaregivenforimprovementbyintegratingcurriculumideology andpolitics，visualizingknowledgeexplanation，focusingon theconnection ofknowledgeofdifferentcourses，mobilizing students’ learning initiative， improving assessment methods and strengthening the connection with engineering practice， etc.， hoping that these can provide a reference for the teaching improvement of this course.

Keywordsfoundation engineering； teaching method； improvement measures

基礎工程是土木工程专业的一门核心专业基础课程。该课程对于学生形成完整的结构设计知识体系及今后可能从事的结构设计工作都具有重要作用。而随着城市化进程的加快，大量的房屋建筑、大跨桥梁等不断涌现，与之伴随的结构形式及地基条件也越来越复杂，这些都对土木工程毕业生对于基础工程知识的掌握和全面程度提出了更高要求。与此同时，传统的基础工程教学方式已不能满足越来越快的知识或技术更新，以及社会所期望的人才知识体系的要求。对于这一问题，徐令宇与陈炜昀[1]、郭红燕等[2]进行了思考与探索。作者基于近几年的基础工程课程教学体会与经验，对相关问题进行了总结，并给出了相应的改进措施。

1基础工程课程的内在特点

首先，课程内容的综合性强。其内容涉及工程地质学、土力学、材料力学、混凝土结构设计原理等学科，[3]是一门综合性较强且具有一定交叉性的课程，需要学生前期有完善的知识储备和良好基础。

其次是与实际联系紧密，实践性强。本课程的直接目的是服务于各种不同形式基础的设计（包括地基的设计），课程中的知识点与相应的设计规范，如《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）等紧密相连或直接引用规范条文，因此具有很强的设计实践性。其次，不同建筑物的地基条件千差万别，一定要结合实际土层条件进行基础设计，不存在适用于所有地基条件的一成不变的基础设计方案。

2目前基础工程课程教学中存在的主要问题

2.1课堂教学方法单一

多数为“老师讲，学生听”的传统教学模式，教师主要采用PPT播放结合课堂板书的方式，学生则被动接受。这一方法造成的结果是学生很容易产生视觉或听觉疲劳，学生听课的积极性或主动性不高，对于自制力较强或课前能充分预习的同学而言教学效果尚可，但对于相当比例的同学则难以调动起学习的积极性，结果往往“身在曹营心在汉”，进而大大影响教学效果。

2.2部分课程知识讲解抽象

目前的基础工程教材中的许多知识往往直接给出名词术语或结论，而缺乏直观的形象展示或具体的工程实际背景。而学生由于缺乏工程实践或科研经历，因此对许多名词缺乏认识，如柱下独立基础的冲切破坏，学生往往不易理解实际中具体的破坏形式。再如各种不同的地基处理方法（排水固结法、深层水泥搅拌法、高压喷射注浆法等），仅靠教材中的示意图展示无法使学生与实际相联系，对于基坑工程的不同支护结构也存在同样问题。此外，本校采用教材中对于桩基础沉降计算的明德林应力公式法基本是直接给出最终公式，而缺少对于明德林公式与布辛奈斯克解的异同点的对比以及部分中间推导过程的介绍，导致学生只能强制性地记忆或使用公式，而对其“所以然”知之甚少。

2.3考核形式单一

常规的成绩评定方法为平时成绩（一般包括课堂表现、考勤、作业等）和期末考试按一定比例加权计算得到。对于课堂表现，主要以观察和课堂讨论为主。但由于本课程学时相对较少，因此教师授课时无法关注到所有同学的课堂表现，使得平时的课后作业成为给定平时成绩的主要依据之一。但平时作业的独立完成与否往往是一个未知数，所以仅依据这些无法及时反映出学生平时对各个知识点的掌握程度。

2.4与实践有一定脱节

如前所述，基础工程是一门实践性很强的课程，与设计规范联系紧密，而传统习题式的基础工程设计题目无法满足学生对于实际工程设计全过程的了解，不能很快地适应复杂地基条件下的基础工程的独立设计，因此迫切需要及时将所学知识与工程实践相结合。

3教学方法改进措施

针对以上基础工程课程教学中存在的问题，本节拟从以下几个方面提出一些初步的改进措施以供参考。

3.1融入课程思政

2019年8月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》，明确提出要整体推进高校课程思政建设，发挥所有课程育人功能。对于基础工程，它在几千年前已有初步雏形，只是在近代才形成一门独立的学科。而我国在此领域有不胜枚举的辉煌的历史和现代成就。古代如故宫、长城、赵州桥等，现代如港珠澳大桥、高速铁路、一系列超高层建筑（上海环球金融中心、苏州东方之门等）等。在讲述专业知识之前先以这些宏伟成就作为切入点，介绍其采用的基础概况，一下吸引了学生的听课兴趣，并对自己的所学知识有了肯定的认识。与此同时，将思政教育自然地融入了其中，达到一举两得的效果。

3.2抽象知识形象化

由于缺乏实践，学生对于基础工程中直接给出的名词术语或公式缺乏形象认识，针对此问题，作者一般结合实际图片（工程实例或试验照片）、施工视频或动画、经典案例进行讲解。如对于前文所说的冲切破坏，许多学生不能直接理解柱下钢筋混凝土独立基础的冲切破坏形式，而采用试验结果的照片进行介绍则一目了然。对于常见的浅基础（刚性基础、墙下条形基础、柱下独立基础）、连续基础（筏板基础、箱形基础）、基坑围护结构（悬臂式、单锚式、内撑式等）结合实例照片讲解相比课本的示意图更加形象直观，只是需要教师课前做充分的准备。另外对于诸如地下连续墙、沉井基础、各种地基处理方法等，直接口头叙述很难介绍清楚，而辅助以实际的施工视频或精心制作的动画介绍有时比大段描述效果更佳，实践表明这一授课方式也更能吸引学生的注意力。此外，为了强化学生的专业责任感，在授课过程中多会引入一些基础失事的经典案例，并对发生事故的原因进行简单分析，从侧面引导学生重视基础设计，培养设计百年工程的使命感。

3.3注重纵横向知识的联系

如前所述，基础工程是以土力学为基础，综合了多课程知识的一门学科。因此在授课过程中注重纵、横向知识的联系很有必要。举例来说，该课程与材料力学和结构力学联系紧密，许多地方，如偏心受压矩形基础的基底最大压力、基础内力图（剪力图、弯矩图）的绘制、柱下条形基础内力计算的弯矩分配法或弯矩系数法等都用到以上的力学知识。再比如挡土墙的设计计算则是以土力学中土压力的计算为前提。此外，其与混凝土结构设计的联系体现在基础截面的配筋计算等，直接采用前者的相应配筋计算公式，而采用的荷载的不同组合值则与建筑结构荷载的课程知识有关。在讲述相应知识之前，先复习或回顾这些前期的课程知识，然后再引入基础工程的新知识则更容易被学生所接受。

此外，注重课程内知识的纵向联系对于提高学生的学习效果也有很大帮助。以苏州科技大学土木工程学院所采用的基础工程教材为例，该课程的主要内容包括浅基础、连续基础、桩基础、挡土墙、基坑工程、特殊土地基及动力机器基础与地基基础抗震等（地基处理和土工合成材料另外开设选修课）。其中涉及的知识点较繁多，若学生没有知识点之间的联系的概念则学习起来会较为吃力。因此，在授课过程中建议多用“联系比较”的方法讲解。举例来说，在讲述联合基础设计一节时，结合矩形联合基础的设计步骤可将所学过的材料力学（弯矩图和剪力图绘制）、基础底面尺寸确定、基础抗冲切和抗剪切验算、基础配筋计算等多个知识点联系起来，相当于对浅基础的设计一章完成了一个复习汇总。再比如在介绍连续基础的基底反力分布规律后，可以总结下为何浅基础中的基底反力都采用直线分布的假定、在什么情况下这一假定不再适用等等，力争达到举一反三的目的。而对于较复杂的内容，如柱下交叉条形基础的设计，可采用“分而治之”的思想，将其分解为两个方向的柱下条形基础，再采用柱下条基的设计方法进行设计，而其中的关键是解决柱荷载在交叉节点处的分配问题。

3.4及时地回顾总结

除知识点之间的联系外，实时地复习总结、及时发现问题并反馈解决同样很重要。如每次上课前对前次课内容的详细回顾，然后水到渠成地引出本次课的授课内容；每次课即将结束时把当次所讲内容以框架结构图的形式进行总结梳理，帮助学生理清所学知识的架构。此外，重视作业中存在的问题的及时反馈也很关键。对于学生提交的作业，宜第一时间批改总结，并在下次课前对其中存在的问题以及可能產生这些问题的原因进行统一、重点讲解，如此能加深学生的学习印象，否则随着后续课程的推进，再回过头来总结前期作业中的问题时学生很容易存在对自己的求解过程及当时的难点已遗忘的现象。

3.5挖掘学生学习潜力，注重网络资源利用

除了教师进行教学方法的改进以外，发挥学生学习的主观能动性同等重要。抛除传统的学生被动式听课的观念，调动学生自主学习的积极性，使学生能够成为学习的主体。结合作者的教学实践，与实事的结合进行案例分析不失为一种好的方法。比如在介绍基坑悬臂式围护结构的内力分析之前，结合某商业楼基坑的坍塌事故，要求学生进行以下分析：（1）该基坑采用的是哪种围护结构？（2）作用在围护结构上的荷载有哪些？（3）根据所学知识分析基坑坍塌的原因是什么？在讨论分析时将学生进行分组，每一小组将最终的讨论结果做全班汇报，最后由老师进行点评。这样一堂课下来，学生对于所学知识的印象非常之深，可以有效避免“考后即忘”现象的发生。

与此同时，当前的线上教学资源可谓非常之丰富，如在MOOC平台、超星学习通等线上平台上均有丰富的网络课程资源，可以让学生随时随地、重复观看式地学习自己不懂的知识，有效弥补课堂教学时间有限的不足。但这一点的实施还需任课老师提前甄别或挑选与授课内容紧密相关的、精品的线上课程资源，单靠学生去选择性地观看很难在短时间内获得最佳资源。

3.6改进考核方式

传统考核方式的平时成绩与期末成绩一般三七开的构成，但往往存在的一个现象是部分同学平时成绩可能并不太好，但依靠考前的临时突击可能也能在期末考试中取得较高分数，但这些靠突击而来的知识极易在考后即忘记，达不到让学生真正掌握知识技能的培养目的。因此作者建议适当增大平时成绩的比例，如将平时成绩占比提高到50%，与此同时，丰富平时成绩的组成形式，可增设课堂讨论、课堂测验等能够当场反映学生知识掌握程度的环节。

3.7注重联系实践

一方面可以在平时的习题课中引入近年来的注册岩土工程师考试中的真题，让学生感受到他们不仅是在学知识，同时也是在为未来的职业化打基础，毕竟对于大部分同学来说今后的就业是与个人最直接相关的。另一方面可以定期请设计院的人员对已完成项目的基础设计情况进行介绍，让学生切实感受到工作后要解决的问题是什么样的，以及如何利用所学知识去解决这些问题，同时也增加了学生对所学知识用处的自信。

4结语

基础工程是土木工程专业中的一门核心课程，其综合了多学科知识，且具有很强的实践性。本文总结了当前基础工程教学中存在的一些主要问题，并針对这些问题，通过融入课程思政、形象化知识讲解、注重纵横向知识的联系、调动学生学习主动性、改进考核方式及联系实践等几个方面来初步探讨了改进的措施，期待能为本课程的教学方法改进提供一定参考。

本文由江苏省品牌专业项目（PPZY2015B143）资助

参考文献

[1]徐令宇，陈炜昀.基础工程学特点与教学方法思考[J].教育现代化， 2019，6（100）：191-192.

[2]郭红燕，李胜强，蔡龙.基于应用型人才培养目标的基础工程课程教学改革与实践[J].2021，4：35-36.

[3]莫海鸿，杨小平.基础工程（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社， 2019.