一、教學(xué)內(nèi)容改革

(一)教材存在的問題

原來土木工程專業(yè)招生分工民建、巖土、橋隧、防災(zāi)減災(zāi)等方向,各大高校按照學(xué)科特色,教學(xué)有所側(cè)重。隨著高等教育體制改革,現(xiàn)在教育強(qiáng)調(diào)寬口徑、厚基礎(chǔ),基礎(chǔ)工程理論課教學(xué)由原來的48學(xué)時(shí)減少到32學(xué)時(shí),但是實(shí)際教學(xué)內(nèi)容并沒有減少,加上知識(shí)更新,實(shí)際教學(xué)內(nèi)容反而更多了。筆者根據(jù)求學(xué)、教課、工程實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)工程教學(xué)內(nèi)容存在下列問題:(1)教材知識(shí)面相對較窄,不能及時(shí)參閱主要現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行修改及引入新的基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)理論與技術(shù)。尤其是改革開放以來,我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)入白熱化階段,如三峽工程、南水北調(diào)、西氣東輸、青藏鐵路等一批生命線工程誕生了大量新的理論與方法,但是課本中卻很少見到這些內(nèi)容。(2)教材編寫出現(xiàn)兩個(gè)極端,要么越編越厚,所有的規(guī)范、工程實(shí)例都羅列進(jìn)去,沖淡了中心思想;要么越編越薄,一些經(jīng)典公式只有結(jié)論,如彈性地基上梁的分析。(3)學(xué)時(shí)過少。由表1知,我國同濟(jì)大學(xué)等高校授課45學(xué)時(shí),美國德州大學(xué)(奧斯汀)42學(xué)時(shí),顯然西北農(nóng)林科技大學(xué)32學(xué)時(shí)偏少,出現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容增多與課時(shí)減少之間的矛盾[3]。這種現(xiàn)象在全國高校中都比較普遍,應(yīng)該引起相關(guān)高校的高度關(guān)注。新課改要求壓縮學(xué)時(shí),但像基礎(chǔ)工程這樣的主干課程學(xué)時(shí)不宜再減少,否則無法完成教學(xué)大綱要求。(4)部分課本為了節(jié)省紙張,字號(hào)太小,圖紙與表格太少。有很多內(nèi)容可以選用相應(yīng)圖紙或?qū)嵨镎掌瑏肀磉_(dá),簡單明了,文字?jǐn)⑹龊苈闊,而且?jīng)常詞不達(dá)意。(5)教材中經(jīng)常需要羅列一些規(guī)范條目,建議每條另起一行,醒目且便于記憶,不要都放在一起。

(二)優(yōu)選教材

教材是教學(xué)內(nèi)容的根本,是學(xué)生獲取知識(shí)的主要途徑。針對上述問題,學(xué)校教研室選取教材的主要依據(jù)是:(1)教材內(nèi)容具有系統(tǒng)性、連貫性,規(guī)定學(xué)時(shí)與教學(xué)學(xué)時(shí)近似一致。(2)融入最新主要規(guī)范。(3)原理闡述清楚,圖文并茂,思考題與習(xí)題難易適中。通過反復(fù)比較,最終確定為趙明華的《基礎(chǔ)工程》。因?yàn)閷W(xué)時(shí)有限,教材中的內(nèi)容還應(yīng)該結(jié)合專業(yè)特色適當(dāng)精簡,突出重點(diǎn)。地基勘察、特殊土地基與特殊基礎(chǔ)、地基處理等內(nèi)容在土木工程地質(zhì)、土力學(xué)、巖體力學(xué)等課程中有所介紹,所以此處略講,重點(diǎn)是淺基礎(chǔ)、樁基、基坑設(shè)計(jì)理論與施工方法。

二、教學(xué)方法改革

(一)倡導(dǎo)概念教學(xué)

一般而言,科學(xué)概念是客觀事物的本質(zhì)特征與共同屬性在人腦中的反映,是人們觀察、實(shí)驗(yàn)與思考的結(jié)果,是一種抽象。大學(xué)生雖然具有了基本的學(xué)習(xí)方法與思維方式,但是往往由于極少參與生產(chǎn)實(shí)踐,短時(shí)間內(nèi)難以理解生產(chǎn)過程中一些簡單概念。所以,教師在講解過程中必須講明白科學(xué)概念的定義、內(nèi)涵和外延。因?yàn)橐话闳藗兊膶W(xué)習(xí)要經(jīng)歷4個(gè)過程:(1)領(lǐng)會(huì):知道有這么回事,大致了解;(2)運(yùn)用:憑借基本理解,把所學(xué)的公式、術(shù)語、概念、定理等用于解決一些理論問題或者實(shí)際生產(chǎn)、生活問題;(3)完善:完全理解定義本身,內(nèi)涵,并且理論聯(lián)系實(shí)際在解決問題中懂得概念的外延;(4)拓展:靈活運(yùn)用,能夠具體問題具體分析。根據(jù)基礎(chǔ)工程課程特點(diǎn),筆者建議從3個(gè)方面實(shí)施概念教學(xué):(1)增加實(shí)例,加強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)。人們頭腦中能夠形成一個(gè)概念,通常是感性認(rèn)識(shí)的結(jié)果。大學(xué)在學(xué)習(xí)這門課程之前,往往對若干事物存在前概念。其中一些基于生活直覺的前概念,往往會(huì)干擾人們接受新事物。所以,教師應(yīng)該盡可能多地介紹自己的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗(yàn),填補(bǔ)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)盲區(qū),使學(xué)生盡快進(jìn)入課程學(xué)習(xí)環(huán)境中來。(2)加強(qiáng)觀察實(shí)驗(yàn)。觀察實(shí)驗(yàn)是學(xué)生獲取感性認(rèn)識(shí)的重要渠道,講師在演示實(shí)驗(yàn)時(shí),要利用豐富的教學(xué)語言打動(dòng)學(xué)生,使科學(xué)概念與實(shí)物聯(lián)系起來,避免空對空。(3)引導(dǎo)學(xué)生多參與實(shí)踐:任何理論或科學(xué)概念本身,必然來自于實(shí)踐。教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生多參與實(shí)踐,只有通過實(shí)踐,學(xué)生才能真正理解概念的內(nèi)涵與外延,才能真正理論聯(lián)系實(shí)際解決問題,才能把所學(xué)知識(shí)用活。基礎(chǔ)工程課程內(nèi)容繁多,加之涉及大量的公式,學(xué)生們往往感覺無從下手。為了減輕學(xué)生負(fù)擔(dān),筆者嘗試概念教學(xué),取得了一些成果。比如,連續(xù)基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對難學(xué),在講解柱下條形基礎(chǔ)之前,要闡述明白地基—基礎(chǔ)—上部結(jié)構(gòu)共同作用的概念,以及Winkler地基模型、彈性半無限空間地基模型、有限壓縮層地基模型等基本地基模型。靜定分析法與倒梁法不考慮共同作用,僅僅考慮靜力平衡,而彈性地基梁法則考慮了地基—基礎(chǔ)的相互作用。柱下十字交叉基礎(chǔ)只不過是雙向條形基礎(chǔ),筏板基礎(chǔ)只不過是基底面積增大的獨(dú)立基礎(chǔ)或條基。所以,以基本概念為出發(fā)點(diǎn),逐層遞進(jìn),依次類推,而不要把精力都放在繁瑣的公式推導(dǎo)上,這樣能夠起到事半功倍的效果。即,介紹清楚基本概念,讓學(xué)生在頭腦中形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò),培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移的能力,而不要孤立地進(jìn)行“滿堂灌”或“填鴨式”教育。

(二)結(jié)合多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

傳統(tǒng)教學(xué)方法是用板書,比較適合數(shù)理邏輯方面要求較高的課程,如高等數(shù)學(xué)中微積分公式的推演等。但是基礎(chǔ)工程是一門專業(yè)課,更加強(qiáng)調(diào)實(shí)踐應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)感性認(rèn)識(shí)。目前,教學(xué)大綱規(guī)定的課時(shí)很少,利用多媒體網(wǎng)絡(luò)等,圖文并茂,同時(shí)刺激學(xué)生多種感覺器官,能夠達(dá)到很好的教學(xué)效果。在教學(xué)過程中,可以精選一些案例,如教師本人參與的一些地基基礎(chǔ)工程科研資料,做成電子課件。必要時(shí),可以做一些動(dòng)畫過程,如地基基礎(chǔ)的破壞,地基處理過程,或者放映一些地基處理、基礎(chǔ)施工的錄像,可以把漫長的現(xiàn)場施工過程濃縮在幾十分鐘之內(nèi),能夠讓學(xué)生有身臨其境的感覺,便于學(xué)生消化吸收。另外,現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)普及了,可以把一些課件、備課資料、視頻等資料上傳到校園網(wǎng),把第一課堂做廣義延伸,便于學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí),鞏固課堂知識(shí)。不過,具體使用多媒體網(wǎng)絡(luò)等工具,應(yīng)該注意以下問題:(1)教師過分依賴多媒體,板書極少。多媒體課件放映速度很快,比較適合具象的事物,如基礎(chǔ)類型、材料、埋深,減輕不均勻沉降的措施,地基—基礎(chǔ)—上部結(jié)構(gòu)的共同作用,地基處理等。板書比較適合抽象的事物,如基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的力學(xué)原理與數(shù)學(xué)公式的推演等。二者應(yīng)該互相結(jié)合,互相補(bǔ)充。(2)教學(xué)語言與手勢不夠豐富。教學(xué)過程中,應(yīng)該加強(qiáng)備課,不能以多媒體、網(wǎng)絡(luò)等工具代替教學(xué)語言與手勢,照本宣科更不可取。講解過程中,可以適當(dāng)穿插一些親身項(xiàng)目經(jīng)歷,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)其積極性,讓其能夠主動(dòng)求知求學(xué)。(3)PPT制作要簡明扼要,傳達(dá)清晰的思想,背景不要搞得花里胡哨,最好用單一顏色。字體和圖形顏色最好不要超過兩種。字號(hào)大小要適當(dāng),多用圖表,少用文字。適當(dāng)做一些動(dòng)畫,不要整篇都是動(dòng)畫,讓人眼花繚亂,學(xué)生不容易把握主題。

(三)野外實(shí)習(xí),重視實(shí)踐教學(xué)

筆者曾經(jīng)就巖土工程專業(yè)討論過理論與實(shí)踐的關(guān)系[4],清華大學(xué)李廣信教授甚至提出,有志于從事巖土工程和巖土力學(xué)工作的青年學(xué)者們應(yīng)當(dāng)走一條什么樣的研究道路,才能不浪費(fèi)自己的才華和精力,從而在此學(xué)科中作出自己的貢獻(xiàn)[5]。李老師的話是中肯的,也是非常嚴(yán)肅的。任何理論都來源于實(shí)踐,實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn);A(chǔ)工程作為一門綜合性與實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課,必須讓學(xué)生盡可能地參與一些實(shí)踐活動(dòng)。相對于理論教學(xué)而言,實(shí)踐教學(xué)是教學(xué)過程中最薄弱的環(huán)節(jié),存在以下一些問題:(1)實(shí)踐基地是流動(dòng)的,楊凌遠(yuǎn)離大城市,基本建設(shè)強(qiáng)度中等偏下。兩節(jié)課的實(shí)踐教學(xué)往往就近處理,很難看到大型基坑開挖支護(hù)、大型樁基施工場景。目前的實(shí)踐教學(xué)條件是有限的,學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)不強(qiáng)。(2)實(shí)踐教學(xué)時(shí)間很短,學(xué)校安排了兩節(jié)課的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí),國內(nèi)還有很多學(xué)校根本沒有實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)。(3)實(shí)踐教學(xué)組織管理制度不完善,沒有切實(shí)可行的考核辦法,教師學(xué)生態(tài)度上不重視。由于各方面的因素,特別是在基礎(chǔ)工程實(shí)踐教學(xué)過程中,難以做到以學(xué)生為主體,導(dǎo)致學(xué)生走馬觀花,沒有達(dá)到實(shí)習(xí)目的。(4)部分教師缺乏現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)。改革開放以來,我國高等教育大量擴(kuò)招,本科生、碩士、博士招生規(guī)模逐年遞增,但是培養(yǎng)質(zhì)量有一定程度下降。尤其是研究生培養(yǎng)過程中,很多研究生怕吃苦,不愿意下實(shí)驗(yàn)室,也不愿意上工地,更愿意坐在電腦前編制一些程序,結(jié)果書本上談得頭頭是道,可是實(shí)際上卻解決不了什么問題。建議這樣的教師應(yīng)該多實(shí)習(xí),多補(bǔ)補(bǔ)課。基礎(chǔ)工程實(shí)際上是土力學(xué)與地基基礎(chǔ)工程中的第三個(gè)序列,強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工,強(qiáng)調(diào)知識(shí)融合與實(shí)際應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。我國幅員遼闊,巖土水種類很多,地質(zhì)環(huán)境非常復(fù)雜,即使相同的上部結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與形式也不可能完全相同。應(yīng)該讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到,基礎(chǔ)工程是一門半經(jīng)驗(yàn)半科學(xué)的課程,必須掌握好基本原理,具體情況具體分析?傊瑧(yīng)該讓學(xué)生盡可能多地接觸一些工程實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,使學(xué)生對基礎(chǔ)工程這門課程有一個(gè)全面、正確、合理的認(rèn)識(shí)。

(四)課程設(shè)計(jì),強(qiáng)調(diào)理論應(yīng)用

實(shí)踐教學(xué)是高等教育中培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)與科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、獨(dú)立思考與解決實(shí)際問題方面具有無法替代的作用[6]。課程設(shè)計(jì),實(shí)際上也是一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),同時(shí)也很好地鞏固了理論知識(shí)。當(dāng)前教育實(shí)行的是大土木教育,所以基礎(chǔ)工程課本涵蓋內(nèi)容相對比較廣泛:地基勘察,淺基礎(chǔ)、連續(xù)基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì),基坑工程,地基處理,抗震基礎(chǔ)等。但是實(shí)際上各大高校有所側(cè)重,所以建議高校應(yīng)該結(jié)合實(shí)際辦學(xué)特色,選用某一章節(jié)作為課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。目前,課程設(shè)計(jì)中存在一些問題:(1)只會(huì)對著書本照葫蘆畫瓢,硬性計(jì)算,不查閱規(guī)范,或者規(guī)范略微變動(dòng),不知公式含義。(2)不理解設(shè)計(jì)背景與要解決的實(shí)際問題,不去對比分析經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境指標(biāo)。(3)不能把地質(zhì)資料與設(shè)計(jì)資料結(jié)合起來分析。(4)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不符合行業(yè)規(guī)范要求。(5)基礎(chǔ)選型與構(gòu)造配筋舍簡求繁,圖紙亂七八糟,錯(cuò)誤百出。類似這些問題暴露出學(xué)生沒有理解地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本原理、復(fù)雜公式的字母含義,缺乏對主要現(xiàn)行規(guī)范的理解,以及缺乏解決實(shí)際問題的能力。為了搞好課程設(shè)計(jì),鞏固理論知識(shí),需要采取若干措施:(1)可以安排新教師與經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師一起合作課程設(shè)計(jì),發(fā)揮老教師“傳、幫、帶”的模范作用。(2)缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師寒暑假多到工地實(shí)習(xí),提高自身能力。(3)課程設(shè)計(jì)宜安排在課程結(jié)束后1—2周,不要安排到第二學(xué)期或集中到大四,時(shí)間一長,學(xué)生都忘記了。(4)課程設(shè)計(jì)實(shí)際上是對理論課的系統(tǒng)回顧與應(yīng)用,教師應(yīng)該交代清楚設(shè)計(jì)涉及的理論知識(shí),闡明基本原理。(5)對于學(xué)生課程設(shè)計(jì)中遇到的問題,即時(shí)答疑。

(五)全程考核,夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)

基礎(chǔ)工程與其他專業(yè)課相比,差別很大。這門課程不僅理論性很強(qiáng),而且涉及實(shí)驗(yàn)、野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等內(nèi)容,綜合性與實(shí)踐性也很強(qiáng)。所以,應(yīng)該進(jìn)行全程考核。一些高校雖然開設(shè)了基礎(chǔ)工程這門課程,或缺乏實(shí)驗(yàn)儀器,或缺乏師資,往往只有理論課教學(xué),顯然這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。要嚴(yán)格要求學(xué)生,不送人情分,F(xiàn)在雖然進(jìn)行了教學(xué)體制改革,仍然存在很多不合理的地方,有些教師為了獲得評(píng)教高分,對一些學(xué)生睜一只眼,閉一只眼,往往考試或課程設(shè)計(jì)不合格的學(xué)生也蒙混過關(guān)了。結(jié)果學(xué)生一參加工作,到了現(xiàn)場什么也不會(huì)干。這樣做,其實(shí)不是幫學(xué)生,而是害學(xué)生。教師、學(xué)生都應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),切實(shí)從我做起,從自身小事做起,各負(fù)其責(zé),認(rèn)真完成本職工作;A(chǔ)工程教學(xué)要實(shí)行全程考核。期末總成績包含平時(shí)成績(考勤、實(shí)驗(yàn)、作業(yè))與期末考試成績;實(shí)踐成績包含考勤、野外實(shí)習(xí)表現(xiàn)、課程設(shè)計(jì)成績。教育的根本目的在于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考與解決實(shí)際問題的能力,所以教學(xué)必須重視過程,而不能簡單地看結(jié)果了事。當(dāng)前,受社會(huì)不良習(xí)氣的影響,部分教師學(xué)生都很浮躁,功利主義在大學(xué)蔓延開來,背離了大學(xué)培養(yǎng)人才、追求真理、社會(huì)服務(wù)、文化傳承的本質(zhì)與初衷。

三、結(jié)論

第一,基礎(chǔ)工程是土木工程專業(yè)的一門主干課,綜合性、理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)。教材知識(shí)面相對較窄,建議引入主要的現(xiàn)行規(guī)范,融入改革開放以來我國在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面取得的新理論、新技術(shù)、新方法,闡述清楚基礎(chǔ)工程涉及的基本原理、方法,適當(dāng)增加學(xué)時(shí),優(yōu)選教材,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,做到教學(xué)過程突出重點(diǎn),便于學(xué)生掌握。第二,基礎(chǔ)工程是一門半理論半經(jīng)驗(yàn)的學(xué)科,與土力學(xué)一脈相承,涉及概念很多,力學(xué)原理與數(shù)學(xué)計(jì)算相對繁瑣,是學(xué)生學(xué)習(xí)感到困難最主要的原因。在教學(xué)過程中,建議倡導(dǎo)概念教學(xué),讓學(xué)生在頭腦中形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò),不要死記硬背;建議采取板書結(jié)合多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué),各取所長,尤其要重視野外實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié),做到全程考核,激發(fā)學(xué)生的求知欲,激勵(lì)學(xué)生自學(xué),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考,解決實(shí)際問題的能力。