褚福永

（丽水学院 工学院，浙江丽水323000）

大学生工程实践能力是指在校大学生在基础课程与专业课程学习的基础上，参与各类实践教学环节、科研项目训练以及企业实习实践，从而为未来工作、社会责任和人际交往能力奠定的实践能力、心理素质和行为规范[1]。近年来，随着国家产业升级转型，对地方性高校本科生的工程实践能力提出了更高要求，即从传统的单一的纯应用型人才逐渐向创新型应用人才转变。

然而，目前丽水学院土木工程专业教育基本上仍采用传统的教学模式，即过于偏重理论知识的传授，实习实践环节很少，这就导致学生严重缺乏独立解决实际问题的能力。另一方面，现有教学内容在一定程度上存在脱离工程背景的现象，这样培养出来的学生其工程实践能力普遍较差。因此，重视教学的“项目化”，使学生适应现代工程活动的需要，对工科教育来说已刻不容缓。

因此，为培养适应于新的社会发展形势的创新型应用人才，针对土木工程专业14级的地基处理课程，进行了基于工程实践能力培养的教学改革，探索构建适用于地方性本科院校土木工程专业本科生工程实践与创新能力培养的创新机制与举措。

1 构建多层次递进式的培养模式

已有研究表明[2-3]，本科生工程实践能力的形成是一个渐进的过程，即在掌握系统的专业理论知识的基础上，进行工程实践能力的训练，才能逐渐向具有工程创新能力过渡。本科生的工程实践能力的提升，既要从理论课程中获取相关知识，更要从实践教学及科技创新中逐渐养成实践能力。因此，构建多层次递进工程能力的培养模式显得尤为重要和迫切。

为科学合理地培养地方性本科学院学生的工程实践能力，构建了以课程的理论教学、科研训练、大学生创新项目、发展性资助项目、教师的科研项目、学科竞赛等为载体的多层次递进式工程实践能力的培养模式，其示意图如图1所示。每个培养环节的内容要求、考核方式及形成成果等见表1。

图1 多层次递进工程能力的培养模式示意图

表1 土木工程专业渐近式工程能力培养的教学模式设计

表1 续表

2 理论课程培养体系优化

2.1 策划立体化教材

目前，丽水学院土木工程专业选用武汉理工大学出版社出版的地基处理教材[4]，该教材为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，内容安排上以案例驱动，由浅入深，非常适合本科学生学习。另一方面，丽水学院地基处理课程课时较少（仅为32课时），教材章节较多（14章），因此很难充分利用课堂时间对课程进行有益的扩展，而策划立体化教材可有效解决这个问题。

所谓地基处理课程立体化教材就是将课本里的内容分散到纸质教材、网络教学和电子教案中，三者有效衔接、相互补充[5]。立体化教材利用网络等平台对课堂教学内容进行有益的补充，如可将工程案例或地基处理新技术采用图片、视频、动画模拟的形式展现给学生，既开阔了学生的视野，也提高了学生学习的积极性。

2.2 探讨式教学模式

丽水学院土木工程专业大三的学生已完成较为系统的理论和专业知识的学习，包括地基处理相关的专业基础课程和专业课程的理论知识及实验的学习。因此，为有效提高教学效果，对地基处理课程采用了探讨式教学模式[6]。

总的来说，本次教学改革采用的探讨式教学模式取得了较好的效果，这里举例进行说明。地基处理中的排水固结法属于较为新型的地基处理方法，包括堆载预压和真空预压两种方法，两者虽然均属于同一大类处理方法，但实际上加固机理差别很大，主要包括以下几个方面：（1）根据有效应力原理，两种方法的有效应力均增加，但堆载预压法的总应力和孔隙水压力都增大，而真空预压法的总应力不变、孔隙水压力减小。（2）加载过程中，堆载预压的应力状态为各向异性，发生剪切破坏，加载时需控制加载速率。而真空预压法的应力状态为各向同性，不发生剪切破坏，加载时无需控制加载速率。（3）在预压的过程中，堆载预压时预压区产生向内的变形，而真空预压时预压区产生向外的变形。

针对对上述内容，笔者通过提出下面两个问题，层层递进引导学生思考并探讨，即：（1）两种预压方法应力状态不同，应分别采用何种应力路径的三轴试验进行模拟？（2）两种预压方法下计算得到最终地基的沉降量显然不同，现有教材给出的地基沉降量的公式对哪种方法适用？

针对上面两个问题，在学生充分思考和讨论的情况下，结合图片和板书推导，引导学生从所学过理论中找到两种方法的模型和依据以及理解如何推导出真空预压法中ζ的取值。同时通过上述讨论也让学生明确了在快速施工的特殊情况下只能采用真空预压的方法的原因。不难看出，探讨式教学模式不仅有效地调动了课堂气氛，而且产生了良好的教学效果。

这里需要说明的是，本次探讨式教学是以小组为单位针对教师给定的课程重要知识点相关的讨论题目进行的，一个小组一般为5～6人，针对题目各组成员间先进行讨论，然后不同组再派代表表述各自的观点。为更好地保证课堂讨论的效果，教师确定讨论题目时应坚持以下原则，即：（1）具体性和准确性原则。这样不仅可使学生清楚意识到所要讨论问题的核心，也有助于引导讨论的方向。（2）启发性原则。讨论的题目不仅要具有指引性，还应给学生一定的思维的自由度。（3）范围性原则。所谓范围性原则是指讨论的题目不能超出学生的知识水平和思维能力，以便确保在教师的引导下，学生有能力对课程重要知识点通过层层递进深入讨论从而有效掌握。

2.3 考核方式改革

为进一步调动学生学习的积极性、培养学生主动思考习惯及创新意识，本次教学改革对考核方式进行了改革，即采用为“论文+答辩”的考核方式，其中，总成绩组成如下：论文和答辩成绩分别占70%和30%。

论文主要采用以下几种方式选题：（1）对具体的特殊土地基工程案例进行设计，确定合理的处理方案、施工工艺及质量检验方法；（2）收集新型地基处理方法的相关资料，并进行深入研究，从机理上对新工艺、新方案进行探讨；（3）利用所学地基处理理论知识，对几种地基处理方法从受力、宏细观机理等多角度多尺度进行对比分析，从而得出有益的结论，为工程实际提供理论依据。

对于论文从内容、表述及格式3方面进行考核。其中，内容占60%、表述及格式占40%。值得一提的是，论文格式的详细说明，细化到字体、公式格式、图表格式、论文的语言描述等多个方面。对于答辩，每位同学需回答4个问题（2个为与论文相关的问题，2个为扩展题），每题25分，共计100分。这里须要指出的是，扩展题主要考查学生在专业知识的基础上综合运用的能力。

笔者对土木工程专业14级2个教学班的同学进行问卷调查发现，92%的学生表示：采用新的考核方式，不仅可以及时了解到地基处理新技术、新工艺，还对理论知识理解更为深刻，同时，也初步掌握了科技论文的写作方法。由此可见，所采用的考核方式的改革是合理可行的。

3 工程实践能力的培养模式

3.1 工程实践能力的创新

（1）地基处理相关的实践环节。依托科研训练、综合实践、课程设计、生产实习等与地基处理课程相关的实践环节，引入现代先进的教学方法与手段，如现场教学法、虚拟仿真实验等，逐步提高学生的工程实践能力。

例如，在给土木工程14级学生讲授真空预压法时就采用了现场教学。现场教学地点为南明湖畔中南布拉格小区施工现场，由于该小区的地基为饱和软黏土地基，直接在上面施工非常不安全，因此进行了真空预压处理。在施工现场，技术人员和指导教师系统地给学生讲解了真空管路的铺设、塑料封闭膜的铺设及地基处理后现场质量检验的方法等，并指导学生亲自进行抽真空操作。通过现场学习，学生普遍表示理论课上抽象的内容变得真实具体，一下子简单了很多。

另一方面，虚拟仿真实验是新兴的实践教学方式，丽水学院土木工程专业的虚拟仿真实验室拥有可模拟特殊土地基处理的相关软件，目前实验室对学生采取开放方式，即课外时间学生可随时过去使用。由此可见，通过课程相关的实践可激发学生的学习主动性，并逐步提高了工程实践能力。

（2）建立校内外实践基地。在校内，建立了土木工程实训基地、BIM实验室等工程实践基地；在校外，构建一批集实习、实践与创新等多功能的校企共建的实训基地，如：浙江省第七地质大队、浙江省佳途勘察设计院、宁波大学地基处理中心等生产实习基地。学生通过在校外生产实习基地的实习，不仅尽早接触了社会，也扩展了视野、提高了工程实践能力。同时，校内外实践基地也为企业培养和发现人才提供了平台。

例如，14级中有部分同学去宁波大学地基处理中心进行综合实践性实习，综合实践性实习包括室内实验、现场施工及报告的撰写3个部分。通过此次综合实践性实习，学生的工程实践能力得到了有效增强。特别值得一提的是，实习学生中有两名考研的同学考研的初试成绩排名一般，但复试中由于对地基处理相关的工程问题回答较好，最终被顺利录取；另有两个同学在实践性实习中表现优异，毕业后被宁波大学地基处理中心聘为正式员工。

3.2 建立工程实践创新能力培养机制

（1）开展大学生科技创新计划项目及发展性资助项目实践。鼓励学生积极申报大学生科技创新计划项目及发展性资助项目。依托地基处理理论知识和实践，教师指导学生进行地基处理的技术创新，同时注重技术的实用性。值得一提的是，土木14级学生针对地基处理新技术成功申请了大学生科技创新计划项目1项、发展性资助项目8项。

（2）鼓励学生参与教师的科研项目。依托教师的科研项目，引导学生参与科技活动，使得学生具有初步的科研能力和创新意识。同时，随着更多学生不断参与教师的科研项目，科研氛围在学生中会逐步产生，从而吸引更多的学生参与其中。

（3）引导学生参加各类大学生科技创新竞赛。目前，全国A类及B类地基处理的相关竞赛有多种，比如全国岩土工程大赛等。这些竞赛活动不仅给学生开启向更好大学的学生学习及交流的平台，也必将对学生科研和工程实践创新意识的培养产生至关重要的影响。

4 结语

丽水学院土木工程专业通过上述多层次递进的培养模式对地基处理课程进行了教学改革，结果表明，学生工程实践能力培养的创新举措取得了较好的实践效果，得到学生们的认可，培养的学生中考取地基处理相关的岩土工程专业的研究生共有7人，从事地基处理相关工作的毕业生较前几届也有了大幅度的增加，且用人单位对毕业生的评价良好，近年更多企业慕名提前过来招聘。