高职土建类专业“土力学与地基基础”项目化教学的探索

摘要：针对高职土建类专业开设的“土力学与地基基础”课程，讨论了该门课程的特点，对课程内容进行了项目化设计。以挡土墙的设计任务为例，介绍了项目化教学的实施。结合实践经验，总结了项目化教学中应该注意的问题和解决方法。

关键词：土力学与地基基础；项目化教学；任务驱动

作者简介：张小礼（1978-），男，甘肃天水人，广西水利电力职业技术学院水利与建筑工程系，讲师；孙萍（1966-），女，江苏常州人，广西水利电力职业技术学院水利与建筑工程系，副教授。（广西 南宁 530023）

中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）35-0124-03

“土力学与地基基础”是土建类专业一门重要的专业基础课。它是以“工程制图”、“工程力学”、“建筑材料”等课程为前导课程，其后续课程为“钢筋混凝土结构”、“建筑工程施工技术”、“建筑工程施工组织”等。课程教学为学生顶岗实习及技能证书考核起到良好的支撑作用。并为学生以后从事岩土工程勘察、边坡工程、基坑工程、基础工程、地基处理工程等设计和施工提供必备的知识和技能。土力学的研究对象是不连续的非均匀材料——土，其力学性能非常复杂，许多相关理论仍处于经验状态，因此具有理论不完善、经验公式多等特点 。而地基基础部分主要研究地基与基础的设计，实践性很强。因此，“土力学与地基基础”课程既具有极为抽象的理论知识，又与实践密切联系，给讲授带来了很大的难度。传统的教学过程是按教材章节完成整个教学过程。学生在学习某些具体知识时，对这些知识在今后从事工程工作中的应用并不是很明确，教学效果比较差，无法达到高等职业教育培养高端技能型人才的目的。

项目化教学具有以项目为载体、以任务为驱动、以学生为主体、素质渗透、工学结合等特色 。因此广西水利电力职业技术学院土建类专业近年来针对该课程的岗位定位，对“土力学与地基基础”进行了项目化改革，收到了较好的教学效果。

一、“土力学与地基基础”课程的项目化设计

针对“土力学与地基基础”课程的特点，先根据课程的岗位定位确定学习目标，再根据学习目标构建学习项目，最后设计支撑学习项目的学习任务。

1.确定学习目标

根据学生毕业以后的工作岗位要求和本课程的定位，确定了学习本门课程的能力目标、知识目标和素质目标。

（1）能力目标：具备从事岩土工程勘察、边坡工程、基坑工程、浅基础工程、桩基础工程、地基处理工程必备的技能。

（2）知识目标：了解土的特点、渗透理论，掌握地基土的沉降计算理论、土的强度理论、土压力理论，熟悉地基基础的设计原则、设计依据以及设计步骤。

（3）素质目标：培养学生利用各种资料，获取新知识、新技术的自学能力；培养学生的沟通能力及团队协作互助能力；培养学生良好的职业道德；培养学生的质量意识、安全意识。

2.构建学习项目

根据要培养的目标，将“土力学与地基基础”按知识体系编排的教材融入6个学习项目中。构建的学习项目与改造前的课程内容体系对应关系如表1所示。

3.设计学习任务

为了完成每个学习项目，必须在每个项目下设计系列学习任务，通过完成系列任务去完成项目。支撑学习项目的任务及学时分配如表2所示。

表2 “土力学与地基基础”的学习任务及学时

学习项目工作任务学时

1.岩土工程勘察1.现场勘察，取原状土样

2.在室内测定土的主要物理性质指标

3.撰写岩土工程勘察报告2

8

4

2.边坡工程1.土坡稳定分析

2.挡土墙的设计2

6

3.基坑工程1.基坑开挖

2.基坑支护

3.基坑回填2

2

2

4.浅基础工程1.确定浅基础的类型与构造

2.浅基础的验算4

6

5.桩基础工程1.确定桩基础的类型与构造

2.桩基础的验算2

4

6.地基处理工程1.根据地基土的类型选择地基处理方案

2.换土垫层设计

3.预压法设计2

2

2

机动2

合计52

二、项目化教学的实施（以项目2边坡工程之任务2挡土墙的设计为例）

项目任务的实施按照分组、布置任务、讨论方案、设计、设计完后的交流、点评考核的步骤完成。

1.分组

课程项目化教学中，作业或任务往往以组的形式进行学习，任务的成果也以组的形式呈现、评定。

分组应该注意以下问题：

（1）每组人数要适中，以6人为一组。即标准40人班级分为7组，便于项目组内讨论、活动、发言。如果组内人数太少，则相对任务量较大，压力也大；如果组内人数太多，则个别人容易失控。这里主要考虑的是学生在组内活动的频率、组织的机会、发言的次数等因素，因为本课程有6个项目，则组内成员每个人提供1次强化训练（多是组织性、代表性活动）的机会。

（2）要了解每位同学，分组的时候要考虑到人员的性格搭配，能力搭配，使每个小组是一个协调的有机整体。

（3）分组的目的不仅出于完成任务的目的，还出于锻炼同学们的团队互助协作能力的培养。

（4）分组以后，小组的每个组员还可以互相评价个人在项目完成中所起的作用，互评是全过程考核的重要组成部分。

2.布置任务

布置任务包括提供工程资料，确定完成设计后应提交的文件。

（1）工程资料。

广西南宁市兴宁区某工程靠近小山区，内外高差大，为3～7m不等，根据地质勘察报告显示，本工程场地土层自上而下为：

1）人工填土层：欠压实，层厚0.70～6.05m，；

2）坡积粉质粘土：可塑～硬塑，中压缩性，层厚1.20～15.55m，；

3）可塑状残积土层：中压缩性，层厚1.30～8.75m，；

4）硬塑状残积土层：中压缩性，层厚2.15～16.35m，；

5）全风化花岗岩：风化成坚硬土状，；

6）强风化花岗岩：半岩半土状，坚硬。

挡土墙基础拟采用天然地基基础，以第2）、3）层作为持力层，，因墙趾外面是建筑红线，甲方为了充分利用场地，要求尽可能减小墙面坡度，现场有旧挡土墙可利用的毛石。

填土重度，挡土墙计算高度可按h=7.0m，地表均布荷载，土的粘聚力，墙背填土内摩擦角，挡土墙的墙背倾角，土的坡度。土对挡土墙背的摩擦角，毛石砌体重度。

（2）确定设计完成后应提交的文件。

1）挡土墙平面、立面与横断面图；

2）设计计算说明书；

3）写出设计小结。

3.研读资料，现场踏勘，讨论方案

首先，老师先讲项目案例，让同学们对设计挡土墙有明确的思路，然后小组讨论合适的设计方案。

（1）通过“案例教学法”，老师先讲相应的挡土墙设计案例，让同学们有明确的设计思路。

（2）对于完成本次任务所需要的基础知识，比如土压力的类型与计算、挡土墙的验算等应在讲解案例时着重强调。

（3）在获取大量的信息后，通过“头脑风暴法”小组成员讨论设计方案。

（4）对于需要现场踏勘的，必须现场踏勘。

老师在这个过程中一个方面是要起引导作用，如果发现同学们的思路出现偏差，按情况给予提醒和纠正。另外一方面，注意每位同学的自学能力、动手能力、研究和分析问题的能力、协作和互助能力、交际和交流能力给予过程考核分数。

4.设计

根据小组讨论的方案展开设计，设计包含以下内容：

（1）挡土墙平面、立面布置。

（2）挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸。

据《建筑边坡工程技术规范》及《建筑地基基础设计规范》，初步设计挡土墙的高度、顶宽、底宽、墙面墙背与竖直面夹角等。

（3）计算主动土压力。

根据《建筑边坡工程技术规范》，计算土压力分布、土压力合力及合力作用点。

（4）验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性。

根据《建筑边坡工程技术规范》，进行挡土墙的抗滑动稳定性验算、抗倾覆稳定性验算。

（5）验算基底应力及偏心距。

（6）挡土墙的伸缩缝与沉降缝，以及排水设计。

（7）绘制挡土墙立面、横断面。

（8）编制设计说明书。

老师在这个过程中一方面注意每个小组的设计，是否按照相应的规范，方案是否可行等。另一方面，注意每位同学的参与程度以及贡献给予相应的过程考核分数。

5.设计结果的组内讨论，小组之间交流

在完成任务的后，小组之间可以就设计思路，设计结果进行交流讨论，并一起加以总结。这样每个小组可以查缺补漏，使的每个小组的设计更科学。

6.考核点评

小组间的交流完成后，提交成果。老师首先进行点评，再根据提交的成果以及过程考核的结果打分。

为避免“考前背笔记，考后全忘记”现象的出现，在考核方式上既要重视成果考核也要注重过程考核。[3]为此，将传统教学中的以单纯的闭卷考试结束课程学习的方式变为项目全过程考核。本门课程的总成绩等于每个项目的成绩再乘相应的权重。而每个项目的成绩由学生自评成绩，学生互评成绩，教师考核成绩三部分组成。教师考核成绩由过程考核和结果考核两部分所决定。过程考核包括项目完成过程中学生的工作纪律、工作态度、积极参与项目的意识、团队合作的能力、本人对项目完成所做的贡献等。结果考核包括设计过程的真实性与条理性、设计结果的准确性。

三、项目化教学中出现的问题及解决方法

1.没有配套的教材

（1）具体问题。

高职学生多数毕业后进入施工、监理等一线岗位，对实践环节要求较高。目前高职教材基本沿用本科教材的框架结构，多数只进行简单的简化处理。[4]由于其适用对象存在很大的差距，因此，教学针对性不强，大部分学生是在步入工作岗位工作一段时间后，才明白所学的内容哪些是实用的，哪些可以方便地指导工程实践。教学效果不太理想。

（2）解决方法。

第一，组织开展教师专题培训，提高教师的课程开发能力。在此基础之上，组织编写以项目为载体的教材。

第二，要加强产教结合，鼓励岩土工程勘察、设计、施工企业人员参与编写教材。来自于真实工程的学习项目更具指导意义。

2.老师缺乏实际项目经验

（1）具体问题。

由于传统的教育注重理论知识的传授，不能将较强的专业理论知识和专业实践经验有效结合起来。而高职院校的专业教师绝大多是高一级院校的毕业生，没有经过企业锻炼，属于从学校到学校的模式，缺乏实际企业中的工作经验。大部分教师动手能力不强，现场指导能力欠缺，在对专业技能要求较高的项目化教学过程中会感到力不从心。

（2）解决方法。

第一，在授课教师充足的情况下，可以有计划地分批轮流让授课教师到企业岗位锻炼学习。

第二，考虑到去实际岗位积累技能时间比较长，可以和企业合作，让企业考虑实际岗位能力需求，有针对性开设培训班对授课教师进行培训。这样可以在比较短的时间掌握更多的工作技能。

第三，组织经过培训的授课教师进行校内培训，让更多的教师掌握实际工作技能，全面提高教师的项目经验。

第四，加强与企业合作，积极引进相关企事业单位中有丰富实践经验和教学能力的工程技术人员来校兼职，他们可以给学校带来生产、科研第一线的新技术、新工艺及社会对从业人员素质的新要求。

3.学生的不适应

（1）具体问题。

一般来说，进入高职学校学习的学生本来在学习态度、学习能力方面相对不理想，而在项目教学法过程中，有一些内容又是需要学生自学的。在这样的客观条件下，让习惯了接受按章节循序渐进的讲授方法的学生后去接受项目教学法，势必会出现事先不预习自学，导致知识储备不足，无法理解老师所讲的案例，也无法按规范的思维去设计项目。

（2）解决方法。

第一，在入学教育中强调高职教育的目的以及相应教学方式方法的特殊性。

第二，任课教师要及时与学生有效沟通，及时了解学生的接受程度与意见建议，及时答疑解惑，及时改善教学方式与方法。

第三，任课教师不仅要具备丰富的理论知识，还要有足够的工程实践经验，要能提供足够合适的项目案例。

4.学生基础知识不扎实，工作后发展后劲不足

（1）具体问题。

“土力学与地基基础”的项目化教学是以项目为载体，每个项目以若干个任务支撑，通过任务来驱动。知识的学习以“必需”、“够用”为度。这样的教学设计使土力学基础知识没有一个反复训练的过程，有可能当时会了过后就忘记，到了下面真正要用的时候还需要再学再练，导致学生工作后的发展后劲更加不如本科院校的毕业生。转岗能力和后续发展能力明显不足，进步性趋缓，上进空间趋小，社会后续竞争力趋弱。

（2）解决方法。

第一，要充分抓住学期的起始阶段。学期初就培养学生良好的学习习惯，学生才有兴趣和潜力进一步接受更多的知识和技能。

第二，要合理、科学地设计项目。项目设计应密切联系学生的现实生活环境，选取学生所关心、感兴趣的项目。项目内容应尽可能自然、有机地涵盖课程目标所涉及的主要知识点。在顺序编排上注意由浅入深、按工作任务的难易程度来进行。[5]

第三，发现每个学生的优点，在项目中既要发挥其优点，培养学习兴趣与自信心，也要锻炼其不足的部分。同时激发学生的竞争意识，进取意识，让学生在既有竞争，又有合作的气氛中完成项目任务。

第四，课余开展一些相关的讲座，让学生尽可能了解更多的岩土工作的实际环境和工作任务。

第五，教师应具有丰富的相关实践经验，对课程相应的岩土工程勘察、设计、施工情况要有相当全面、细致的了解。

第六，不断完善项目课程的设计技术与内容，使项目任务和工程实际问题更接近，使项目更趋于完善合理。

四、结语

“土力学与地基基础”课程的项目化教学模式，将课程中各章节的内容融入到各相关的学习项目中，根据不同学习项目的特点辅以合适的教学方法，极大地调动学生的积极性，培养了学生的工作能力、自学能力、协作和互助能力。实现了学习内容与职业岗位的无缝对接，是一种培养高端技能人才的新教学方法。

参考文献：

[1]李广信.土力学教育与教学[M].北京:人民交通出版社,2004:27-32.

[2]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京:清华大学出版社,2007:

29-30.

[3]余跃心.能力为本理念下的土力学课程教学改革探讨[J].高等建筑教育,2009,18(1):70-73.

[4]谌芸,史冬梅.构建具有专业特色的土力学教学体系[J].理工高教研究,2010,29(1):125-127.

[5]李红霞,付立彬.土力学课程教学方法研究与应用[J].高等建筑教育,2010,19(4):84-87.

（责任编辑：麻剑飞）

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