基于工程教育认证的基础工程一流课程教改探索★

张建毅，李 平，孟凡超

(防灾科技学院,河北 三河 065200)

0 引言

课程是人才培养的核心要素,一流课程下的课程质量直接决定人才培养质量;而专业认证促进成果导向教学质量提升,通过专业认证的毕业生将具有更强竞争力,通过认证的专业将更具有招生优势。

因此,全面贯彻落实全国教育大会精神、教育部新时代全国高等学校本科教育工作会议精神,《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》等相关文件要求,达成中国工程教育专业认证通用标准,就需要树立课程建设新理念,推进课程改革创新,实施科学课程评价,提高教师教学能力,形成多类型、多样化的教学内容与课程体系;并且以学生为中心(并非部分优秀学生)、以学生学习产出为导向(学生学到什么)、强调合格评价与质量持续改进。

《基础工程》课程是大土木工程、岩土地质类本科教学课程体系中不可缺少的重要的学科(主干)专业课,又是一门理论和实际应用并重的课程,主要研究建(构)筑物地基与基础的有关设计基本理论、计算方法和施工要点。为此,抓好《基础工程》课程体系、教学内容、教学方法与手段、持续改进等诸方面,尤其是抓好基于工程教育认证的该课程改革研究与应用,也就抓住了教学改革等关键所在,见图1[1]。

1 课程目标改革

课程目标是确定课程内容、教学目标和教学方法的基础;同时,基于工程教育认证理念和毕业要求指标点的支撑关系之间进行了改革。按照分析问题目标、解决问题目标、工程与创新目标和毕业要求之间一一对应。

分析问题目标是基础工程基本概念、模型公式及构造要求等并分析其具体问题的合理性,即目标1。对应了毕业要求的能够运用地质工程专业知识,评价、分析和解决地质工程领域中的复杂工程问题。

解决问题目标是岩土地层与基础工程结构物的相互作用及其变形与稳定性的规律,做出合理的基础工程方案设计和建造技术措施,确保建(构)筑物的安全与稳定,即目标2。对应了毕业要求的能够准确地理解和把握地质工程领域复杂工程问题或项目的特定需求,合理确定方案设计的具体目标。

工程与创新目标是会使用基本理论对一些复杂的基础工程问题进行综合定性定量分析并创新设计,即目标3。对应了毕业要求的针对方案设计的具体目标,能够掌握基本的创新方法,具有追求创新的态度和意识,创造性地设计开发系统或工作流程,提出地质工程领域复杂工程问题的解决方案。

课程目标明确后,需要改革教学内容及教学方式。基于板书与多媒体课件相结合讲授、讨论、分组汇报、案例等教学方式下,按照支撑课程目标1,2,3的关系分别给出了3个教学内容。第1个教学内容是基础工程研究对象、 基础工程的发展概况、本课程的特点和学习要求;浅基础的类型、 基础埋置深度的选择、浅基础的地基承载力;地基、基础与上部结构相互作用的概念、地基计算模型、文克勒地基上梁的计算;桩的竖向承载力、桩基础沉降计算、桩的负摩擦问题;复合地基概念及计算原理;动力机器基础与地基基础抗震概述。第2个教学内容是浅基础底面尺寸的确定、 扩展基础设计、 联合基础设计;柱下条形基础、交叉条形基础、筏板基础、箱型基础的设计;桩的平面布置原则、桩承台的设计;换土垫层法、排水固结法、强夯法;振动对地基的影响及机器基础的设计步骤、实体式基础振动计算理论简述及地基动力参数。第3个教学内容是柱下条形基础设计的案例;减轻不均匀沉降危害的措施;桩基础设计的一般步骤;常见的散体材料增强体复合地基设计;常见的有黏结强度增强体复合地基设计;地基基础抗震。

2 教学方法改革

科学、合理地选择和有效地运用常见的《基础工程》课程教学方法,熟练地把握《基础工程》各类教学方法的特性并能够综合地考虑各种教学方法的各种要素,合理地选择多种适宜的教学方法并能进行优化组合,是该课程的教学方法改革目标所在。

1)基于现代多媒体信息技术和雨课堂的教学方法改革。对于理论教学内容,在现代多媒体信息技术和雨课堂等教学工具带动下,可有效解决学时少和教学内容多的矛盾,采用比较教学法为主持续改进教学内容,比较浅基础(连续基础)、桩基础等设计方面的异同点,进行图形化和表格化,在保证教学内容条理性和连贯性的前提下,以集约的方式形象地引入;对于教材,以现有精选的国家规划级教材为主,把其他符合案例实际、设计实践,尤其是符合课程思政、符合最新《地基基础设计规范》的教材章节融入到课堂教学中,以工程案例教学法进行授课;对于课堂教学效果,加大平时作业的线上考核环节和方式,融入到课堂效果上,采用因果分析法、(问卷)调查分析法等随时更新学生学习知识点及掌握度的情况,修正教师授课方式方法的动态调整。

2)基于知识、能力、素质一体的设计施工高级工程技术人才模式的教学方法改革。

对于课堂教学实践内容,侧重以学生设计计算为主,教师课堂指导为辅,重在“工地现场”、计算方法的讲述及计算。同时,构建柱下独立基础设计、柱下条形基础设计和桩基础设计三部分模块式教学方法;对于课堂习题及作业,从单向的授与受,管束与服从的关系,变成以工程案例讨论,浅基础中常见砖大放脚基础、墙下钢筋混凝土条基、柱下独立基础习题讨论形式的新型“师生”关系,让部分同学上讲台变为“教师”和讲台下同学及老师进行“师生”讨论、提问;最后主讲教师进行系统性总结的启发引导、研讨式、互动式为主的教学方法,以便培养学生的创新、设计、团队合作、表达能力,提升学生的职业道德精神。

3)基于“基本概念+核心知识”的互动式教学方法改革及应用。结合相关学科及专业发展变化和本校专业人才培养目标定位,进一步系统梳理对培养学生核心知识和能力起关键作用的核心知识点及基本概念,整合和更新教学内容,以工程背景为依托介绍基础工程设计基本原理、核心知识点,遵循“感性认识-理性认识”的教学过程,进行互动式教学方法应用,培养学生创新思维能力优点,提高学生学习的兴趣和主观能动性,促进学生由知识向能力的转化。

3 考核及评价改革

课程考核及评价体系是课程建设的重要组成部分,是检验课程建设效果的重要手段。为此,该课程新的考核及评价改革按照兼顾知识积累与创新精神的平衡进行了设计,并建立了课程考核及评价依据合理性审核表。该课程考核评价由作业、课堂表现、课堂测验、期末考试来一起完成。

作业支撑课程目标2,占比总评成绩20%;课堂表现指布置能够运用基本概念、模型公式及构造要求等分析问题的题目,每个班级分成若干小组共同完成并派出代表进行课堂讲解后由教师和其他小组共同打分,其支撑课程目标1,占比总评成绩15%;课堂测验由雨课堂自动记分,支撑课程目标2,占比总评成绩15%;期末考试支撑课程目标1,2,3,按期末考试的标准答案评分,占比总评成绩50%。

4 持续改进的改革及措施

贯穿于专业认证全过程的持续改进,保障于培养目标始终相符合的持续改进,是工程专业认证的重要一环。因此,建立了持续改进机制。

采用定量及定性分析法、文献对比分析法、(问卷)调查分析法等对教学大纲、实践环节、雨课堂及多媒体等课程网站、习题试题库等改革内容进行持续改进;最后,按照经验总结法对该课程不同理论、实践环节中各个模块的通才和专才教育、设计和施工的工程素质及科学素质等进行讨论,形成改进后可行的该课程教学方法[2]。

课堂教学内容、考核方法的教学研究方法上,以理论教学“浅基础模块、连续模块和桩基础”模块、课堂实践教学“柱下独立基础设计、柱下条形基础设计和桩基础设计”模块为主线,对教学内容进行优化整合来持续改进,这样把原来比较散碎的教学内容持续进行改革;考核上以工程教育认证的达成度来。

教学方法改革上,采用对授课班级教学效果进行课代表、学生代表、成绩不理想学生的互动愉悦式谈话分析,和网络上匿名调查结合的研究方法,进一步调整课程教学方法。

同时,进行了该课程的专业认证达成度评价等的改革措施。强化学生的课后复习,指导学生有重点的开展课后复习,课上提问检查学生对重点和难点的掌握程度。增加课上教学的吸引力,采用多媒体教学与传统板书相结合,全面揭示知识点的逻辑相关性。板书加强学生对原理公式的认识、理解。改变教学方法,针对学生的特点,坚持学生为主体,教师为主导、教学为主线,采用讨论、试讲、案例等多种教学形式,发挥、调动学生学习的主动性、积极性,使其真正参与到课堂教学中。加大作业的讲解,必要时请部分同学上黑板书写并全体点评学习。

5 结语

《基础工程》课程涉及广义土木工程的各个分支,为土木工程体系与地质学体系的交叉学科,贯穿于工程建设全过程。基于此,在《基础工程》教改中以学生为中心的教育理念、“产出导向”的教育体系,“持续改进”的质量观贯穿于课程目标、教学方法、考核及评价改革等。