摘要:本文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。并结合实践经验,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
中图分类号:TU43 文献标识码:A 《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。学生在学习具体某些知识时,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。 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。
(二)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。
表1:构建的学习项目与改造前的课程内容体系对应关系 改造前的课程内容体系 对应关系 学习项目 第1章.土的物理性质
及工程分类
第2章.土的渗透性
第3章.土中的应力
第4章.土的压缩性及地基变形
第5章.土的抗剪强度
第6章.土压力与土坡稳定
第7章.地基承载力
第8章.浅基础的设计
第9章.桩基础设计
第10章.地基处理 ①
项目2.边坡工程
项目3.基坑工程
项目4.浅基础工程
项目5. 桩基础工程
项目6. 地基处理工程 (三)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。
(一)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。
(二)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: 人工填土层:欠压实,层厚0.70-6.05m,; 坡积粉质粘土:可塑~硬塑,中压缩性,层厚1.20~15.55m, 可塑状残积土层:中压缩性,层厚1.30~8.75m , ; 硬塑状残积土层:中压缩性,层厚2.15-16.35m, ; 全风化花岗岩:风化成坚硬土状,; 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。