岩土工程全过程设计教学内容建设及改革探索

一、前言

岩土工程是一门综合运用工程地质学、土力学等专业知识解决实际工程技术问题的学科，学生所需学习的核心专业课程有土力学、基础工程设计原理、基坑工程、桩基设计、岩土工程测试技术等。随着当前城市人口不断增长，城市发展速度持续加快，高层建筑、城市地下空间等不断刷新记录，对岩土工程师提出了更高的要求。天然土体在其形成过程中经受了各种地质作用，物理力学性质较为复杂。不同地区、不同类型、不同工程条件下的岩土体，其工程特性往往存在很大差别。由于天然岩土材料的复杂性和不确定性，岩土工程必然是一个兼顾科学理论和实践经验的应用型学科。在进行岩土工程分析设计时，不仅需要运用理论知识、现场试验及室内试验结果，还需要借鉴以往类似工程经验，才能得到比较理想的结果。因此，在岩土工程专业课程教学时，面向实践[1]特别是针对实际工程案例开展教学往往是提高教学效果的有力途径，情景激发式实践教学[2]对于教学效果的提高明显。

随着“卓越工程师培养计划”教育理念的继续推进，工科专业越来越重视对学生创新实践能力方面培养[3]。为对接相关工程师注册资格认证考试，以解决实践工程问题能力为目标的培养越来越受到各大高校的重视。根据同济大学最新的土木工程专业培养方案，岩土工程课群组开设了全过程课程设计课程。该课程是“共性基础＋个性培养”人才培养理念中的重要实践课程环节，旨在给学生系统、完整的工程实践知识进行训练，促进学生掌握和运用本科阶段所学的专业知识，提高解决实际岩土工程问题的能力[4]。该门课程实践性强，涉及到大量基本概念和较复杂的分析理论，短时间内难以消化吸收。同时，岩土工程理论知识与实际工程问题常存在差距，若在课堂教学过程中若忽略了对实际工程案例的学习和分析，可能导致学生缺乏对解决复杂工程问题方面的培养，因而急需新的教学方式来提高教学质量。本文面向目前岩土工程全过程课程设计的教学现状，针对教学内容、教学时间安排和考核评价体系等方面存在的问题，提出教学改革新思路，以达到提高教学质量和培养学生实践能力的目标。

二、教学内容深化建设

岩土工程全过程课程设计课程的设置旨在培养基础理论扎实、专业知识宽厚、创新实践能力突出的高级技术人才和管理人才，使其能胜任岩土工程的分析、设计、施工和管理等工作。通过该课程学习，使学生了解和初步掌握计算分析、岩土工程设计和施工组织的基础知识，并让学生将学过的专业基础知识串联起来，做到融会贯通。进一步地，结合针对实际工程设计分析的全过程训练，让学生具有更广阔的视野和把握全局的能力。

鉴于岩土工程专业实践性强的特点，课程内容优化改进为五部分，即课程概况、岩土工程勘察、桩基础、基坑工程、地基处理，每个模块包括课堂理论教学和上机实践两个环节。第一部分内容为课程介绍及基本资料和工具的学习，其目的在于进入各模块学习前，向学生剖析全过程设计概念，梳理岩土工程设计所需的标准和规范。通过该部分内容的学习，学生对整个课程有总体的认识，并对于岩土工程设计时需要用到的相关规范有系统的了解，同时能运用相关设计分析软件（如Plaxis、同济启明星软件等）。第二部分内容为岩土工程勘察，由6 个学时课堂学习和8 个上机学时组成。通过课堂教学，让学生掌握岩土工程勘察的概念、岩土工程勘察的程序以及岩土工程勘察的现场作业操作。此外，通过让学生实际参与编写工程岩土工程勘察报告，进而掌握岩土工程勘察的要点。第三部分为桩基工程，由12 个课堂教学学时和16 个上机实践学时组成。通过该模板学习，学生掌握桩基础设计基本理论与概念、桩基础设计基本要求与分析步骤，并通过典型桩基础设计案例学习和训练，让学生能够开展桩基设计和计算工作。第四部分为基坑工程模块，由12 个课堂教学学时和16 个上机实践学时组成。通过该模板学习，让学生掌握基坑工程的设计方法和计算分析步骤。通过进行具体案例讲解，让学生能深入掌握相关设计理论的实际运用以及工程设计所需要注意的内容。第五部分为地基处理模块，由6 个课堂教学学时和8 个上机实践学时组成。通过该部分内容学习，学生能够掌握地基处理设计方法和基本要求，并通过地基处理设计案例讲解的实际操作，能够开展地基处理工程设计并知悉施工要点。

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