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項目化教學在土力學課程中的應用探索

作者:未知

  摘 要:針對本科類院校土建類專業開設的“土力學”課程,結合該課程特點,進行了項目化教學設計。以軟土地基工后沉降量計算為例,介紹了項目化教學的實施過程。結合實踐經驗,總結了項目化教學存在的問題和解決的方法。
  關鍵詞:土力學;項目化教學;應用
  土力學是土木工程相關專業開設的一門專業基礎課,是一門很重要但又很難理解的課程。該課程理論假定較多、知識點散而碎,涉及的內容多以理論分析和實踐相結合,強調實用性和技術性[1-2]。目前我校開設的土力學課程總共48學時,其中理論課40學時,實驗課8學時。如果按照傳統的理論授課方法,很難將書中的知識點面面俱到,更不用說將各知識點靈活運用到實際工程中,而且學生在學的過程中也表現出沒有興趣。為了提高教學質量和教學效果,教師應該積極嘗試采用不同的授課方法引導學生學習該課程。
  項目化教學是以項目為載體、以任務為驅動、以學生為主體、教師引導的一種教學方法[3] ,符合我校工本位的辦學理念。因此針對該門課程進行了項目化改革,取得了較好的教學效果。
  一、“土力學”課程的項目化設計
  針對“土力學”課程的特點,先根據該課程在以后工程中的應用情況,確定學習目標,再根據學習目標擬定學習項目,最后根據確定的學習項目布置學習任務,以滿足教學大綱的要求。
  1、確定學習目標[4]
  為滿足企業對學生的需求,根據工作后學生所需具備的能力,確定了學生學習的目標,可以分為以下三個方面:
  (1)知識目標:了解土的特點和滲透理論,掌握地基土的沉降計算、土的抗剪強度理論、擋土結構物上土壓力計算、邊坡穩定分析和地基承載力計算。
  (2)能力目標:具備從事巖土工程勘察、基坑工程、邊坡工程、淺基礎設計的能力。
  (3)其他目標:培養學生查閱文獻資料、自我解決問題的能力、團隊協作的能力等等。
  2、確定學習項目
  根據“土力學”課程的培養目標,將以往的知識體系進行了調整,并將各章節與學習項目相對應,具體情況見表1。
  二、項目化教學的實施(以項目三軟土地基工后沉降量計算為例)
  項目化教學的實施按以下步驟進行:①介紹工程概況;②學生分組;③任務布置;④沉降量計算及固結理論講解;⑤方案討論與設計;⑥設計完成后交流;⑦點評考核。
  1、工程概況
  本地基處理項目位于舟山市北嬋鄉牛頭山東側,場區東南側為梁橫山,屬于東海近海水域,地貌單元屬濱海相沉積平原。場地已作平整,地形總體平緩,目前場地標高在3.20~3.84m。
  根據野外鉆探,場地地層自上而下為:
  0A層(Q ml),吹填砂:灰黃~黃色,以粉細砂為主,含少量云母,局部地段底部夾薄層淤泥質粉質粘土,松散狀態,均勻性較差。堆填年限為1~2年。
  0B層(Q ml),素填土:灰褐~褐灰色,局部分布,主要為淤泥質粉質粘土,少量有機質,底部含少量碎石。填土年限約為1~2年,軟塑,均勻性、密實性較差。
  0C層(Q ml),塊石夾碎石:拋填塊石以熔結凝灰巖塊石為主,一般塊徑3cm~25cm,呈棱角狀,夾部分吹填砂;局部分布。堆填年限約為1~2年。
  1B層(Q4al-m),淤泥質粉質粘土:褐灰~灰色,流塑,含有機質,切面有光澤,韌性中。實測標貫錘擊數N=1.0~3.0擊,平均值N=1.5擊。
  2、學生分組
  一個班級的學生數基本在30人左右,以5人每組作為分組原則,同時兼顧到女同學相對細致認真,每組當中盡量分配一名女學生。為了保證每組順利完成工作,由每組學生自行推薦組長,組長的任務是:①給每位組員分配組內任務;②記錄每位組員工作完成情況,并給出相應評分;③定期向老師匯報目前工作完成情況。
  3、任務布置
  本工程為填海造地形成的陸地,表層土為吹填砂,下部為淤泥質土,局部存在拋石。現約定工期為240天,要求地基處理后20年工后沉降量小于20cm,差異沉降量小于0.1%。
  根據工程設計要求,完成設計計算并形成計算書,繪制施工圖圖紙,并制作PPT匯報該工程設計思路、方法及類似工程設計步驟。
  4、沉降量計算及固結理論講解
  為保證學生順利完成該項目設計,需要對該項目完成過程中所需要的理論進行講解。主要涉及到土的單向固結模型、單向壓縮量計算公式、利用e~p曲線分層總和法計算地基沉降以及固結度理論。
  5、方案討論與設計
  在講解完沉降量計算機固結理論以后,學生對項目設計可能還是無從下手,這時需要老師帶領學生梳理一下思路,并推薦學生該項目設計過程中所需要的參考用書,這樣做的好處是:①讓學生清楚地認識到書上的理論在實際的工程中是可以得到很好的應用的,并不是“讀書無用論”;②梳理完思路以后,學生更加清晰自己下一步工作是什么,便于課程的教學進度;③通過推薦學生參考用書,讓他們自己尋找解決問題的方法,鍛煉學生解決問題的能力。
  6、設計完成后交流
  設計完成后的交流,事實上是我們做很多事情后都應該做的一項工作,那就是交流、總結。這項工作要求每組同學制作PPT匯報該工程設計思路、方法及類似工程設計步驟。通過每組的匯報,各組同學可以相互學習、相互進步,同時每組同學也對自己的工作進行了總結,進一步加深了沉降與固結理論的理解。
  7、點評考核
  對每組提交的計算書、施工圖紙及PPT匯報情況進行點評,同時進行打分。打分包括兩部分:一是計算書及施工圖紙完成情況、合理性進行打分;二是對PPT匯報情況進行打分。最終的考核成績由這兩部分成績以及由每組組長根據組員表現所打的分綜合組成。這種方法的優點是成績不僅取決于最終的完成成果,同時取決于每位同學的平時表現,避免了傳統的以卷面考試定成績、學生突擊準備考試的缺點。   三、項目化教學中存在的問題及解決方案
  1、教材不配套
  目前土力學教材主要還是傳統的框架結構,以理論加例題為主,并沒有將理論配套實際的工程案例去解決問題,所以目前采用項目化教學存在一定的難度。
  解決教材不配套的方法:①院系內成立項目化教學研討小組,討論確定各專題配套教學項目;②向企業咨詢,探討教學案例;③編寫配套教材。
  2、教師工程經驗不足
  目前我校很多教師都是畢業后直接從高校到高校,缺乏工程經驗,在授課過程中也只能按照傳統的理論授課的方式[5] 。如果涉及到項目教學,可能很多老師也還是只能按照書本上的知識進行講解,無法將工程中實際存在的很多問題向學生傳授。
  解決教師工程經驗不足的方法:①教師利用寒暑假的時間,到企業進行實踐鍛煉;②利用帶領學生生產實習和畢業實習的機會,教師可以參觀學習;③聘請企業工程師,到我校進行輔助教學。
  3、學生項目完成情況不理想
  項目化教學的優點很明顯,可以讓學生在畢業后幾乎可以直接上手工作,但問題是學生在完成項目的過程中可能會碰到很多困難,也會打消學生完成項目的積極性,而且完成時間較長,大大超過教學大綱規定的教學課時,學生很疲憊。
  解決學生完成情況不理想的方法:①教師在學生完成項目過程中,多花時間關心學生完成進度、心理情況;②為教師配教學助理(由班級學生擔任),減輕教師工作量;
  四、結語
  “土力學”課程采用項目化教學的方法,培養出了能真正干活的學生、培養出了企業所需要的學生。同時打破了傳統的以卷面考試決定期末成績的考核方法,將學生平時的學習表現、項目完成情況納入了成績,這是一個綜合性的考核辦法,能夠做到成績的公平性、合理性。總之,項目化教學是一種培養高端技能型人才的新教學手段,值得我們學習、探索。
  參考文獻:
  [1] 盧廷浩.土力學[M].南京:河海大學出版社,2005.
  [2] 華南理工大學,浙江大學,湖南大學編,土力學[M].北京:中國建筑工業出版社,2001.
  [3] 張小禮.高職土建類專業“土力學與地基基礎”項目化教學的探索[J].中國電力教育,2011.
  [4] 沈義.《土質與土力學》項目化教學在高職教學中的實踐與應用[J].黑龍江交通科技,2013.
  [5] 張海濤.地質類專業土質學與土力學課程教改探索[J].科技經濟導刊,2018.
  (作者單位:南京工業大學浦江學院)
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