《土力學》課堂教學方法探索

伊盼盼

（武昌理工學院，湖北 武漢 430071）

《土力學》是土木工程專業的基礎課程之一。由于土體的特殊性，使課程的理論較多，內容連貫性較差，給學生理解帶來困難，因此，采取科學有效的教學方法能引導學生盡快的了解課程特點及掌握課程要求的知識技能。本文結合土力學的特點及教學實踐，談談對土力學課堂教學方法的體會與探索。

1 《土力學》教學體會

1.1 土力學的特點

土是巖石風化的產物，土是由巖石經物理、化學、生物風化作用以及剝蝕、搬運、沉積作用等交錯復雜的自然環境中所生成的各類沉積物[1]。土的形成過程決定了它具有特殊物理力學性質。與一般的建筑材料（如混凝土，鋼材）相比，土體具有碎散性、多相性和自然變異性。碎散性是指土體顆粒之間存在大量孔隙，可以透水透氣；多相性是指土體是由固體顆粒、水和氣體組成的多相體系，每相的質和量的變化直接影響土的力學性質；自然變異性是指土的形成經歷了漫長的地質歷史時期，具有明顯的不均勻性，性質復雜，且隨著時間還在不斷變化。因此，土的力學性質較復雜，深刻理解這些特點，有利于掌握土力學性質的本質[2-3]。

1.2 教師應對土力學理論體系整體性把握

教師應重視土力學基本原理間的內在聯系，將內容龐雜、繁多的土力學概念、公式，以一條主線貫穿聯系起來。以東南大學、浙江大學等四校合編的《土力學》為例，全書可分為三大部分內容。第一部分為基礎理論，包括：第一章，土的組成；第二章，土的物理性質及分類。這兩章內容是貫穿全書的基礎與主線。第二部分為理論核心。包括：第三章，土的滲流性及滲流；第四章，土中應力；第五、六章，土的壓縮性和地基變形；第七章，土的抗剪強度。以上五章主要講述了土的三大特性，即：滲透特性、變形特性、強度特性。第三部分為土力學在工程中的應用。包括：第八章，土壓力；第九章，地基承載力；第十章，土坡和地基的穩定性。這三章內容主要講了擋土墻的穩定性問題，地基的承載力問題及邊坡穩定性問題，是第二部分理論在工程中的具體應用。貫通全書，可以總結為一個原理：即有效應力原理；兩個變形：壓縮變形和剪切變形；三個理論：滲透理論、變形理論及強度理論，它們各自又自成體系，有效應力原理將它們有機的結合在一起，構成了土力學的基本內容。

2 課堂教學方法探索

2.1 結合經典案例，激發學習興趣

緒論課對全書內容做出系統性的總結，即一個原理（有效應力原理），兩個變形（壓縮、剪切），三個理論（強度、變形、滲流）。結合相關工程案例形象化介紹。如加拿大特朗斯康谷倉、香港寶城滑坡、阪神大地震中地基液化屬于土體強度破壞問題；比薩斜塔、蘇州虎丘塔、日本關西機場屬于土體變形問題；九江大堤決口屬于滲透破壞問題。播放工程事故的圖片、錄像（基坑工程失穩事故、建筑物傾斜事故、大堤管涌、路基滑坡事故等），簡要說明工程事故中的設計、施工問題及與土力學的關系。通過直觀的視覺沖擊增強學生對相關知識重要性、實用性的認識，使學生在正式學習之前了解學習內容的應用前景與今后工作的需要，從而激發其努力學習的熱情。

2.2 注重課堂教學的啟發與互動

課堂講授注重與學生的啟發與互動。上課前做好教學策劃，對所要講授的知識點進行分析歸納，理清本知識點在本課程的地位及與其他章節的聯系，這樣在授課過程中才能做到有的放矢。在教學啟發過程中，思路要連貫不能跳躍，以便掌握講課的速度和調整講課方法，根據學生的知識結構層次循序漸進。比如再講土的壓縮特性時，首先提出問題：土體為什么會被壓縮？壓縮的實質是什么？引發學生思考。進而結合第二章的內容，在土的物理性質中講到土由三相組成，那壓縮的過程中到底是土體的哪一相被壓縮了呢？在這個過程中要寬容學生的不同見解，大學生思維跳躍，教師對于在啟發過程中的互動與思考，都應給予應有的接納及正面的解釋，使學生積極思考，主動學習。

2.3 借助多媒體，豐富課堂內容

應用多媒體可以提高課堂教學的生動性，比如在緒論課中工程背景的介紹，可以借助多媒體播放工程事故的圖片、錄像，加強學生對工程實際的感性認識。有些章節理論性較強，公式推導及圖表較多，板書不易完成，可以通過多媒體清楚生動的展現在大屏幕上。以東南大學、浙江大學等四校合編的《土力學》為例，第四章中地基附加應力部分，采用了豎向集中力作用時的地基附加應力布辛奈斯克解，其中涉及到六個應力分量和三個位移分量，公式繁多且復雜，若采用多媒體輔助板書教學的效果比較好。

2.4 開展實驗，激發學生動手與學習興趣

土工試驗是土力學理論研究的基本手段，是土力學教學中的一個非常重要的環節。比如達西做了大量砂土的滲流實驗發現了土體的滲流定律-達西定律。庫倫通過對粘性土和無粘性土開展了剪切試驗，發現了土的抗剪強度定律-庫倫定律。通過實驗課的學習，使學生認識到實際工程項目中必需做的試驗項目有哪些，試驗的流程是怎么樣的，爭強學生的工程意識。

3 結語

土力學與其他力學相比有其自身的特點，教師應重視土力學基本原理間的內在聯系，將內容龐雜的概念、公式，以一條主線貫穿聯系起來。筆者結合自己的教學實踐，探討了土力學的課堂教學方法。

［1］東南大學，浙江大學，湖南大學，蘇州科技學院.土力學.[M].中國建筑工業出版社.2011.

［2］姚笑青.土力學課程特點與課堂教學方法探討.[J]高等建筑教育，2007，16(4)：81-85.

［3］李幻，土力學“一二三四”歸納法簡述.[J]高等建筑教育，2011，20(2)：100-103.