《土力學與地基基礎》課程思政案例教學設計與實踐

羅東娜 牛強

（寧夏建設職業技術學院，寧夏銀川 750000）

教育部頒布的《高等學校課程思政建設指導綱要》指出：對于工學類專業課程，要注重強化學生工程倫理教育，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當[1]。習近平總書記在全國高校思政工作會議上強調，思政課程是高校思政教育的主渠道，需要在改革中進一步加強，提高思政教育的針對性和實效性，專業課程也要“守好一段渠、種好責任田”，與思政教育同向同行，滿足學生成長發展需求和期待[2]。職業院校需要改變傳統教學理念和方法，不能單純通過思政課程開展思政教育，而要把思政教育融入每一門專業理論和實踐課程，尤其是知識和技能傳授全過程，潛移默化地凸顯價值導向和引領作用，深挖專業課程中的思政元素和資源，將思政育人貫穿于人才培養鏈條的各個環節，力求實現三全育人[3]。

筆者針對高職院校土建類專業土力學與地基基礎課程進行課程思政教學內容的案例設計，并在寧夏建設職業技術學院2019級土木工程檢測專業進行實踐，取得了較好的效果。本文以此為例，探討思政教學內容設計與實踐，助推高職院校課程思政教學發展。

1 課程和案例的基本情況

課程簡介：土力學與地基基礎是高職院校土建筑類專業進行施工崗位能力培養的一門專業技術必修課程。通過本課程的學習，掌握土的工程分類方法、土壓力計算方法、地基承載力和沉降計算方法、土坡穩定分析方法、基礎結構設計和計算方法、地基的處理方法與工程對策，掌握基本的土工實驗操作和數據處理技能?！叭f丈高樓平地起”，地基基礎的重要性不僅僅限于工程領域，“基礎”這個詞已經是社會生活中形容眾多重要基礎工作的通用詞匯。因此，認真學習土力學與地基基礎課程，認識到地基基礎的重要性，有利于專業技能學習，增強職業責任感。

案例簡介：本案例以地基的處理方法——換填墊層法為教學內容，共1課時。以中國古代建筑地基處理方式為引例，追溯換填墊層法這一地基處理方法的應用歷史。以火神山和雷神山醫院地基的“兩布一膜”復合土工結構為例，介紹現代的新型墊層材料使用下的地基處理工藝。一老一新的地基處理方法應用實例引入，充分挖掘了蘊含在換填墊層法理論中的育人因素，將社會主義核心價值觀貫穿課程教學，將文化傳承、工匠精神、抗疫精神與課程知識點相融合，提升教學格局，激發學生科技報國的家國情懷[4]。

2 案例蘊含的思政元素分析

本案例學習換填墊層法的墊層材料、施工方法及設計內容，主要包含以下思政元素。

2.1 九層之臺，起于累土

今故宮博物院為明清兩代皇家建筑，近600年來，歷經各種自然災害而保存無恙，何種地基基礎才能使其如此穩固，通過中國古建筑中“千層餅”地基的做法，引出換填墊層法的概念和適用范圍。

2.2 工匠精神

故宮“千層餅”地基做法，是選用何種墊層材料？施工方法又如何？故宮古建筑地基的做法一般為一層碎磚、一層灰土的交替使用，灰土層地基中還摻有“糯米汁”，將碎磚過篩，去掉粒徑較大的顆粒，再將余下均勻一致的細料夯實成地基層。故宮古建筑中的換填墊層法，材料考究，地基構造科學而又合理，不僅穩固可靠，而且均勻、堅固，這使得近600年的時間里，故宮古建筑能夠始終保持穩固。這不僅體現了古代工匠的智慧，而且其中蘊含的科學機制仍值得現代工程技術人員學習和參考。通過學生熟悉感興趣的名勝古跡，猶如講解故事一般，引出換填墊層法的墊層材料選用和施工方法。

2.3 抗疫精神

以火神山和雷神山醫院地基的“兩布一膜”復合土工結構為例，介紹現代的新型墊層材料使用下的地基處理工藝，將偉大抗疫精神融入課堂，從古建筑的精妙到如今的中國速度和中國力量，這背后的支撐是偉大民族的智慧和祖國的強盛，深入學習，增強四個自信，進一步激發學生科技報國的家國情懷。

3 案例教學整體設計

3.1 教學分析

3.1.1學情分析

（1）學習特點

本課程為高職院校土建類專業二年級學生學習內容，高職院校學生大多對枯燥的理論學習有這樣的特點：你若照本宣科，我必心猿意馬；你若循循善誘、深入淺出，我必引首以望、笑逐顏開。

（2）學習基礎

已經學完土力學基礎知識，并完成了土工試驗內容，施工技術課程已學習基礎施工內容，對本課程也有一定學習方法。

（3）課前學情

通過觀察、交談、課上表現及作業反饋，80%的人沒有預習習慣，如果不留課后作業，極少數人會有課后鞏固。

3.1.2教學目標

（1）素質目標

①在習近平新時代中國特色社會主義思想指引下，踐行社會主義核心價值觀，引導學生建立深厚的愛國情感和中華民族自豪感，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

②樹立質量意識，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

③地基處理方法隨著新工藝、新設備、新材料的發展在不斷更新，激發學生積極鉆研和創新意識。

（2）知識目標

掌握換填墊層法的概念和適用性；清楚常見的換填墊層材料，以及墊層設計內容；簡述換填墊層法施工要點及質量檢驗方法。

（3）能力目標

可以根據換填墊層法設計施工要點，以及質量檢驗要求，進行現場換填墊層法地基處理質量檢查和驗收。

3.1.3教學重、難點

（1）教學重點

換填墊層材料的選用。

（2）教學難點

墊層施工要點及質量檢驗方法。

3.1.4重點、難點突破方法

圍繞歷史傳統工藝與現代技術介紹抓住重點；古建筑實例教學分解突破難點。

3.1.5教學方法

講授法、啟發式教學、案例教學法。

3.1.6學習方法

自主學習、探究學習。

3.2 教學設計

本案例將換填墊層的地基處理方法與育人因素相結合，用古建筑中古法夯土地基處理方法引出教學主題，由故宮的“千層餅”地基材料到火神山、雷神山“兩布一膜”新型復合土工墊層材料，以墊層材料選用為切入點，講授融入工匠精神和抗疫精神，展現中國古代工匠的智慧，體會偉大的中國速度和中國力量。案例中采用了多種的教學手段，包含課堂講授、案例教學和啟發式教學，采用了BOPPPS教學法，開展啟發式教學。教學過程中注重培養學生分析問題和解決問題的能力。通過將知識傳授、能力培養和價值塑造融為一體，實現了潤物無聲的課程思政，總體設計如圖1所示。

圖1 教學總體設計

3.3 教學實施

本案例以一節課45min時長為例，介紹換填墊層法，內容包括墊層材料的選用、設計、施工和質量檢驗，具體內容如下：

3.3.1課前準備

教學活動：查閱規范、教材，網上檢索信息，進行教學設計；職教云推送課前復習土的壓實原理、壓實系數，發布復習測驗。

學生活動：復習土的壓實原理、擊實試驗、土的壓實系數，完成復習測驗。

3.3.2課堂實施

（1）知識點1：什么是換填墊層？換填墊層法的概念和適用范圍（5min）

問題引入：大家熟知的故宮博物院，為明清兩代皇家建筑，近600年歷史，歷經各種自然災害而保存無恙，何種地基基礎才讓其如此穩固？讓我們一起來看一看。

教師：多媒體圖片展示故宮的“千層餅”地基，人工墊層底距現地面深度最淺3.0m～3.5m，最深8.0m～8.5m。九層之臺，起于累土，可見故宮歷經600年，穩固無恙的秘密原來在此。學習和蓋房子一樣，學好專業基礎知識很重要。

引導敘述給出換填墊層法的概念，羅列《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）換填墊層法的一般規定，講解換填墊層法的適用性。

學生：看圖聯想，理解規范中的一般規定。

（2）知識點2：墊層材料有哪些？墊層材料的選用（10min）

①古建筑夯土地基案例講解

案例一：北京市勘察院1993～1994年對故宮地下地質條件、基礎等進行了全面勘探與調查，結果顯示，紫禁城范圍內是一個完整的人工構筑地基墊層（夯土層）。人工墊層底距現地面深度最淺3.0m～3.5m，最厚8.0m～8.5m。太和殿、中和殿及保和殿三臺人工夯筑層達16.0m～16.5m厚（包括臺基高度），太和殿等三臺為加強夯筑地基墊層夯土層加磚層，從臺表面向下11m多深，有20余層磚層，夯土層主要為灰土和碎磚土。如圖2和圖3所示。

圖2 故宮

圖3 故宮“千層餅”地基

案例二：山西五臺山唐代南禪寺大殿，其做法就是在黃土中摻入約1/3的瓦碴和碎磚，然后分層夯實，如圖4和圖5所示。

圖4 山西五臺山唐代南禪寺大殿

圖5 山西五臺山唐代南禪寺大殿地基

啟發式提問：以上古建筑中夯土地基材料都有哪些？

學生回答：灰土、瓦渣和碎磚。

教師補充總結：傳統古建筑中的夯土地基，根據夯實土層材料的不同，可以分為素土夯實地基、夯土夾瓦渣地基、碎磚土和灰土地基等。

②現代建筑換填墊層材料

啟發提問：工程中你見過哪些墊層材料？你知道新冠疫情期間爭分奪秒建造的火神山醫院和雷神山醫院用的什么地基材料嗎？

學生：回答列舉。

教師補充講授：火神山醫院參照垃圾填埋場標準施工，施工結構為“兩布一膜”結構，也就是“兩層土工布及一層HDPE（高密度聚乙烯）防滲膜”。在平整過的地面上，鋪設厚度為200mm的砂子，并與管道預埋穿插施工，隨后將在上面鋪設“兩布一膜”，即兩層土工布及一層HDPE防滲膜，然后再鋪設200mm砂子。這層膜叫作HDPE的防滲膜，也叫HDPE土工膜，具有良好的耐化學腐蝕性，主要作用是控制滲流量并延緩污染物擴散，可以有效防止醫院產生的廢水、廢液滲透到周圍的土壤和地下水中，造成土壤和水體環境的污染。

③總結：換填墊層根據回填材料可分為砂墊層、粉質黏土墊層、灰土墊層、粉煤灰墊層、礦渣墊層、其他工業廢渣墊層和土工合成材料墊層。

隨著時代發展，地基處理方法隨著新工藝、新設備、新材料的發展在不斷更新，我們應不斷進取，積極鉆研、自主創新，勇敢肩負時代賦予的建設使命。

（3）知識點3：換填墊層施工方法

教師：工程實例圖片展示，古老的夯土地基體現“夯”的工藝，到現代機械碾壓法、重錘夯實法等工程實例圖片。

講授故宮“千層餅”地基工藝：故宮古建筑地基的下部做法一般為一層碎磚、一層灰土的交替使用，總厚度在1.2m～3.1m之間，專家戲稱該地基做法為“千層餅”，是古代工匠在元代地基的基礎上夯實鋪墁而成的。從材料角度講，灰土由生石灰與黃土按3：7的比例混合而成，由于生石灰具有吸水后強度增大的優點，因而灰土基礎不僅強度較高，而且具有一定的防潮性能。故宮古建筑的灰土層地基中還摻有“糯米汁”，即用糯米熬成的汁灑在灰土里。其優點在于糯米具有很好的黏性，可以將灰土牢牢地黏固在一起，形成一個整體，猶如一個面糊團團，不會因為大風、大震而松散。地基中地碎磚層也是很講究的，其并非僅僅是將磚敲碎放入地基中，而是將碎磚過篩，去掉粒徑較大的顆粒，再將余下均勻一致的細料夯實成地基層，這有利于地基本身的平整和密實。從構造上講，灰土層與碎磚層的交替使用也有利于建筑本身的穩固。采取一層碎磚一層灰土的交替夯實方法，既有利于建筑的均勻下沉，又能避免建筑本身下沉量過大，還能保持地基本身的密實度[4]。

總結：目前國內常用的墊層施工方法，主要有機械碾壓法、重錘夯實法和振動壓實法。墊層施工應根據不同的換填材料選擇施工機械，粉質黏土、灰土宜采用平碾、振動碾和羊足碾，中小型工程也可采用蛙式打夯機、柴油夯；砂石等宜采用振動碾；粉煤灰宜用平碾、振動碾、平板式振動器、蛙式夯；礦渣宜采用平碾、振動碾、平板式振動器。

（4）知識點4：墊層設計內容及質量檢驗

教師：依據規范講解。

學生：根據已學知識查閱教材和規范完成課后作業。

3.4 教學反思

案例教學設計特點：①從古建筑到有社會影響力的現代建筑，案例引入，思政主題鮮明，融入合理恰當；②課后思考，引導學生自主探究學習，啟發質量安全意識。

課程思政教學的實施取得了一定的效果，受到了同學們的積極反饋。來自2019級檢測班的一位同學說到“枯燥的理論，老師通過引入故宮古建筑地基構造，娓娓道來，像是聽歷史故事一樣生動有趣，既學習了專業知識，又了解了建筑歷史文化，從中不僅領會做人的道理，還體會到偉大的民族自豪，這樣的課堂受益匪淺，印象深刻”。

通過教學實踐也可以看到其中存在一些問題，首先，教學設計雖有啟發提問，但課堂教師講授較多，以學生為主體的教學側重偏少；其次，課程思政內容需要不斷更新和發展，適應時代的需求，同時還需擴大課程思政的影響力，將思政改革成果擴展到工程實習、課程設計、學科競賽等其他實踐性教學環節，實現多元化育人。

4 結語

土力學與地基基礎課程的知識點中蘊含著大量的思政元素和德育資源，具備開展課程思政的肥沃土壤。授課教師在日常備課和教授過程中，要善于挖掘、搜集、歸納和總結思政元素，不斷探索實踐思政元素融入專業課程的方法和路徑，真正實現五育并舉、德技并修、育訓結合的育人效果，高效落實立德樹人根本任務和為黨育人、為國育才的教育使命。