基于“卓越计划”的“岩土工程测试技术” 课程教学改革

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[摘要]为了满足“卓越工程师教育培养计划”要求，为了培养学生的实践能力和创新能力，针对“岩土工程测试技术”教学现状和存在的问题，对“岩土工程测试技术”课程进行教学改革。提出了课程在完善教学目标与任务、课程教学内容调整、教学实验内容调整和考核方式调整与完善等四方面的教学改革措施，以期培养高素质、复合型、满足“卓越工程师教育培养计划”的优秀工程型人才。

[关键词]卓越工程师教育培养计划 岩土工程测试技术 教学改革 创新能力 实践能力

引言

“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是为贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署，贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》实施的高等教育重大计划，2010年6月教育部启动了“卓越计划”[1]。2011年10月，重庆交通大学入选教育部第二批卓越工程师教育培养计划，为适应人才培养从传统的教育模式向“卓越计划”培养模式的转变，重庆交通大学土木工程专业中实践性较强的课程均在积极探索全新的教育改革模式。

“岩土工程测试技术”主要介绍了边坡、软土地基、桩基、城市地铁区间隧道盾构、基坑、地下隧洞矿山巷道等岩土工程现场监测和检测技术以及无损检测与声发射技术。该课程的主要目的和任务是：通过对本课程的学习，掌握岩土工程测试的基本理论和方法、常用测试仪器工作原理、不同岩土工程的测试项目、测试方法、数据采集和整理等。该课程是土木工程（岩土工程方向）理论与实践结合的至关重要课程，也是培养学生工程实践能力、锻炼学生综合能力和执行“卓越计划”的最佳课程之一。

本文以重庆交通大学岩土工程专业课程 “岩土工程测试技术”为例，进行了适应“卓越计划”人才培养的教学改革探讨。首先，分析现有“岩土工程测试技术”课程教学现状和存在问题；其次，探讨该教学模式与“卓越计划”要求之间的差距；第三，针对现阶段教学模式的问题进行改革，探索一套与“卓越计划”人才培养相适应的教学模式。

一、教学模式现状及存在问题

在土木工程（岩土工程方向）课程设置体系中，“岩土工程测试技术”课程具有毋庸置疑的重要地位，是从基本理论过渡到工程实际的重要桥梁。本校开设了“岩土工程测试技术”课程和“岩土工程测试技术”实验课程。

传统教学模式主要包括多媒体教学、工程现场教学、换位教学法、以施工图为中心的教学法及情境教学法等，这些教学措施悉数被应用于普通本科及高职院校的“岩土工程测试技术”课程教学[2]。多媒体教学在播放岩土工程勘察测试技术动画、视频与现场录像或现场参观等方面起到了至关重要的作用，加深了学生对测试技术的感性认识，激发了学生一定的创造欲和兴趣。但是由于课时的限制、课程内容安排以及教学条件的限制，不能运用多元化的教学手段，最终还是落入以教师为主体，满堂灌、注入式的教学方法和多媒体配合板书的教学手段，取得的教学效果也相应不如人意。

因此，针对以上传统教学模式和理念，结合课程内容未能体现前沿科技、重理论轻实践、实验项目与课程不符、考核方式死板等问题，对“岩土工程测试技术”这门实践性、综合性较强的课程而言，不能满足其教学目标和要求。

（一）课程内容未能体现前沿科技

本校采用任建喜主编、武汉理工大学出版社出版的《岩土工程测试技术》为主要教材，内容共分9章，介绍了岩土工程测试技术中常用的传感器的原理和使用方法后，重点介绍岩土工程现场监测和检测技术，包括边坡工程、软土地基和路基、桩基工程、城市地铁区间隧道、基坑工程、隧道工程和地下洞室等，以及地下工程无损检测技术和声发射技术等内容。

现行使用教材为第1版，书中难免有逻辑和编写上的错误；现行课程教学虽然在前期教学中有所积累和改进，但很大程度上都是传统课程内容的沿袭。现有教学内容体系虽然在知识的系统性和完整性上尚可，但对知识的进一步拓展、新材料、新技术、新工艺等方面知识点和前沿科技尚有待完善。

新技术历来都是岩土工程领域发展水平的一个重要标志，也是岩土工程建设的重要支撑。随着近年来岩土工程技术取得了突飞猛进的发展，很多新型测试装备、创新性的技术被应用到岩土工程监测与检测工程中，如岩土体的室内测试技术、CT技术、离心模拟技术、遥感影像技术、多功能触探装置、多功能钻机以及各种新型智能化岩土工程测试仪器和技术等[3， 4]。

（二）重理论轻实践

本校为“岩土工程测试技术”安排56学时的理论教学和16学时的实验教学，一共4学分，教学内容和课时安排较合理。但是，一方面，由于教学主要以教师为主体，强调教材作用，很难将工程实践内容贯穿于课堂教学始终[5]；另一方面，施工单位鉴于安全和工期方面的压力，不愿接收大量学生到工程现场参观学习课堂；第三，教学中的实践环节主要靠任课教师根据所参与的工程科技服务项目及经验积累，在课堂教学之外未曾安排施工现场观摩学习。因此，以上种种条件的制约，学生看到的只是某一阶段的状态，很难看到全过程，这就直接导致课堂理论教学和工程实践之间脱节现象。学生的工程实践能力、动手能力以及协同创新能力无法得到充分锻炼。

（三） 实验项目与课程不符

本校为“岩土工程测试技术”安排的16学时的实验教学，对应的实验教学大纲如表1所示。鉴于实验场地和实验设备的不足，实验项目存在拼凑的嫌疑。一方面，实验教学内容一共有8个，其中5个演示实验，学生的动手能力和实践能力得不到发挥和体现；另一方面；“岩土工程测试技术”课程安排内容主要涉及前4个实验项目，其他4个实验项目没有涉及；第三，实验项目存在和其他课程重复的现场，如材料疲劳强度测试实验应该是力学实验、岩石三轴实验为岩石力学实验、土体三轴实验为土力学实验等。

表1：“岩土工程测试技术”实验教学内容

（四） 考核方式死板

科学、合理的考核方式既是对学生知识掌握情况的检验也是教师教学质量的体现，因此具有重要意义[2]。不同的考核方式，对学生的学习方式及知识的掌握有很大关系。

本课程教学大纲规定课程考核方式主要采取笔试形式，兼顾学生实验成绩和平时考勤成绩，即课程成绩=平时成绩×10%+实验成绩×20%+期末成绩×70%。试卷题目类型主要包括填空题、简答题与论述题。对于这种题型较单一和死板的卷面考核，学生主要还是根据考试范围死记硬背，印象不深刻，而最后落入应试教育，埋没了学生的个性和兴趣。因此，对于“岩土工程测试技术”这种实践性很强的课程而言，无法考核学生的实践能力、创新能力和解决实际问题的综合能力。

二、与“卓越计划”要求的差距

现行教学模式主要以教师为主、强调学生对基础知识的理解与掌握，对实践能力的培养尚有欠缺，对创新能力、团队协作能力与综合解决问题能力的培养基本为零。因此，为满足卓越土木工程师培养需求，在“岩土工程测试技术”教学改革方面应具有符合“卓越计划”要求的全新模式。

三、课程教学模式改革

（一） 完善教学目标与任务

针对“卓越计划”的三大培养特点，在“岩土工程测试技术”教学过程中应更加侧重工程实践能力、创新能力的培养。通过教学内容的调整、教学模式的改革、考核机制的完善，掌握岩土工程测试的基本理论和方法、常用测试仪器工作原理和使用方法，达到岩土工程行业对检测员的基本要求。

本课程以新教学大纲安排的教学内容为主线，重视基础理论和应用技术的掌握，嵌入对应的岩土工程监测工程实例、室内演示实验和综合实验、工程监测布置的实地观摩，培养学生的动手能力、团队合作能力、交流能力、创新能力等。

（二） 课程教学内容调整

根据“卓越计划”的目标与任务，结合“卓越计划”的三个培养特点，对现行的教学内容进行调整及优化。

优化教学内容。存在以下三方面优化项目：教学内容缺少常规以及新型检测仪器的使用和原理介绍，监测方法比较陈旧，某些工程实例针对性不强等问题；扩充教学内容，增加滑坡工程的监测内容，第三章边坡工程监测合并；近年来，随着国内外岩土工程测试技术的发展，更经济合理的新监测方法出现，机械化、信息化和智能化程度更高的新测试仪器设备研发，因此，教学课程中应加入新型监测方法和仪器的使用方法介绍。

调整教学重点。重点讲解边坡与滑坡工程、软土地基和路基、桩基工程、隧道工程、基坑工程等现场监测和检测技术，其中监测仪器的使用和监测方案的制定（监测项目、监测布置、监测方法）是重点。

精简教授内容。首先，如果前期相关课程如岩石力学、土力学、工程测量涉及的内容只做简要提及，并不详细介绍。其次，将和隧道工程有关的两章合成一章内容，避免重复讲述。

增加岩土工程测试技术方案制定。结合全院教师参与的各种岩土工程监测项目，让学生以实际工程为背景，根据所学基础知识和工程实例制作岩土工程检测技术方案，这不但培养了学生工程实践能力、创新能力，还培养了学生的组织能力。

（三） 教学实验内容调整

以“卓越计划”要求的各种“能力”培养为主线，完成教学实验内容调整。新实验教学内容保留了原实验教学大纲的四个项目，将另外四个项目替换为：常用传感器原理、使用与标定、桩基工程低应变动测法实验、隧道周边位移收敛量测和隧道围岩内部位移量测，具体见表2所示。由于本校的岩土工程侧重于隧道与地下工程，因此实验教学内容有较多项目涉及。调整后的新教学实验大纲，侧重于学生的实践能力、团队合作能力的培养，鼓励创新性项目的开展。

表2：“岩土工程测试技术”新实验教学内容

（四）考核方式调整与完善

考评是引导师生的指挥棒，大多数学生和教师总是在现行的评价体系引导下寻求“佳绩”[2]。以考核学生各项综合能力为目的，重点考评学生对书本知识的掌握以及应用、分析和解决实际问题的能力。“岩土工程测试技术”课程考评改革包括以下四方面内容。第一，基础理论卷面考核。保留通过闭卷考试形式进行基础知识掌握情况考核的传统方式。考试题型增加单选题、判断题、多项选择题以及案例分析题，结合原有的填空题、简答题与论述题，一共有七道大题，实现了题型的多样化。题目的设计注意不要落入死记硬背的套路，着重考核的是学生对基本理论的理解和运用，注意平时积累，参与课堂讨论与案例分析之中，达到综合分析能力和实践技能的提高。第二，增加“岩土工程测试技术”课程设计，考核学生的综合分析能力、实践能力、创新能力和团队协作能力。根据本学院教师参与项目，变换各种设计参数、环境条件和目的要求，设计具有实际背景的岩土工程监测项目，鼓励学生充分发挥个人优势和团队协作能力，设计出具有创新性的方案。第三，实验成绩。依照实验大纲安排的实验教学内容，根据学生实验报告考察学生的动手能力、实践能力和实验结果分析处理能力综合评定成绩。第四，平时成绩。根据学生的考勤、课堂上的积极性和主动性以及急性思维的活跃度计分。根据以上四部分所占本课程的比重，考评计分采用以下算法：课程成绩=平时成绩×10%+实验成绩×25%+课程设计成绩×15%+期末成绩×50%。

四、结语

根据“卓越计划”的目的和任务，结合“卓越计划”的三个培养特点，针对现行课程教学中存在未能体现前沿科技、重理论轻实践、实验项目与课程不符、考核方式死板等问题，对“岩土工程测试技术”课程开展以下四方面的教学改革：完善教学目标与任务；课程教学内容调整、教学实验内容调整、考核方式调整与完善等。

此项教改以培养学生综合分析能力、实践能力、创新能力与团队协作能力为目标，培养出复合型、高素质、满足“卓越计划”要求的优秀工程型人才。

[参考文献]

[1]中华人民共和国教育部.教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[Z].2011，1，18.

[2]朱劲松.面向卓越工程师培养的桥梁施工课程教学改革与实践[J].高等建筑教育，2012，21（3）：71-75.

[3]伍法权.我国岩土与工程研究的现状与展望――第三届全国岩土与工程大会学术总结[J].工程地质学报，2009，17（4）：463-468.

[4]包承纲.岩土工程试验研究中的若干新进展[J].岩土力学，2011，32（增2）：1-9.

[5]董倩，刘东燕，黄林青.卓越土木工程师实践教学体系构建[J].高等建筑教育，2012，21（4）：74-77.

[6]李淑庆，任其亮.对交通运输类专业实施卓越工程师教育培养计划的思考[J].重庆交通大学学报：社会科学版，2011，11（2）：108-110.

（作者单位：重庆交通大学 土木建筑学院 重庆）