新工科背景下基于OBE理念的“土力学与地基基础”课程建设研究

徐 慧 （广东理工学院，广东 肇庆 526100）

“新工科建设”[1]意在培养一大批多样化、创新型的工程科技人才，为我国建筑产业的发展以及国际竞争提供有效的人才支撑。“OBE 教育理念”[2]是以结果作为导向，同时强调个人能力、绩效责任以及个性化评定等。新工科背景下，人才培养成果导向教育理念在建筑工程技术及管理人才的教育领域越来越受到重视并获得了较为明显的育人质量提升效果，其关注的是教育的“产出”，内外需求决定目标，目标决定毕业要求，要求决定课程体系。

地基与基础是房屋的根基，土力学是地基基础的设计及验算的基础科学，在地基及基础的强度、变形、可靠性与稳定性以及对结构安全起着相当重要的作用。“土力学与地基基础”课程是众多课程的基础，同时也是一门较难掌握的课程。在新工科背景下基于OBE 理念“土力学与地基基础”课程建设[3]的教育教学改革，对推动工程管理专业及相关专业的各类课程的高质量发展具有较强的现实意义。

1 “土力学与地基基础”课程建设现状

“土力学与地基基础”是通过研究土和土体在自重与外荷载作用下的强度及变形规律，属于应用学科的同时又属于工程技术，是集实践性和理论性于一身的课程，目前课程建设状况[4]如下。

1.1 课程内容多学时少，学习难度大

“土力学与地基基础”课程的理论与实践的综合性，决定着该课程的授课老师应具备扎实的理论知识和丰富的实践工程经验。该课程内容涉及土力学、地基处理、基础设计等多方面的内容，各章节内容需要学习到一定深度后方能发掘其内在联系。而本课程学时量较少，教师很难将所有内容细致深入地进行讲解，学生在学习过程中容易感觉到吃力。

1.2 课程定位不够准确，课程内容构建与产业发展对接薄弱

本课程的土力学相关知识体系是土木工程专业及相关专业的基础课程内容，与工程实际联系较为密切，尤其是课程中涉及的土工试验直接应用于工程实际。但学生普遍缺乏工程实践经验，理论与实践严重脱钩，课程内容的更新又远不及专业技术发展步伐。

1.3 优质的数字化资源欠缺，无法满足学生个性化学习的需要

目前该课程的教学基本以教师口诉及课后案例阅读为主，但部分课程内容，例如边坡的稳定性分析计算、土体的变形以及地基处理方法等内容均需要结合空间想象去学习，仅依靠学生有限的想象力很难掌握相关知识点，传统单一的口诉教学方式在某种程度上对教学质量是有着一定阻碍，这会导致学生的创新能力得不到积极的发展。

1.4 课程考核评价方式单一，无法反映学生真实能力及水平

目前课程成绩评定基本采用平时成绩30%+期末考核70%来评定成绩，这样的评价方式，更多以期末的试卷来展现具体成绩，而实际上该课程实践和平时积累能更多地体现学生的能力和水平。

2 基于新工科背景下协同OBE理念的课程教学目标设定

在新工科背景下，应将提高教学期望值、设置合理的挑战性目标作为“土力学与地基基础”本科教学设计的一个基本维度和要求。以立德树人为根本，以工匠精神为指引，以培养施工员岗位能力和创新创业能力为主线，以实际工程项目为培养载体，同步对接行业岗位需求，建设“单项能力→实践能力→综合能力”的“逐步递进式”的能力培养体系，如图1所示。

图1 “逐步递进式”能力培养体系

在“单项能力→实践能力→综合能力”逐步递进式能力培养体系要求下，培养的“单项能力”为岩土工程勘察报告阅读、基础设计方案阅读、地基基础工程案例分析等能力；培养的“实践能力”为土的各项特性测定及分析、基础设计、常见地基处理方案编制等能力；培养的“综合能力”为技能竞赛和创新创业竞赛等能力。结合不同学期、不同班级学生的学习情况，同时考虑学生的学习能力和层次水平，灵活设定教学目标。

3 基于新工科要求协同OBE理念进行教学模块内容优化

新工科背景下“土力学与地基基础”课程的教学要求时时督促学生学习的积极性，以被动接受转为主动接受。因而，在授课时以学生接受情况及课程连贯性为基础，将课程内容进行分模块处理，对于重点模块重点讲授，对于非重点模块以了解认知为导向进行学习，以重点掌握为基本要件，以导向学习为兴趣引导，既能有助于学生在课堂上完成应当完成的教学任务，又能激发学生课下主动延伸学习的积极性。

如表1 所示，将课程内容进行四个模块处理，按照模块内容及目标进行学习，既保证了知识的连贯性，又便于学生进行预习和复习。这四个模块体系在内容上层层递进，理论知识由浅入深。模块一是课程入门介绍及土力学基础识的学习，模块二是土力学变形理论分析及基础工程学习，模块三是土压力理论知识及岩土工程勘察学习，模块四是基础设计计算及地基处理学习，四个模块环环相扣，逻辑连接强，方便课程教学和学习。

表1 授课内容及目的模块表

在模块内容中增加实践环节，明确教学期望，突出应用地位。在模块1 中加入土的基本物理性质指标的测定实践实训，锻炼学生对土的基本性质的测定能力；在模块2 中加入实际项目的地基土体压缩沉降量的计算，锻炼学生对土的压缩性的理论知识和实践项目联系能力和实操能力；在模块3 中加入土的力学性质试验以及实践岩土工程勘察报告实训，锻炼学生的实际试验能力的同时，锻炼实践岩土工程勘察报告的阅读能力和分析能力；在模块4 中引入典型的实践工程案例讲解分析，锻炼学生对实践工程勘察及地基处理的认知能力。通过对不同工程的设计计算和案例分析，增加课程的实践性，提高学生解决工程问题的应用能力。

4 基于新工科背景下协同OBE理念的课程全方位立体化教学模式设定

“土力学与地基基础”课程内容多贴近工程实际，多门课程与教学内容交叉融合，其实践教学环节应以实际工程项目为主线，以运用课程理论知识解决复杂工程问题为教学目标。应当引入主动化教学方法，建立线上教学及虚拟仿真教学资源，逐步形成线上线下相互融合的立体化教学模式。坚持“学为根本、训为基础、赛为助力、创为提升、服为延伸”，最终形成五位一体的课程教学模式，如图2所示。

图2 五位一体的课程教学模式

学为根本，也就是教师以基本课程内容为依托，借助课堂内的理论教学设计，采用多媒体PPT 与教室板书相结合的教学方法。多媒体PPT可向学生提供大量的工程图片、动画和视频，形象且直观展示现场情况；对于一些较难的理论公式计算推导时，可以借助黑板板书书写并记录整个推导过程。与此同时，可向学生提供一些相关的精品课程网址，配合在线课程，实现基础知识全覆盖式学习。同时，采用课程内的作业练习以及线上小组任务的完成为驱动，学做融合，课后可采取网络课程平台进行交流和答疑，实现学习后的融会贯通。

训为基础，也就是以试验实训为实操应用。可通过录制实验操作步骤、操作要求、计算结果分析等内容，在实验教学过程中，播放给学生观看，同时将各种范例图片发送给学生，从而激发学生对实验课程的兴趣，提升实验教学效果。利用课堂试验演示性教学的同时，让学生能够实际接触土工试验。为了避免因课时不足导致无法完整地按照规范要求进行土工试验，可以借助虚拟仿真试验平台。在借助校内外实践教学基地之余，也可以实现土工试验的模拟性操作、数据记录和结果分析。

以赛促学，课内外实践学习过程中小组间的评比赛和职能技能大赛都是以赛促学的最好方式。如土中应力的计算分析、地基土体最终沉降量的计算、地基承载力计算、基础底面尺寸设计和单桩竖向承载力计算等难点内容的学习，可以设立“课前预习（提出问题）+课后解疑（生生互评）”的小组合作学习模式。学习小组可设置为3～5 人一组，课前根据具体任务驱动式学习，并提交学习成果，小组间进行评比打分，最后由教师点评总结，此过程可结合互联网及在线课程进行。小组比赛成绩优异者，可由教师推荐参加职能技能比赛。以学赢赛，相互配合，实施“以赛促教、以赛促学、以赛促创”的教学实践模式，用以促进学生职业岗位能力的培养。

创新创业，是依托于创新创业项目的实践训练，通过各类专题讲座以及网络平台，让学生了解建设行业热点问题，鼓励大学生组建创新团队并参与科研，增强其创新意识及能力。通过专题讲座、项目实践、科研论文和技能大赛等，提升学生的创新创业能力。

产学服务，是指借助合作企业培训，培养学生服务社会的能力，提升课程的服务产业能力。在毕业实习或寒暑假期，根据学生的学习积极性、比赛能动性、创新创业能力等，借助校企合作平台，到相关企业进行实习学习，以学服岗，以岗促学。

5 基于新工科背景下协同OBE理念的课程合理考核评价设计

“土力学与地基基础”课程是理论性和实践性很强的课程，仅单纯地参考平时考勤、作业、期末试卷成绩叠加的考核形式显然是不合理的。因此，根据课程性质，采用“理论基础知识掌握度+平时表现+土工试验操作能力”三个方面整合考核评价。具体各方面考核内容及占比如表2所示。

表2 课程考核评价体系

课程理论知识是所有能力的基础，根据土的基本物理性质、力学性质、浅基础设计、深基础设计、常见地基处理方式等内容，将随堂练习、在线课程学习结合具体模块内容知识点进行综合测验考核，每次作业或测验满分均为100 分，再根据占比综合打分。

平时表现成绩主要根据学生在各项活动的参与情况，每项活动满分设置为100 分，按照活动参与活跃度进行考量，具体分值由小组组长记录，由小组间互相核查，既促进学生参与积极性，也便于学生之间相互参考比较。

为加强培养学生在学习过程中的实际上手操作能力[4]，在考核评价过程中考虑土工试验操作能力。从基础土工实验中选出具有代表性[5]的实验项目，如土的密度实验、土的比重实验、土的天然含水率实验、土的界限含水率实验、土的直接剪切实验、土的侧限压缩固结实验以及土的三轴压缩实验，进行单项计分。在实验教学考核中将基础知识、仪器操作、数据处理以及职业素养等内容纳入其中。由于每一项实验的难点及重要性各不相同，可根据所选实验的重要程度和难易性对每一项实验设置权重系数。每项试验满分均设置为100 分，实验前对学生随机提问，专业理论知识分值为20 分，按《土工实验标准》（GBT 50123-2019）评定，仪器操作分值为30分，实验报告书写规范程度分值为25 分，职业素养分值为15 分，考勤分值为10 分，最终结合权重系数，计算实践考核分值。

6 结语

本文对“土力学与地基基础”课程采用OBE 教育理念进行课程建设，在充分调研的基础上，从实际岗位要求出发，以成果为导向，反向设计“土力学与地基基础”课程的教学目标、教学内容、教学模式和考核评价。充分利用各方位的教学资源，最大化地提升学生的学习兴趣，提高学生的专业竞争力，提高教育教学的效果，更好地响应国家推行“新工科”建设的号召，为学生走向社会打下良好的基础，促进我国建设事业的不断发展。