对于一般教学型高校而言,大土木下城市地下工程专业人才培养的主要目标是培养具有较强素质的地下工程设计、施工和管理专门人才,使施工管理者具有较高的专业技术和技能水平。目前,我国大多具有城市地下工程专业的本专科院校都开设有“支挡结构设计”这门课程,而这门课程传统的教学方法仅局限于课堂,通过任课教师的课堂教学,辅助一些简单的案例分析来完成课程学习,忽略了课程本身的特殊性。从施工管理层面而言,该课程的实践性要远超前于理论性。从多年来的教学效果分析发现,学生毕业后需要一个较长的过渡期来将课堂上学到的理论知识与实际工程结合起来,因此传统教学法难以得到预期的教学效果,对学生今后从事专业技术工作和就业将产生较大的影响。[1-3]针对该课程的特点,探讨在传统教学法基础上,结合项目教学法来完成课程教学工作,以期取得更好的教学效果,为土木工程相关课程教学和人才培养提供参考。
一、项目教学法的必要性和可行性
1.项目教学法的含义
项目教学法是一种教和学的交互模式,[4-5]这种模式集中关注于某一学科的中心概念和原理,目的在于把学生融入到有意义的任务完成的过程中,让学生在积极地学习过程中,自主地对相关知识进行建构,从而达到掌握知识和培养实践能力的目的。将项目教学法应用到支挡结构设计课程中可以丰富学生的学习生活,能够巧妙地将基本理论,工程经验,相关软件和规范等多种知识的掌握和项目学习紧密联系起来,使学习和现实生活有机地统一起来,达到更佳的教学效果。
2.项目教学法的必要性和可行性
(1)项目教学法的应用可增强相关课程的关联性,[6]使学生对支挡结构设计形成较为完整的概念。要完成一个支挡结构设计项目,涉及的问题方方面面。以一个基坑支护工程为例,首先,设计者必须对所要设计项目场地条件做充分的了解。如对场地工程地质和水文地质条件、场地周边地形和建筑物分布情况、基坑开挖深度等做充分的了解,这些内容错综复杂,在有限的课堂上是无法用三言两语清晰地描述,必须通过自己的现场接触,在实践中去思考和总结规律,从而建立工程经验。其次,要根据现场的基本情况,结合业主在资金、施工单λ现有生产技术和生产能力等方面的考虑,综合确定支挡结构的设计方案。最后才是根据勘察报告提供的岩土参数和已经确定的设计方案,进行详细的支挡结构参数设计。在整个支挡结构设计过程中,涉及岩土工程勘察、岩土工程概预算、土力学和支挡结构设计等多门课程的知识,知识点覆盖面十分广。把项目教学法应用到支挡结构设计课程教学中,使学生在完成项目设计的过程中,加深对上述相关知识的理解,找到这些课程之间的关联,并查找和最终解决课程相关部分的知识点之间存在薄弱环节或ä区,从而提高教学效果。只有牢牢掌握了这几门专业课程之间的内在联系,才具备完成整体结构设计的能力。
(2)项目教学法还能有效地提高学生工程设计的综合能力。项目教学法的实施,可将支挡结构的方案设计、参数选择、结构计算、构造措施及施工图设计合为一体,切实培养学生进行支挡结构设计和施工的综合能力。通过结合典型的工程实例,从现场的踏勘、支挡结构方案对比分析、土层参数选取、支挡结构参数设计计算、岩土设计软件复核和施工图绘制等能力进行系统培养。通过将学生的设计方案与实际施工采用的设计方案进行对比分析,找到自己的不足,用实际工程检验和改进自己的设计,使学生尽早直观、形象了解工程实际。此外,在项目教学中,育人于教学过程之中,加强学生爱岗敬业的精神。通过项目教学法,克服过去教学中课堂讲授过多实践过少、被动接受过多主动思考过少的弊端。只有经过深加工的知识才是自己的知识,才能掌握得更加牢固。因此,项目教学法能够让学生在完成项目过程中主动去分析问题和解决问题,充分启发学生思考,培养学生工程设计的综合能力。
二、项目教学法的实施
采用项目教学法进行“支挡结构设计”课程教学,可以通过以下四个方面来实现。
1.确定项目法教学所采用项目
该课程的实践性很强,需要有大量的专业基础准备知识,因此在培养方案制订阶段就要求提前做好准备,在该课程开设之前将前期准备知识学完,然后主讲教师根据教学大纲要求,结合工程实践,确立所用项目,让有关教师明确该项目内容并吃透精神,以后所有教学活动紧紧Χ绕该项目进行。[7]
2.改革教材,Χ绕所确立项目内容整编教材,使所用教材更有针对性
目前支挡结构设计方面的教材很多,但是都存在着一些共同点。这些教材的知识点覆盖面非常广,内容非常丰富,但是教材内容太注重于理论,对于教学型院校地下工程系学生培养并不十分实用。因此,可以结合项目教学法整编教材,增加更多的工程实践和行业规范方面的应用和讲解,提高教材的针对性。
3.教学计划的实施
项目教学法的实施分为三步走:首先通过课堂教学的方式,将Χ绕教学项目有关的基本理论知识讲清讲透;其次通过现场教学的方式,针对实际工程,对工程进行分析和讲解,然后安排设计任务,要求学生根据任务要求,自己查阅资料进行方案选择和设计计算;最后,将学生的设计方案同工程采用的方案进行对比分析,在分析中找不足,从而改进设计,使学生在项目设计过程中掌握一定的工程经验。
4.教学效果检查
项目教学法成效评估可从学生对项目方案选择、土层参数选取、支护结构设计、岩土软件应用和施工图绘制等方面进行自我评价,之后再由教师对项目工作成绩进行检查评分。分析学生在设计时对分析设计过程中出现的问题和改进的方法,加强项目教学法的改进。
三、项目教学法实施成功与否的保障
1.教师教学观念的改变
项目教学法要求教师将以自己为中心转变为以学生为中心;以课本为中心转变为以“项目”为中心;以课堂为中心转变为以实践教学为中心。只有教师观念的改变,才是项目教学法能否实现的重要保障。
2.学生学习观念的改变
项目教学法要求学生的学习发生巨大的转变,不在是静静地坐在课堂上听老师讲,更多的是要求学生到现场,到图书馆自己学,老师真正起到的是引导作用,而不是主导作用。
3.学校和企业的支持
项目教学法不同于传统的教学方法,需要学校和企业的配合,为项目教学营造学习的资源和协作学习的环境。
4.有效评价体系的建立
项目教学法的效果如何,需要有一套完整的评价体系。通过自我的评价来改善和提高教学效果。