創新多元的土力學課堂教學模式探討

摘要：土力學是一門非常重要的專業基礎課，課程理論性強，內容較枯燥，計算繁雜，學生學習興趣不高。為提高學生學習積極性，培養學生能力，更好地適應社會發展的需要，可考慮在教學過程中，借助計算機輔助編程解決繁雜的計算問題；引入案例分析，訓練學生解決實際問題的能力；增加設計性、綜合性的實驗內容，培養學生的創新能力和動手能力；開展工程師進校園活動，幫助學生更好地將理論知識與工程實踐相結合。

關鍵詞：土力學；教學模式；創新；改革

作者簡介：繆云（1987-），女，江蘇南通人，南通大學交通學院，助教。（江蘇#8194;南通#8194;226019）

基金項目：本文系南通大學教學研究課題（課題編號：13050860）的研究成果。

中圖分類號：G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻標識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2014）14-0122-01

土力學是交通工程專業一門非常重要的專業基礎課，包括理論課與實驗課兩部分內容，主要研究土的基本特性、土中應力、變形、土的強度、土壓力、土坡穩定性以及與此相關的內容，是聯系一般基礎課和專業課的“橋梁”。[1，2]土力學課程的突出特點是內容豐富，理論性非常強，課程中涉及的基本概念、基本理論、計算公式較多，要求會記、會背，且要畫圖、計算。對學生來說，傳統的教學方式較枯燥乏味，學生學習興趣不高，不利于學生對該門課程的掌握，因此開展創新多元的教學模式非常重要。[3]

一、目前現狀

近年來，土力學這門課程在教學中逐漸暴露出以下幾個方面的問題。

1.教學內容多而課時少

土力學是一門涉及學科內容廣、理論性強、經驗公式多、知識結構較松散、內容跳躍性較大的課程，學生學習時通常感到內容繁多，難以掌握，造成教學學時少與教學內容多之間的矛盾。原來各大院校土力學一般均安排64學時，后來進行課程改革，壓縮專業課課時，減少為48學時，其中還包括8個學時的實驗課。土力學共10章教學內容，平均每章理論課時僅4學時，并且要掌握所涉及的眾多理論規律及100多個重要概念和公式，難度可想而知。[4]

2.課程內容多而枯燥，學生難以接受

土力學向來被認為是一門比較難學課程，內容也較枯燥，加之各大高校的擴招，導致學生與多年前比，起點較低，基礎不是太好，學生經常反映這門課程不太好學，學不會。而教師在教學中又往往容易忽視學生的感受，采取填鴨式教學方式，導致學生上課倍覺枯燥、無聊；教師教學倍感疲憊且無成就感，造成教學效果差，質量低的被動局面。

3.計算繁瑣復雜，學生掌握不好

在進行土力學計算時，需要做大量繁瑣的計算工作。例如地基沉降計算中使用分層總和法計算土體最終沉降，計算過程中需要將土體進行分層，分別計算各層土體的應力，然后利用公式將每層土體的沉降進行疊加求和，計算繁雜，學生看到就害怕。再比如使用畢肖普條分法計算土體邊坡穩定，需要進行反復迭代，同樣會讓學生產生懼怕心理。

4.教材多為使用多年的經典教材，實時案例較少

該門課程是一門傳統且重要的課程，教材多是使用教學名家的經典教材，理論內容都很好，但缺乏一些學生比較感興趣的實時案例，不能夠吸引學生的注意力。

5.忽視實驗教學，單一的驗證實驗不利于培養學生創新意識

由于土工實驗的特殊性，加上傳統教學方法、實驗條件等因素影響，土力學實驗教學普遍存在如下問題：對實驗教學重視不夠；實驗項目相互獨立，開設時間受理論教學影響嚴重，部分實驗項目在時間上遠遠不能滿足要求，這無疑使學生對整個實驗感到很抽象，同時實驗技能得不到提高，印象不深刻，也不利于培養學生的綜合分析能力。[5]另外，實驗課均為單一的室內驗證性實驗，雖能起到鞏固學生所學知識的作用，但約束了學生的思維，不利于培養學生創新意識。

6.任課教師缺乏實際工程經驗，上課內容空洞

目前，部分土力學任課教師由于很少有時間參與施工和管理的一線工作，缺乏實際工程經驗。因此，在講授土力學的內容時，授課內容往往相對空洞，甚至照本宣科，授課效果不好。

二、創新多元的教學模式探討

針對以上情況，現考慮從以下環節著手，探討如何通過創新多元化的教學模式改革提高學生上課的積極性，增強學生思考問題、解決問題的能力，激發學生的創新思維。

1.整合教材內容，合理分布學時

因土力學課時被壓縮，教學內容較多，因此在教學內容的選取上，對傳統的經典內容需加以精選，減少本課程與已學課程間的重疊現象，分析教學內容的重點、難點，合理安排學時，增加有用素材，提高課程的教學效率。

2.引入計算機輔助計算編程教學內容

土力學課程知識點多而且分散，其中大部分知識點需要一些繁瑣的計算。在計算機技術突飛猛進的今天，通過計算機編程輔助計算將大大提高土力學計算的效率。因此，加入部分土力學計算軟件編程方法教學非常有必要。針對不同計算的特點，可以有針對性地采用不同的軟件進行編程。比如，分層總和法的計算雖然繁瑣，但每層的計算方法類似，因此可通過Excel軟件實現；畢肖普條分法在計算過程中，需要進行反復迭代，此時Fortran、Basic等編程語言就較合適。通過上述的計算機輔助編程，可以有效地激發學生學習的興趣，促使學生多思考，多動腦，培養學生的綜合能力。教學過程中，需注意量的把握，可考慮讓學生選作一個編程，以免給學生造成較大的課業負擔。

3.開展案例教學，提高學生興趣

在教學過程中，教師首先要講清基本概念和基本原理，同時關注時事，將實際工程案例導入教學，讓學生參與案例討論，培養學生應用基本理論解決實際工程計算和工程技術問題的能力。在進行案例教學時，可先給出案例，讓學生在課后進行資料收集，小組討論，課上再集中討論。教師也可多觀察身邊實際發生的工程案例，或拍照用于課堂教學，或帶學生去現場學習。身邊的真實案例能讓學生產生更濃厚的興趣，調動學生的積極性。比如，在授課期間，南通市濱江公園發生了一起工程事故，由于江潮沖擊引起邊坡失穩，導致江邊一道路發生了塌陷。在課堂上，教師給學生展示事故照片，讓學生課后小組討論。通過此類案例教學，可引導學生主動思考，更好地掌握課堂知識。

4.增加設計性、綜合性實驗

教師需從土力學實驗內容的應用廣泛性和工程實用性入手，加大技能型、綜合性與探索性的實驗內容，將實驗體系進一步整合、優化，適當開設設計性實驗以及綜合性實驗。在學生掌握了一定的基礎理論知識和基本實驗操作技能的基礎上，運用某一課程或多門課程知識，對學生實驗技能和實驗方法進行綜合訓練。

教師或教師學生共同編寫設計性實驗指導書，增強對學生創新能力的培養。同時，教師也可自行設置一個具有綜合性的實驗題目，給出實驗方向，讓學生利用實驗室現有的設備儀器及已學知識，充分發揮主觀能動性將所學的專業理論知識用于實踐，根據實驗數據寫一篇綜合性的實驗報告。

5.聘請工程技術人員兼職教學

針對部分教師實際工程經驗少，上課內容較空洞的現象，除要提高教師的自身素質外，還可以邀請有經驗的工程技術人員通過兼職教學或專題報告的形式，為同學們介紹與課程相關的內容。同時可帶領學生參觀實際工程現場，使學生能更好地將理論知識與工程實踐相結合。

三、結語

土力學是一門非常重要的專業基礎課，在教學過程中，教師應不斷提高自身素質，不僅需注重傳統理論知識的講授，還需考慮學生的學習熱情，對教學內容不斷調整，培養并提高學生的創新能力，以滿足就業需求?？山柚嬎銠C輔助編程解決繁雜的計算問題；引入案例分析，激發學生的學習興趣，提高學生的學習熱情，訓練學生解決實際問題的能力；增加設計性、綜合性的實驗內容，培養學生的創新能力和動手能力，充分發揮學生的個性；開展工程師進校園活動，幫助學生更好地將理論知識與工程實踐相結合。通過上述創新多元化的教學模式改革，不僅能激發教師的教學創新思維，還能提高學生的學習熱情，提高學生的創新能力和實踐能力，更好地適應社會發展的需要。

參考文獻：

[1]袁聚云.土質學與土力學[M].第四版.北京:人民交通出版社，

2010.

[2]徐 巖，趙儉斌.培養創新型人才的土力學教學方法探討[J].高等教育教育，2011，(20):51-54.

[3]侯天順，楊秀娟，張寬地.土力學課堂教學若干問題的反思[J].黑龍江教育，2012，(9):32-34.

[4]高文華，萬文，陳秋南，等.“土力學”課程教學改革與實踐[J].高等教育研究學報，2007，(9):50-52.

[5]劉洋，吳順川，張連衛.基于創新型人才培養的土力學課程教學[J].中國冶金教育，2011，(4):29-33.

（責任編輯：王意琴）