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摘要：介紹在土木專業課中使用案例教學法的過程。根據課程教學大綱對課程內容進行整合，制作適用于教學的工程案例，通過課堂討論加深學生對工程的理解。學生學習效果調查及教學督導評價表明，案例教學法的應用取得較好效果。
關鍵詞：土木工程；高等教育；案例教學法
案例教學法是由哈佛大學法學院前院長朗道爾教授（CCLangdell）于1870年創立并開始使用的，其應用范圍逐漸擴大到法律、管理、醫學、數學等領域。20世紀80年代，案例教學開始引入中國，目前已得到了廣泛的應用[1]。土木工程專業課程的主要任務是使學生具備土木工程設計和施工管理能力，以及解決工程問題能力[2]。專業課程與工程生產活動密切相關，課程內容是工程實踐的總結，這一特點為土木工程專業課程進行案例教學奠定了基礎[3]。近幾年，巖土工程專業方向核心課程邊坡工程教學中開展案例教學法的實踐表明，案例教學可以加深學生對工程背景的理解，增強工程實踐訓練。
一、課程內容整合
教學案例從單個案例來看往往是孤立的，如果一門課程全部采用案例教學，會忽略專業知識的系統性，容易讓學生忽視各個知識點的前后聯系，不利于系統、全面地掌握課程知識[4]。能否在教學時間有限的前提下，提高課程教學質量，選擇講授的基本內容和確定講授重點至關重要[5]。根據課程章節之間遞進關系和土木工程實踐發展，重新對課程內容進行梳理和整合，確定教學案例所涉及的知識體系。土力學課程有一章講解“土坡穩定分析”，考慮到巖土專業學生對邊坡的學習更加深入，對教學內容進行整合，把土力學課程的“土坡穩定分析”調整到邊坡工程這門課程講授。擬定邊坡工程課程的主要章節包括緒論、邊坡穩定性分析方法、邊坡工程防治技術、邊坡監測、邊坡工程實例、邊坡工程研究進展。從章節框架可以看出，工程實例是作為單獨的一個章節，這為案例教學法的實施提供了課時保障。如果課時不夠，過于簡單的案例就成了舉例教學，達不到案例教學的效果。過于復雜的案例，超出學生的接受能力，也達不到案例教學的目的。
二、制作適用于教學的工程案例
案例教學是真實問題再現，有較強的情境性，能有效縮短理論學習與實踐應用的距離，利于培養學生工程實踐能力[6]。案例教學離不開案例的使用，而巖土工程中適合教學的現成案例很少，需要從案例的編寫入手。選擇在巖土工程設計、管理、施工中發生的真實典型事例，選用親自參與的高邊坡支護工程案例[7]。選用親自參與的工程項目作為教學案例，基于兩點考慮：所收集的資料比較齊全，包括地質報告、設計圖、施工方案、監測結果等等；在課堂上講解親自參與的工程，對工程中的細節比較了解，有助于引導學生深入探討。在制作教學案例中，運用多種媒介手段，如PPT演示、視頻等，把工程實踐中所收集的工地照片、錄像、CAD設計圖等整合到案例中來。在微信公眾號“地基與基礎”輸入“邊坡”，即可獲取相關的工程資料。
三、案例教學實踐
課堂應用是案例教學的核心部分。課堂上的工程案例實際上是為學生以后進入實際工程所作的準備。在案例教學中，學生有機會提出解決工程問題的方法，可及時從教師及同學那里獲得反饋意見。在這樣的情景中，學生解決工程問題的種種方法可以提出來并加以討論，這為他們以后的工作提供了一個近乎真實的場景，縮短了教學與實踐之間的差距。下面結合邊坡工程具體的授課內容來介紹案例教學的實施。
（一）滑坡原因分析
準備案例時設想，把學生當作工程設計人員，他們接到邊坡加固的設計任務后，首先要理解地質勘查報告，到工程實地查看，收集周邊的邊坡信息。把工程現場錄像和照片在課堂上展現，學生可以對這個工程所處的地貌及地質情況有較全面的了解。工程周邊已有邊坡發生滑坡破壞，引導學生分析產生滑坡的原因。
（二）加固方案選擇
對周邊滑坡的分析后，引導學生提出多種加固方案，教師對這些方案加以點評，從技術先進性、施工可行性、造價經濟性等方面進行分析，學生可以根據教師的反饋意見調整方案。比如，“噴射混凝土加土釘”加固方法存在以下缺點：放坡坡度緩則占用較多土地；土石方開挖量大；邊坡穩定性差，如果邊坡中存在著軟弱結構面或破壞帶，當受到外界擾動時，如振動、地震等因素，邊坡有可能失穩；噴射混凝土面層對公路周邊環境產生一些不利影響。引導學生討論，采用“預應力錨桿和格構梁”來加固，這種方法的優點：坡度較陡，減少占地；減小土石方開挖量；由大噸位組成的預應力錨索體系，施加預應力可以提高邊坡穩定性，在外荷干擾時具有良好的延性，可以減小邊坡的變形；充分利用巖石體自身強度和自承能力，可以減輕結構自重，節省工程材料；在經濟上能節省工程造價；坡面梁格內填土綠化，改善環境。選擇方案的討論，強調師生間互動，注重學習者的參與合作。教師應該創造時機并鼓勵學生在課堂上發表意見，也要讓學生感到自己的方案可能存在不足，必須注意吸收別人的觀點。
（三）施工關鍵技術
加固方案中選用較為新型的壓力分散型錨桿，這就需要對所涉及的施工工藝進行討論。學生在本課程前面章節已學習過壓力分散型錨桿的基本原理，這種錨桿是如何施工的，這是需要向學生講解明白的問題。重點講解兩個方面：壓力分散型錨桿區別于其它錨桿的地方，錨桿制作與預應力張拉。
（四）監測結果分析
在邊坡工程中，為了對邊坡的穩定程度進行跟蹤，為原有設計方案和施工組織的改進提供反饋信息，對可能出現的滑坡險情及時提供預報，一般要進行現場監測。在案例教學中，向學生介紹了錨桿內力監測儀器的安裝使用，并以其中一根錨桿的監測結果為例，分析其內力變化過程。對監測結果進行分析，是巖土工程師必備的能力。比如，錨桿內力的突然增大，可引導學生從地質、降水等方面尋找原因。
四、教學效果及改進
采用用案例教學法，學生學習積極性得到調動，學習效果較好。在理工科專業的案例教學中，學生被設計為身處特定的情境中，面對復雜的工程情景獨立做出判斷和決策，再根據教師的反饋意見進行修正，在這過程中鍛煉了綜合運用知識的能力。本課程被學生評為90分以上，得到學校教學督導的肯定，獲得學校本科課堂教學優秀獎。案例教學還有不足之處需要改進。
一是案例可能使學生形成一些概括化簡單化的認識，如邊坡工程，教師經過精心準備，展現出來的工程方案非常吸引人，學生深受影響，這樣就可能出現概括化的認識。學生在畢業設計中偏向于選用案例教學中所推薦的技術手段，因此，需要通過增加其它的教學案例，沖淡學生接受信息時“先入為主”觀念。
二是忽略了專業知識的系統性。土木專業課程既具有較強實踐性，也包含了較深的力學理論知識。如果在課時安排方面沒有協調好，案例教學占用太多時間，對理論知識的全面理解和系統消化是不利的。
三是教師實踐經驗不足。案例教學在推廣過程中的阻力，不在于缺少案例，而在于缺少具有足夠實踐經驗的教師。即使有現成案例，如果教師沒有工程現場實踐經驗，講解的深度和效果也將大打折扣。應該鼓勵專業教師積極參加工程項目，為案例教學準備工程經驗。四是對學生的評價標準不夠細化。案例教學告訴學生“答案不止一個”，答案是開放、發展的，對學生的評價標準不能千篇一律，要有細化準則來評估案例教學的效果。
作者：陳國周 詹素華 李楊 單位：福建工程學院土木工程學院
