提高獨立學院土力學課程教學質量的方法與實踐

葉萍 金勤勝

【摘要】論文分析了獨立學院生源的特點、土力學學科特點及教學難點。提出土力學教學首先應當培養學生學習與把握土力學概念的正確思維方法，并應重視實驗、充分利用現代化的教學手段，將理論聯系實際培養學生運用土力學基本原理解決實際工程問題的綜合應用能力。

【關鍵詞】獨立學院 土力學 教學方法

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）01-0251-01

土力學是高等學校土木工程專業一門重要的專業基礎課，其教學質量將直接影響學生后續專業課程的學習，它不僅是構筑相關專業課程體系與知識結構的核心課程之一，同時對奠定學生大土木專業的基礎具有重要意義。任教至今，筆者已連續6年擔任“土力學”課程的教學工作，授課的學生包括我院本、專科等不同層次的學生，現圍繞如何提高三本學院土力學課程的教學質量展開討論，以期為同行拋磚引玉。

1.課程性質與重要性

土力學作為一門專業基礎課，覆蓋了我院地質科學與工程學部下屬的大土木工程專業中建筑工程、道路與橋梁工程、巖土工程、地下建筑工程、勘查技術與工程等多個專業。

據有關多年來對畢業生工作情況的跟蹤調查發現，學生對該課程基本理論掌握程度與其工作能力的發揮密切相關。一般說來，具有較好土力學理論基礎的學生，他們容易觸類旁通，自學深造，其適應工作變動、開辟新的研究陣地的能力較強，從而能站在本學科研究發展的前沿，反之則不然。從國內外研究生的培養信息可知，土力學對學生繼續從事土木類工程專業的科學研究，夯實專業基礎至關重要。歷年來土力學通常被各重點大學指定為土木類專業碩士研究生入學考試的必考課程。近幾年來，我院考取研究生人數呈逐年遞增趨勢，尤其是地工學部歷年考取研究生的人數占畢業生比例接近20%，他們中很多人以土力學為研究生入學考試的科目[1]。

2.教學中存在的困難

2.1 學生的基礎較差，學習自主性較差

我院自2004年招收土木工程專業學生，與其它同批次的本科學校一樣，生源也存在著以下特點：

（1）學生的基礎較差

獨立學院所招收的學生是介于普通本科與專科之間的“三本”學生，與普通本科院校學生相比在知識層次上有一定差距，這可以說是獨立學院招生對象形成的“先天不足”。從學生的高考成績來看，生源自身素質和學習能力參差不齊，部分學生的數理成績較優秀，但相當比例的學生數理成績偏低，學生學習基礎存在很大差距。

（2）學習自主性較差，學習興趣需要激發

據筆者觀察，“三本”學生與普通高校的學生相比自律性較差，此外部分學生家庭條件較好或在就業環節有優勢資源，這使得學生缺乏刻苦學習的精神，學習自主性較差，很多學生處于被動學習狀態，沒有勤學勤思考勤問的習慣。

2.2 土力學課程教學中的難點

（1）土力學學科特點對教學的影響

土力學不僅涉及到彈性力學、塑性力學、流變學、地質學、礦物學、化學、數學等多種學科，而且視其環境條件，還會與水文地質學、地震工程學、流體動力學等許多學科發生密切的關系。同時，還受到各種工程材料，施工技術等許多因素的重要影響[2]。而這些課程中諸如高數、各種力學可以說是“三本”學生的弱點和難點。此外，土力學具有理論繁多、知識體系較松散、內容連續性不強的特點，學生學習時感到頭緒繁多，難以掌握。

（2）土體工程地質性質特殊性對教學的影響

與其它連續性強的材料不同，土是在漫長的地質歷史過程中沉積下來的松散顆粒堆積體，是多孔、多相、不連續的介質，其工程地質特性受沉積環境、形成年代、固結狀態等諸多因素的影響，并且力學性質與行為很復雜具有不確定性。而前述土力學的先修課程如高數、理論力學、材料力學、彈塑性力學，其研究對象被高度理想化，學生習慣了這種嚴密的理論體系，思維僵化，碰到土這種散體材料很不適應，初學時常感到無所適從[3]。

（3）土力學“三多”對教學的影響

土力學中涉及大約150多個概念、200多個公式、30多個物理力學性質指標，還有極限平衡理論、有效應力原理等涉及固結、剪切的幾大較難掌握的定理，這使得學生普遍覺得土力學有，即內容多、概念多、公式多。土力學的課時一般只有48學時，其中約40學時用于課堂教學，在課堂上掌握如此多的內容是有相當難度的。

3.提高教學質量的方法及實踐

雖然存在“先天不足”，但這并不代表“三本”學生學不好土力學這門課程。我院很多學生以土力學為考研專業基礎課并成功被國內著名院校錄取研究生就是很好的證明。

3.1重視緒論，讓學生初學既有對課程內容的整體把握

筆者非常同意趙志峰老師在土力學教學體會文中的觀點，并且在幾年的教學實踐中也與之不謀而合。土力學的研究內容主要涉及變形、強度、滲透三個方面，筆者在第一堂課上即針對這三方面引入了古今中外著名的建筑失事案例，給學生觀看相關圖片，通過直觀的視覺刺激使學生在明白本門課程重要性的同時也了解到其主要學習內容所在。如在強度破壞方面重點介紹了加拿大特朗斯康谷倉的案例，并分析了其破壞原因及解決辦法，順勢提出與之相關的強度破壞理論。通過這種方法，還可部分解決土力學知識體系較松散、內容連續性不強，學生學習時不易把握的問題。

3.2重視實驗教學環節

實驗在土力學課程的學習中具有極其重要的意義和作用，脫離實驗學好土力學是難以想象的。土力學的實驗項目很多，本校教學大綱中有8個學時實驗教學內容，包括土的密度和含水率實驗、土的液塑限實驗、土的壓縮實驗、土的剪切實驗。這幾個實驗反映了土的基本物理力學性質，通過這幾個實驗，學生對土的基本性質就有了最直觀的認識。尤其是對于基礎相對差的學生一味灌輸枯燥難懂的理論是無益的，在教學過程中學生明顯更喜歡做實驗，實驗環節有助于他們對相關知識的理解和把握。

在實驗過程中要做到人人動手參與。實驗課按2-3人一組開設，讓每一個學生都有親自動手操作的機會。在做實驗前要求學生預習，并在實驗課上首先利用簡短時間重溫重點內容，再講解并演示實驗過程。教師在實驗過程中應注重觀察，遇到學生操作不當及時糾正。每個試驗完成后，要求學生以小組為單位提交相應完整的報告并批閱指正，對學習認真、成果正確的小組及時予以肯定以增強學生的積極性；對結論不當的幫助分析原因。通過對實驗成果的整理與分析，提高學生分析問題、解決問題的基本技能。

3.3充分利用現代化的教學手段

針對土力學教學“三多”這一特點，教學中要盡量提高課堂教學效率。在教學過程中，采用適量的板書與多媒體教學相結合的方法可以大大增加信息量、提高時間利用率。此外，教師在PPT中還可以加入圖文并茂的典型案例和生動的動畫模擬。如在緒論等章節加入案例圖片，在固結理論和土壓力分類部分，可通過動畫模擬土體的固結過程、擋土墻主被動破壞形式，使原本抽象的過程變得直觀易懂更易于把握。

3.4將理論與實踐緊密結合

土力學的是一門應用性極強的學科，其基本原理外延極廣，有效應力原理、滲透固結理論、極限平衡理論可滲透到土木工程各個領域，如擋土墻及基坑支護設計、邊坡穩定性計算及地質災害治理等等。在教學過程中應注重將理論密切聯系實踐，重視土力學基本原理在實際工程中的綜合運用。

土力學課程建設是需要長期深入研究的課題，尤其對辦學歷史不長的獨立院校，更應當摸索出適合本校實際情況和學生水平的教學方法，培養學生運用基本原理解決實際工程問題的能力，為社會培養適應市場需求的應用型工程技術專業人才而努力。

參考文獻：

[1]趙志峰.淺談“土力學”課程教學的體會[J].中國林業教育，2010.05：69-71.

[2]謝定義.21世紀土力學的思考[J].巖土工程學報，1997.07：111-114.

[3]劉湘萍.獨立學院“土力學與地基基礎”課程的教學改革與實踐[J].西南科技大學《高教研究》，2012.04：80-82.