《基础工程课程教学方法》
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摘 要：本文对《基础工程》课程做了简单论述,主要对《基础工程》中一些关于基础理论、设计、计算和施工方法等教学内容在教学过程中存在的问题进行了阐释,提出构建课程体系强调思路和案例式的教学方法.
关键词：基础工程；地基勘察；桩基础；浅基础
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）04-0176-02
《基础工程》是中国矿业大学（北京）土木工程专业本科教学的专业核心必修课,是一门理论性与实践性都很强的课程,课程中涉及的基本概念和计算方法较多,理论知识点较零散且抽象.与土木工程其他专业课区别较大的是,基础工程在地下,较难在实际生活中观察到建筑过程.在该课程的传统教学中,教师作为教授者,仅仅讲授这些枯燥抽象的理论知识,学生作为被动的接受者,往往缺乏学习的兴趣,更缺乏自觉性和主动性,难以透彻地理解相关知识,更谈不上解决实际工程问题[1].
传统的授课模式着重于理论知识的传输,采用“填鸭式”的教学方法,不仅没有达到培养学生能力的目的,学生走上工作岗位之后也较难将所学知识应用于工程实践,出现理论知识与工程实践之间脱节的现象[2].学生们觉得学校所学知识没用,不愿意认真学习,逃课、课堂上不认真的学生比比皆是.工程单位觉得所招聘学生能力不足,影响工程单位对生源质量的反馈.因此本文先总结了《基础工程》的课程教学中存在的问题,提出优化整合教学内容,构建教学体系的方法；同时,引入案例式教学法,能使学生通过了解具体的工程,学习针对此工程概况的设计理论、计算方法与施工要点,运用流程图,使学生思路清晰.从而培养学生的分析、综合及从事实践操作、技术应用的能力,使学生既具有一定的专业知识,又有丰富的工程实践经验,是理论与实践紧密结合的复合型人才.
一、教学存在的问题
以单仁亮等[3]编写的教材《基础工程》为例,主要讲解了建（构）筑物在设计和施工中有关地基和基础问题,内容涉及工程地质学、土力学、材料力学、理论力学、建筑材料、建筑结构等学科,其内容广泛,综合性、理论性和实践性均很强[3].教学内容主要包括地基勘察,天然地基上浅基础的设计柱下条形、筏型和箱型基础,桩基础和墩基础、沉井基础及地下连续墙等的设计和计算.课程内容涉及建筑工程、道路工程、水利水电工程等多个工程领域[4].内容连贯性差,知识点复杂,抽象的概念也较多,而且学生欠缺实际工程知识,导致学生应用能力较差.
基础工程的研究对象主要为基础和地基,地基主要由土体或者岩石构成,土体为不连续的非均匀材料,自然界中的土情况各异对土的物理力学性质有很大影响,无法采用经典的线弹性力学来解释,基础工程中包括大量的规范性条文和经验公式,包含的假设也多,导致学生在理解设计计算方法时较为困难[5].同时,在课堂教学中实践部分涉及较少,学生学习过程中会感到课程内容比较抽象,不易理解和掌握.学过之后又不能运用所学知识解决实际问题,学生缺乏成就感和学习热情.
二、教学方法的探讨
针对上述问题,为了提高《基础工程》的教学效果,使学生能较好地理解和掌握其理论和方法,建议从以下两个方面入手改善教学方法.
1.优化整合理论教学内容,构建基础工程课程的教学体系.将理论教学内容科学重组、有机整合,划分为不同的知识模块,突出不同知识点之间的衔接,让学生在头脑中形成知识网络,培养学生知识迁移的能力,而不是孤立地进行“满堂灌”或者“填鸭式”的教学.
以地基勘察這一章的教学来说,主要介绍各种地基勘察的方法和适用条件,主要有工程地质调查与测绘、地基勘探方法、室内试验和原位试验4种方法,而每一种方法下又有小的分类,它们的适用条件既有相同点,又有不同点,知识点分散,容易混淆.将地基勘察方法以层次关系图表的方式罗列出来（图1）,然后分类总结对比,在教学过程中明确学习思路,不强调死记硬背,重在理解消化,融会贯通.
2.课堂教学中引入工程案例.根据教学大纲、教学内容、课时安排等在天然地基上浅基础的设计柱下条形、筏型和箱型基础,桩基础和墩基础、沉井基础及地下连续墙这4个章节中选取一个或者若干个工程案例.梁发云等[1]提出采用本地化的工程案例,教师在讲解的过程中更具有代入感,学生在授课教师的带动下,也更好地参与到案例的分析中来,全面了解解决问题的全过程,对相关课程知识也有一个更加深入的理解.通过工程讲座式教学,灵活应用多媒体课件进行案例剖析,结合工程背景讲授理论知识点,配合动画、工程图片及录像等,讲解基本原理,使学生能够举一反三,综合运用课程知识体系解决工程实践问题.王博等[4]指出所谓的案例教学,并不仅仅是教师在课堂教学中为了解释说明某理论或者概念进行的举例,而是一种开放式、互动式的新型教学方式.在课堂中引入工程案例之后,案例作为教学材料,结合教学的主体,通过讨论、问答等师生互动的教学过程,让学生了解与教学主题相关的基本原理、基本概念和计算方法.
以北京市最高的地标建筑中国尊为例,建筑地上108层,地下7层,在施工过程中创造了11项中国第一.在教学过程中可作为一个综合工程案例结合基础工程课程教学内容从以下几个方面分析：（1）桩筏基础136m×84m,埋深38m,基础纯地下室部分、过渡区、塔楼筏板厚度分别为2.5m,4.5m,6.5m.混凝土总方量62000m3,筏板的配筋设计,该考虑哪些因素?具体的施工工艺是怎么样的?（2）基坑深度达到地下38米,基坑稳定的验算,该如何考虑?（3）筏板下面896根工程桩,桩端极限荷载值该如何确定,桩长该如何确定?通过实际的工程案例,让学生结合基础工程中的教学内容做讨论和分析,从而提高学生综合应用课程知识体系解决工程时间问题的能力,有利于学生理论联系实际,巩固所学知识.
三、结束语
《基础工程》是一门实践性很强的课程,知识点繁多琐碎,经验公式较多,学生难以理解吸收,本文提出整合教学内容,构建课程体系的方法,为学生梳理知识脉络,并通过实际工程案例,加深学生对理论知识的理解与运用,融会贯通,理论联系实践,有效地提高学生分析问题、解决问题的能力.
参考文献：
[1]梁发云,张浩,李镜培.“本地化”案例在土力学与基础工程课堂教学中的应用[C].全国土力学教学研讨会,2014.
[2]赵晖.案例教学法在独立学院《基础工程》教学中的运用[J].课程教育研究：新教师教学,2012,（13）.
[3]单仁亮,万元林.基础工程[M].机械工业出版社,2015.
[4]王博,刘志强,梁恒昌.地基与基础工程课程案例式教学改革探讨[J].高等建筑教育,2016,25（4）：86-89.
[5]吴曙光,李东升,卢黎.基础工程课程实践教学体系构建探讨[C].全国土力学教学研讨会,2014.
Abstract：This paper gives a short introduction to the "Foundation Engineering"course.The problems in the teaching process of basic theory,design,calculation and constructions are explained.The teaching method of constructing curriculum system and case study was put forward.
Key words：Foundation Engineering；ground investigation；Pile foundation；shallow foundation
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