應(yīng)用型本科土力學(xué)教學(xué)方法的探討

摘要：土力學(xué)是土木工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，為了適應(yīng)應(yīng)用型本科院校土木工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)土力學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了課堂教學(xué)有效性的研究，對(duì)土力學(xué)課程各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)方法進(jìn)行探討，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，提高了教學(xué)質(zhì)量，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：土力學(xué)；應(yīng)用型本科；教學(xué)方法

作者簡(jiǎn)介：王蕊（1975-），女，江蘇漣水人，金陵科技學(xué)院建筑工程學(xué)院，講師；陳葶葶（1973-），女，江蘇沐陽(yáng)人，金陵科技學(xué)院建筑工程學(xué)院，講師。（江蘇 南京 211169）

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）05-0152-02

目前，我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期，傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型生產(chǎn)方式逐漸向技術(shù)密集型生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和管理活動(dòng)中就是對(duì)高級(jí)技術(shù)應(yīng)用型人才需求的增長(zhǎng)。應(yīng)用型本科教育培養(yǎng)模式即我國(guó)高等教育由精英教育向大眾化教育轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生的一種教育培養(yǎng)模式，其目標(biāo)是培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才。對(duì)于土木工程專(zhuān)業(yè)而言，旨在培養(yǎng)能在土木工程建設(shè)領(lǐng)域從事勘察、設(shè)計(jì)、施工、管理等工作的高級(jí)應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才。

土力學(xué)是一門(mén)研究與土的工程問(wèn)題有關(guān)的學(xué)科，它把土作為物理-力學(xué)系統(tǒng)，[1]根據(jù)土的應(yīng)力—應(yīng)變—強(qiáng)度關(guān)系提出力學(xué)計(jì)算模型，用數(shù)學(xué)力學(xué)方法求解土在各種條件下的應(yīng)力分布、變形以及土壓力、地基承載力與土坡穩(wěn)定等課題。土力學(xué)作為土木工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，具有極其重要的地位。在“土力學(xué)”課程教學(xué)中，研究課程的教學(xué)方法，提高“土力學(xué)”課程的教學(xué)效果，成了每一位土力學(xué)教師必須思考的問(wèn)題。

一、“土力學(xué)”教學(xué)中面臨的問(wèn)題

1.內(nèi)容多、公式多、課時(shí)少

“土力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容包括：土的物理性質(zhì)、滲透性、壓縮性與地基沉降計(jì)算、抗剪強(qiáng)度、土壓力及擋土墻、地基承載力和土坡穩(wěn)定等，涉及的理論公式與工程概念均較多。而當(dāng)前，各高等院校為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展需要，為貫徹教育部“寬口徑、厚基礎(chǔ)”的大土木思想，增加了基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容，不斷壓縮專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)時(shí)。如何在教學(xué)大綱規(guī)定的學(xué)時(shí)數(shù)里讓學(xué)生對(duì)“土力學(xué)”所教授內(nèi)容能較好地掌握，成了當(dāng)前需密切關(guān)注和思考的問(wèn)題。

2.學(xué)生的基礎(chǔ)薄弱

自1999年高校擴(kuò)大招生規(guī)模以來(lái)，屬于第二、第三批錄取的地方性院校，因?yàn)槎喾N原因其生源質(zhì)量下降。從上課及作業(yè)的反饋可看出，部分學(xué)生缺乏扎實(shí)的數(shù)學(xué)、力學(xué)理論功底。而“土力學(xué)”作為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，課程涉及到的預(yù)備知識(shí)、相關(guān)領(lǐng)域較多，課程的橫向跨度大，與基礎(chǔ)課程與其他專(zhuān)業(yè)課程的交叉加大了學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課程的難度。

二、課堂教學(xué)方法的研究

應(yīng)用型是應(yīng)用型本科教育的核心。[2]根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，本科層次的應(yīng)用型人才培養(yǎng)要遵循本科人才培養(yǎng)自身的教育規(guī)律，同時(shí)突出實(shí)踐，強(qiáng)化應(yīng)用。在人才培養(yǎng)過(guò)程中，應(yīng)特別注意學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，加強(qiáng)課程教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性部分，把應(yīng)用型環(huán)節(jié)滲透到教學(xué)的全過(guò)程，強(qiáng)化動(dòng)手能力和應(yīng)用能力的鍛煉；同時(shí)也要注重和加強(qiáng)基礎(chǔ)理論的教學(xué)，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，為學(xué)生打下寬厚的理論基礎(chǔ)。

針對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)和目前“土力學(xué)”教學(xué)中所面臨的問(wèn)題，筆者對(duì)課程教學(xué)方法做了一些研究。

1.重視緒論課

緒論課從教學(xué)角度看，主要包括該課程的教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)特點(diǎn)、教學(xué)要求、教學(xué)重點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法和教學(xué)總體安排等內(nèi)容。它對(duì)學(xué)生后來(lái)的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法甚至專(zhuān)業(yè)思想的鞏固影響甚大。重視緒論課，將會(huì)使學(xué)生能順利進(jìn)入新學(xué)科的學(xué)習(xí)，會(huì)對(duì)全課程的教學(xué)起到非常重要的作用。

通常緒論課，筆者會(huì)從土力學(xué)的研究對(duì)象“土”入手，介紹土的形成和應(yīng)用背景，從而引出“土力學(xué)”的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)土的三大特性。在此基礎(chǔ)上，介紹 與“土力學(xué)”相關(guān)的工程案例等。可由于學(xué)生在上第一次課時(shí)，缺乏相關(guān)的知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)“土力學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容及相關(guān)專(zhuān)業(yè)名詞如“滲透特性”、“壓縮特性”等只能泛泛了解。如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的興趣，如何使學(xué)生有效掌握“土力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)方法，一直是筆者努力的方向。

在緒論的教學(xué)內(nèi)容中筆者有了如下一些改進(jìn)方法。加強(qiáng)對(duì)國(guó)內(nèi)土力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史的介紹，介紹我國(guó)在土力學(xué)方面有代表性的專(zhuān)家和學(xué)者的學(xué)術(shù)論解，從而增加學(xué)生對(duì)國(guó)內(nèi)土力學(xué)領(lǐng)域的了解。推薦學(xué)生課后學(xué)習(xí)關(guān)于土力學(xué)發(fā)展與展望的相關(guān)文獻(xiàn)，作為了解土力學(xué)學(xué)科內(nèi)容的延伸。重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)土力學(xué)學(xué)習(xí)方法的介紹。給學(xué)生推薦本門(mén)課程重要的參考書(shū)籍、相應(yīng)工程規(guī)范，并給學(xué)生推薦與“土力學(xué)”課程相關(guān)的學(xué)習(xí)網(wǎng)站和精品課程網(wǎng)站。

通過(guò)緒論課教學(xué)內(nèi)容的改革，筆者讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到“土力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)不僅僅是一門(mén)課程的學(xué)習(xí)，而是一門(mén)學(xué)科的學(xué)習(xí)，這門(mén)學(xué)科的學(xué)習(xí)離不開(kāi)課外大量的閱讀和對(duì)土力學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的了解。

2.利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，提高教學(xué)效果

多媒體技術(shù)作為一種有效的輔助教學(xué)手段，充分展現(xiàn)出特有的擴(kuò)展信息量、節(jié)省課時(shí)、便于啟發(fā)思維和活躍課堂氣氛的優(yōu)點(diǎn)。[3]通過(guò)教學(xué)研究筆者發(fā)現(xiàn)，利用多媒體教學(xué)可以節(jié)省教師對(duì)復(fù)雜圖像和表格的描繪以及對(duì)文字的書(shū)寫(xiě)，既能生動(dòng)形象、圖文并茂地介紹知識(shí)，又能有更多的時(shí)間集中在分析和講解上，使教學(xué)效果有了進(jìn)一步改善。比如在課堂上就可以用視頻演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，模擬地基土的滑動(dòng)等，做到理論知識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在“土力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生還可以利用網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)獲得更豐富的學(xué)習(xí)資源。金陵科技學(xué)院已建立土力學(xué)的課程網(wǎng)站，老師可通過(guò)這樣的平臺(tái)，開(kāi)展在線(xiàn)答疑，提供學(xué)生學(xué)習(xí)指導(dǎo)以及一定數(shù)量的在線(xiàn)自我測(cè)試。這些對(duì)鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極思考、開(kāi)闊視野，提高學(xué)生的自學(xué)能力能起到很好的作用。

3.工程案例教學(xué)的實(shí)施

盧肇鈞院士認(rèn)為：土力學(xué)應(yīng)當(dāng)是一門(mén)兼顧基礎(chǔ)和應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)。學(xué)習(xí)土力學(xué)的目的是為了以后能夠解決實(shí)際工程問(wèn)題，因此在“土力學(xué)”的教學(xué)上，應(yīng)重視實(shí)際工程案例的引入。

世界著名的土力學(xué)案例，如意大利比薩斜塔、加拿大特朗斯康谷倉(cāng)、蘇州的虎丘塔等當(dāng)然都是很好的素材。可在進(jìn)行案例分析時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)身邊的熱點(diǎn)問(wèn)題熱情高、關(guān)注力與參與度更高。例如上土壓力這一章節(jié)時(shí)引入上海蓮花河畔景苑房屋倒塌事件。多數(shù)學(xué)生積極參與了解此工程的工程概況、失事情況、分析其倒塌原因，課堂討論氣氛活躍。而汶川地震中，在地勢(shì)平坦的四川盆地邊緣和河谷等地引發(fā)了嚴(yán)重的砂土液化現(xiàn)象。課堂中引入此工程實(shí)例，讓學(xué)生思考地基土為什么會(huì)失去承載力，可讓學(xué)生對(duì)砂土的抗剪強(qiáng)度的構(gòu)成及對(duì)飽和土有效應(yīng)力原理加強(qiáng)理解。在進(jìn)行案例講解時(shí)，要注重與土力學(xué)有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，這樣學(xué)生就會(huì)對(duì)相關(guān)理論留下深刻印象。所以工程案例的選取不僅要經(jīng)典還要注重?zé)狳c(diǎn)，工程案例的講解不能只注重形式，更要注重案例的內(nèi)容和實(shí)質(zhì)。

工程案例教學(xué)的實(shí)施能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)土力學(xué)理論知識(shí)的吸收和掌握，提高學(xué)生對(duì)本課程本學(xué)科的興趣，讓學(xué)生感到能學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，有助于應(yīng)用型人才目標(biāo)的培養(yǎng)。

4.重視室內(nèi)實(shí)驗(yàn)課

土力學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，土力學(xué)的許多經(jīng)典理論都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的。首先，在建立理論和模型時(shí)，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解土的主要特點(diǎn)和影響因素，確定各物理量的函數(shù)關(guān)系和參數(shù)值；其次，必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論的可靠性和適用條件。[4]因此重視和強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)提高“土力學(xué)”教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、應(yīng)用能力至關(guān)重要。

筆者根據(jù)土木工程不同方向的學(xué)生分別開(kāi)設(shè)了顆粒分析實(shí)驗(yàn)、密度實(shí)驗(yàn)、含水率實(shí)驗(yàn)、土體壓縮實(shí)驗(yàn)、直剪實(shí)驗(yàn)等8～10個(gè)學(xué)時(shí)的土力學(xué)試驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，一方面使學(xué)生掌握土力學(xué)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法、步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整理方法；另一方面使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的目的是為工程服務(wù)，每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)都應(yīng)力爭(zhēng)反映土體的實(shí)際工程條件等。再者，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠真正地深入課堂知識(shí)的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)了責(zé)任感，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，也有利于提高學(xué)生解決實(shí)際工作的能力。

5.開(kāi)設(shè)第二課堂，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

自學(xué)能力，指一個(gè)人獨(dú)立學(xué)習(xí)和獲取知識(shí)的能力。提高大學(xué)生的自學(xué)能力能夠提高其掌握知識(shí)的質(zhì)量和速度，并能夠不斷地?cái)U(kuò)大知識(shí)面。針對(duì)“土力學(xué)”教學(xué)中內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少，學(xué)生能力層次差別較大的特點(diǎn)，筆者在“土力學(xué)”課堂教學(xué)外，開(kāi)設(shè)第二課堂，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

在第二課堂中，可根據(jù)學(xué)生知識(shí)掌握程度、學(xué)習(xí)能力對(duì)學(xué)生因材施教。對(duì)于基礎(chǔ)比較薄弱的學(xué)生，筆者指導(dǎo)他們制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃，提前預(yù)習(xí)及時(shí)復(fù)習(xí)，對(duì)書(shū)中的難點(diǎn)和課后習(xí)題進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)，查缺補(bǔ)漏，確保學(xué)生不要因?yàn)閿?shù)學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)的薄弱造成對(duì)本門(mén)課程缺乏興趣和信心。對(duì)于部分基礎(chǔ)扎實(shí)、學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，筆者鼓勵(lì)他們?cè)诖髮W(xué)階段有意識(shí)地培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)獨(dú)立獲取新知識(shí)，掌握新理論，探索新科學(xué)的能力。引導(dǎo)他們利用高校的圖書(shū)館、校園網(wǎng)等資源，查閱文獻(xiàn)資料，進(jìn)行知識(shí)的積累和更新，盡早地進(jìn)入土力學(xué)這門(mén)學(xué)科的大門(mén)。在學(xué)生有一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)后，對(duì)學(xué)生進(jìn)行初步科研訓(xùn)練。首先讓學(xué)生弄明白什么是科研，應(yīng)該怎么搞科研。然后指導(dǎo)學(xué)生組成課外科研小組查資料、做實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)如何撰寫(xiě)論文。并鼓勵(lì)學(xué)生參與到教師的一些實(shí)驗(yàn)科研項(xiàng)目中，深化理論學(xué)習(xí)、加強(qiáng)實(shí)踐和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

三、結(jié)論

作為應(yīng)用型本科院校一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，“土力學(xué)”的教學(xué)方法的探討和研究對(duì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才具有一定的促進(jìn)作用。作為應(yīng)用性很強(qiáng)的“土力學(xué)”課程教學(xué)，不僅要注重基礎(chǔ)知識(shí)，還要結(jié)合實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。只有這樣，才能培養(yǎng)出基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、專(zhuān)業(yè)面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才。

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（責(zé)任編輯：王意琴）