周艳春(泰山科技学院,山东 泰安 271000)
“一带一路”背景下,对高校专业基础课程来说,既是机遇又是挑战。结合新工科建设和学校应用型人才培养的要求[1],作为高校教师,应该抓住机遇,及时调整教学策略,响应国家号召,全面提升学生的综合能力和国际视野[2]。
“基础工程”是土木工程专业一门研究地基基础设计和施工方面问题的专业基础课程[3]。在学生掌握土力学基本原理的基础上,应用土力学的基本概念,结合有关力学、地质和建筑结构的理论以及施工知识等,分析和解决地基基础设计、构造及施工问题的一门专业基础课程。
通过本课程的学习,结合运用先修课程的知识,使学生具备“基础工程”的系统理论知识及专业素质,具备基本的“基础工程”设计知识、能力和专业素质,具备分析和解决地基基础问题的能力。
“基础工程”课程教学过程中,涉及知识面广,在实践中发现该课程教学目前仍存在一些问题:
对于“基础工程”的课时安排为本科学生32 学时,专升本学生40学时,本科学生额外还有一个16学时的“基础工程”课程设计。对于“基础工程”教材来说,教学内容包括地基基础设计原则、浅基础、桩基础、基坑工程、地基处理、特殊土地基、地基基础抗震等章节。其中,浅基础和桩基础为主干课程内容,各需约12学时才能彻底完成授课内容,超过总课时量的一半以上。对于本科学生来说,仅余8 学时留给其他剩余章节,导致其他章节相关教学内容被严重压缩,无法深入细致地进行讲解授课,学生知识面拓展不足[4]。
课程安排中,课程设计仅针对本科学生开放,课时为16 学时,足够学生完成浅基础或桩基础的基础设计内容,可供本科学生进行基础设计方面的实践,其实际总课时就达到了32+16 学时,总课时量还是比较充足的。但对于专升本学生来说,并未安排“基础工程”课程设计内容,仅有40 学时的纯理论授课时间,相对来说,缺少了一些基础选型、基础计算、基础图纸绘制及完成基础设计整体流程的培养,在后续工作过程中会有所欠缺。
对于“基础工程”教材来说,目前所研究的柱下独立基础、墙下条形基础、桩基础的计算只能算“基础工程”入门级计算,对于筏板基础、箱型基础、沉井基础等没有相应的计算章节。且随着科技的进步和地基条件的限制,基础形式和施工机械不断发展,很多新型的基础形式教材中并未体现,会造成教材与实际建设工程的脱节[5-6]。其次,“基础工程”中引用了非常多的地基基础设计规范、桩基规范等条文,教材无法随规范的更新实现条款更新,因此,只能选择授课期间随时修改教材内容或更换更新版本的教材,对于教学过程来说,也有一定的课时浪费。且学生对于修改教材内容,也会有一定的意见和不愉快。
基础工程关乎工程建设安全,作为教师,必须提高土木工程专业学生的建设责任感[7]。不管是课程思政还是思政课程,本意都是教书育人,立德树人。在“基础工程”授课过程中,因课时量受限且知识较为专业,教师很少会过多挖掘思政元素,基本主要以知识点讲授为主,完成课程规定内容。这就导致“基础工程”授课过程中,课程思政元素融入不足,无法引导学生思政建设。
“基础工程”与土力学不同,土力学中有非常多的试验内容,可供学生动手操作,而“基础工程”授课方式主要采取教师讲授、学生听课的方式,多为PPT结合课堂板书的形式[8]。“基础工程”的试验一般都属于工地现场的大型试验,比如测地基承载力特征值的浅层平板载荷试验、测桩基础单桩竖向承载力特征值的单桩竖向静载荷试验等,基本上都是现场原位试验,无法在实验室完成[9],学生无法通过动手操作了解各个数值是如何求得的,只能通过在认识实习、生产实习及毕业实习过程中,结合工地现场的试桩或者地基勘探,对“基础工程”的试验一探究竟,其他情况下很少会涉及基础承载力测试的问题。纯理论教学相对来说内容比较枯燥,难以调动学生积极性[10],只能通过在授课过程中,增加一些工程图片、基础施工视频及相关讲解,扩大学生知识面,但相对来说收效甚微。
“基础工程”课程理论知识涉及面广[11],且与工程相关,与其他课程内容相比,跨度大、难度更大。“基础工程”课程计算量明显增加,计算公式多且复杂,计算更趋于体系化,对于浅基础及桩基础的整个计算流程来说,计算数据体系更加庞大。对于学生来说,遇到这些烦琐且复杂的公式,只能理解一些相对简单的公式,不利于后期的整体设计计算。整体上来说,因为课程教学内容本身难度较大的原因,会发现学生对于课程的接受度明显差一些,公式的运用也会相对弱些。
“基础工程”作为一门理论与应用相结合的专业基础课程[12],通过课程教学改革提高学生听课效率及兴趣,增强学生综合能力与实践能力,提升学生综合素养,迫在眉睫。
对于课程教学来说,大部分情况依旧是教师讲授、学生听课为主的教学形式,在这个过程中,教师作为知识的传授者,个人知识储备必须过关,才能激发学生听课兴趣、引导学生快速的接受知识。面对科技、经济的快速扩展,教师不能只止步于当下的知识储备,必须与时俱进,了解新的思想,不断强化自己的知识储备。同时,作为工科专业的教师,除了强化理论知识外,还应走进企业、走进施工现场,不断提高自身的实践能力和综合素养。
除完善个人知识储备和实践能力外,还需慎重选择合适的教材、新修订的规范、最新的研究成果等,使其更好地融入教学过程中去,让学生了解到这一行业是始终处在不断前进、不断完善的过程中。
在教学过程中,需要发挥教学团队的力量。通过老带新、成立帮扶小组,帮助新入职的教师,迅速融入,认清自己的角色定位。加强教师之间的教学监督,彼此促进,彼此成长。团队之间也可以进行相关课题项目申报,彼此激励,更多地去挖掘课程改革和课程思政的内容,促进教学工作开展。
在教学过程中,倡导个性化教学,因材施教,结合学生特点及课程的特殊性,实现翻转课堂、学生为主的教学模式初体验。通过学生分组,完成学习任务和课程设计,增加学生之间的交流,打造更和谐积极的课程氛围,使学生在兴趣中学习、在快乐中学习[13]。
在“基础工程”授课过程中,充分挖掘课程思政元素,重新组织课程,贯彻落实教书育人的思想观念。对于课程思政元素,挖掘仅仅只是第一步,还需要将其与专业知识充分融合,有效融入[14],在进行理论课学习的过程中,达到思想教育的目的。本文以下述章节为例,挖掘了一些课程思政元素:
绪论:绪论中明确给定“基础工程”中的常用概念定义,并从一些典型的正面和反面工程事例介绍基础工程的重要性。通过绪论,应让学生明白基础承上启下的重要作用,承担上部结构的荷载,并传递给地基。万丈高楼平地起,基础的重要性不言而喻。对于学习或者生活来说也是一样,需要打好基础,才能更好地开展上层建筑。通过一些典型的工程案例,使学生明白工作性质的重要性,及建筑损毁时的巨大破坏性,树立安全意识和工程伦理意识,更好更细致地服务于自己的本职工作,培养社会责任感。
浅基础:浅基础章节在本学期授课中尤为重要,除了深入剖析各类浅基础特点外,还对基础截面尺寸、配筋等进行了设计计算。通过这一章节,希望学生们可以明白:关于地基承载力的确定,既可以通过理论公式计算确定,也可以通过施工现场静载试验确定,所以理论指导实践,实践检验理论[15]。一定要理论与实践相结合,切莫纸上谈兵;在确定基础底面尺寸时,需要通过严格的计算确定,并对偏心受压基础进行验算,所以希望学生们严谨求实,按需设计,安全且经济,节约建筑成本,提高建筑收益。
桩基础:桩基础同样是本学期“基础工程”授课的重中之重。通过这一章,希望学生们可以明白:对于桩基础设计,持力层土质好但浅基础不适用的情况下,可以采用单桩基础,但持力层较弱的时候,就可以采用群桩基础,群桩基础顾名思义,就是多个桩共同承担上部结构荷载。对于单桩基础和群桩基础,可以引申到个体与整体。需要合理利用整体也就是集体的力量,众人拾柴火焰高,发挥1+1>2的效果,一个人只有融入集体中,才能更好地发光发热;桩基承台的作用,关于桩基础来说,比浅基础多了个承台,承台主要起到承担上部结构荷载,并往下传递给桩基础的作用。对于单桩承台来说,主要是利用承台完成上部竖向构件及地梁的固定,对于多桩承台来说,起到把群桩整合在一起,并把荷载传递给每根桩的作用。结合承台,希望学生们可以合理地利用一切可利用的条件,没有条件也可以创造条件,不用一味地固守现有情况,要勇于创新。
基坑工程:在基坑开挖过程中,需要保证基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路的安全和正常使用,还需要保证主体地下结构的施工空间。通过基坑工程,希望学生们可以明白:做事情要顾全大局,不可丢三落四,基坑开挖及施工过程中,一定要注意对周边环境建筑的影响,切莫在基坑施工时产生不利影响,考虑问题一定要全面,要具有社会责任感,同时了解到施工环境的艰苦,提前了解未来的工作环境。
特殊土地基:关于特殊土地基,希望学生在学习的时候,结合土的地域分布,增强爱国意识,了解到我国疆土的幅员辽阔,激发其爱国热情[16]。并且让学生意识到,每个人都有其自己的特色和长处,坚定自信,发挥自己的光芒。
“基础工程”课程公式繁多,且授课内容多与结构设计有关,枯燥乏味,对于学生来说,很难调动其积极性。为此,可在授课过程中增加一些典型的工程案例分析[17],增加结构设计的趣味性,将抽象的知识形象地展现给学生,提升学生对于“基础工程”课程的关注度;“基础工程”课程涉及内容较为广泛,浅基础设计、桩基础设计、基坑工程、地基处理、特殊土地基等,涵盖面广且学生对其了解度不高,为扩展学生的视野,可通过建立视频库[18]、线上视频播放或者结合线下认识实习、生产实习、顶岗实习、毕业实习等实践性课程,带领学生参与施工现场的基础施工过程及基础试验部分,达到广泛涉猎,增加了解度和知识面的目的。同时,也可邀请一些设计院或施工单位的工作人员,通过讲座的形式让学生切实感受到学习“基础工程”的用途与日后的工作性质。
在课程授课过程中,明显发现部分专升本同学因为跨专业或者专科阶段学习原因,导致前期课程落下太多,课程衔接困难。尤其是材料力学、结构力学等力学课程,一旦有明显短板,那么在进行结构设计过程中,弯矩、剪力、轴力等内力计算对他们来说就比较困难。因此,针对专升本同学,可先开设结构力学等力学类课程,待其基础扎实,再进行设计类的课程,如“基础工程”“钢结构”等课程;针对“基础工程”课时量不足、课程设计受众人群的问题,可在培养方案制定时进行优化调整:可增加部分“基础工程”课时量,同时增加专升本的课程设计内容,使学生在实际的基础结构设计过程中掌握基础设计流程,在有条不紊地计算中有助于学生了解土木工程行业特点,深化知识,强化自身知识体系。
在考核过程中,除考核平时成绩、考勤、期末考试等内容外,还需要进行过程化考核,如课堂讨论、课堂测验、随机抽点等[19],增加学生课堂积极性和认真性。同时,需提高平时成绩、期中测评等成绩所占比例,逐步减少期末考试所占份额。针对我校学生整体入学成绩普遍不高,需结合他们的特点,制定相应的成绩评价体系[20],因材施教,侧重培养他们的应用型能力。
随着社会科学的发展、理论研究的进步、工程技术的升级,“基础工程”课程传统教学模式的局限性越发明显。本文深入剖析了“基础工程”课程教学过程中的不足之处,并从教师、学生两个角度出发,从教学方法、教学内容、思政融入、教学方式、教学评价等方面探索“基础工程”课程改革,因材施教,更好地培养创新型、应用型人才。