土力學(xué)課程教學(xué)改革的思考與探索

曹玲

摘要：土力學(xué)作為土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，工程實(shí)踐背景對(duì)理論知識(shí)的掌握至關(guān)重要。如何在課堂上將工程實(shí)踐零經(jīng)驗(yàn)的本科生引入土力學(xué)理論、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是值得廣大一線教育者探討的重要問題。文章介紹了在土力學(xué)課程教學(xué)中，對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式以及過程化考核方式的探索與改革。結(jié)果表明：多樣化的教學(xué)模式更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得更好地教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：土力學(xué)；教學(xué)改革；過程化考核方式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）44-0140-02

眾所周知，“萬丈高樓平地起”在土木工程界并不成立。沒有包容萬象的地基土體的穩(wěn)定，沒有基礎(chǔ)的穩(wěn)定，任何高樓大廈都只能如海市蜃樓、空中樓閣一般地存在。這也決定了《土力學(xué)》在土木工程、交通工程、水利水電建筑工程等相關(guān)專業(yè)教學(xué)、學(xué)習(xí)中的重要性。作為土木工程類本科學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，《土力學(xué)》要求學(xué)生具備一定的工程實(shí)踐背景[1]，但對(duì)于剛剛進(jìn)入大二，還沉浸在高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等理科學(xué)習(xí)模式的學(xué)生來講，工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)恰恰是他們最為欠缺的一部分。這就給《土力學(xué)》的教學(xué)帶來了一定的挑戰(zhàn)：如何在基礎(chǔ)理論知識(shí)的通式教學(xué)過程中，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到土力學(xué)的重要性并激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。如何在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)提高他們的創(chuàng)新思維能力，這是值得廣大土力學(xué)一線教育工作者探索的重要問題。

一、土力學(xué)的特殊性與教學(xué)內(nèi)容的改革

從學(xué)習(xí)對(duì)象而言，對(duì)于剛剛接觸土力學(xué)的學(xué)生來講，土體這一新的學(xué)習(xí)對(duì)象，既熟悉又陌生。熟悉是因?yàn)橥梁涂諝狻⑺粯哟嬖谟谖覀兊纳钪校菑男【烷_始觸摸、玩耍的對(duì)象，對(duì)它的構(gòu)成、狀態(tài)有生活化的了解。陌生是因?yàn)閷?duì)這種建筑材料，我們并不了解它的物理、化學(xué)性質(zhì)，也無法對(duì)它的固結(jié)、液化、破壞做出合理的解釋。因?yàn)閷?duì)它的熟悉，導(dǎo)致部分學(xué)生在學(xué)習(xí)之初掉以輕心，又因?yàn)閷?duì)它的陌生和掉以輕心，導(dǎo)致在后期學(xué)習(xí)中力不從心。

從學(xué)習(xí)內(nèi)容而言，土力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的安排和其他學(xué)科一樣，遵循循序漸進(jìn)的原則。從土的組成、物理性質(zhì)及分類入手；以此為基礎(chǔ)，進(jìn)入到土力學(xué)三大核心理論的學(xué)習(xí)：土的滲透性及滲流、變形理論（包含土中應(yīng)力、土的壓縮性和地基變形）、強(qiáng)度理論；最后進(jìn)入到與實(shí)際工程聯(lián)系緊密的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，如地基承載力、土坡穩(wěn)定性等。從內(nèi)容安排上來看，極具系統(tǒng)性，深入淺出。但是，對(duì)于尚未具備工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的本科生而言，傳統(tǒng)的土力學(xué)教學(xué)方式很容易將課堂教學(xué)帶入到工科學(xué)習(xí)的理性思路上去，使他們感覺枯燥乏味。如何在教學(xué)之初，讓課堂學(xué)習(xí)更具感性思維模式，引導(dǎo)他們從土力學(xué)的角度去感知、認(rèn)識(shí)土體，這就是土力學(xué)最具特殊性的地方。

對(duì)此，我們從教學(xué)內(nèi)容上做出適當(dāng)調(diào)整，力求在保存土力學(xué)經(jīng)典理論特點(diǎn)的同時(shí)，讓艱澀的理論教學(xué)更具通俗性，讓課堂教學(xué)更具時(shí)代性與實(shí)踐性。

1.土力學(xué)自創(chuàng)立以來，不斷涌現(xiàn)出新的理論、新的方法，但達(dá)西滲流定律、有效應(yīng)力原理、太沙基—維固結(jié)理論等經(jīng)典理論的地位一直巋然不動(dòng)。掌握了經(jīng)典理論，也就掌握了土力學(xué)精髓。因此，沒有必要在本科土力學(xué)教學(xué)中引入基質(zhì)吸力、劍橋模型、有限元分析等內(nèi)容。經(jīng)典而通俗的理論學(xué)習(xí)，更容易讓學(xué)生入門。在學(xué)有余力的情況下，才在第二課堂對(duì)高等土力學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充[2]。但是我們在課堂教學(xué)中加入了大量的工程案例分析，教師看似隨手拈來的工程實(shí)例，如蘇州虎丘塔與比薩斜塔的傾斜原因分析、上海閔行的“樓脆脆”、深圳滑坡事故等，都可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到土力學(xué)的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化對(duì)基礎(chǔ)理論的認(rèn)知。

2.經(jīng)濟(jì)、科技的迅猛發(fā)展帶來基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容也需與時(shí)俱進(jìn)，與工程實(shí)踐相結(jié)合。比如，我們結(jié)合九江長江大堤的決口，開展了“流土與管涌”的探討，并讓學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)流土破壞演示實(shí)驗(yàn)。結(jié)合千將坪滑坡，開展了“土體抗剪強(qiáng)度”、“剪切破壞”、“邊坡支護(hù)”等分級(jí)討論。學(xué)生提出來的想法也許看似膚淺，但只要參與進(jìn)來了，就會(huì)體會(huì)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的樂趣，體會(huì)到土力學(xué)的重要性，開始嘗試獨(dú)立或者找尋團(tuán)隊(duì)開展學(xué)習(xí)，為今后的職業(yè)生涯或研究深造做了基礎(chǔ)但又必要的啟迪。

二、多媒體教學(xué)在土力學(xué)傳統(tǒng)課堂教學(xué)中的靈活應(yīng)用

（一）多媒體課件的應(yīng)用

土力學(xué)的課題教學(xué)離不開公式的推導(dǎo)、計(jì)算分析等，因此黑板板書尤為重要，但這并不能阻礙多媒體課件在土力學(xué)課堂教學(xué)中大放異彩。

在課件制作中，避免大量的文字“復(fù)制粘貼”，力求文字簡練，色彩豐富而不雜亂，配圖精美的同時(shí)能起到畫龍點(diǎn)睛的作用。圖1、2是其中有代表性的圖片：制作精良的多媒體課件，讓學(xué)生覺得賞心悅目，且與千篇一律的黑板板書相比，有新鮮感，不會(huì)有視覺疲勞之感。

除此以外，我們還制作了土力學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻演示課件，讓學(xué)生對(duì)試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)規(guī)程、注意事項(xiàng)等了解得更加具體透徹、更直觀。

（二）計(jì)算機(jī)應(yīng)用的重要性

如果說多媒體課件教學(xué)給教師的教學(xué)插上了騰飛的翅膀，那么學(xué)生在土力學(xué)學(xué)習(xí)過程中更多地利用計(jì)算機(jī)，則是讓他們坐上了時(shí)代發(fā)展的高速列車。

很多土力學(xué)計(jì)算都習(xí)慣沿用“查表格”的方法[3]，比如附加應(yīng)力的計(jì)算、地基固結(jié)度的計(jì)算等。在計(jì)算機(jī)尚未普及的時(shí)代，這樣的方法確實(shí)具有簡潔方便的優(yōu)勢。但我們也要承認(rèn)，這種方法已然落伍。因此，我們在課堂上讓大家在了解了計(jì)算原理的基礎(chǔ)上，盡量使用編程計(jì)算。這樣的作業(yè)，讓伴隨電子產(chǎn)品長大的學(xué)生覺得具有挑戰(zhàn)性的同時(shí)，也對(duì)計(jì)算原理理解的更加透徹，而不是像以往一樣，盲目地借用表格做一些人云亦云的計(jì)算導(dǎo)致最后收獲寥寥。

三、過程化考核方式的改革

傳統(tǒng)的土力學(xué)考核方式為筆試成績（70%）+平時(shí)成績（20%）+實(shí)驗(yàn)成績（10%）。這樣的考核看似全面，但占70%的筆試成績，讓慣于應(yīng)試教育的學(xué)生學(xué)會(huì)了“考前2天突擊，考后2天全忘”。為了改變這一弊端，我們嘗試在個(gè)別班級(jí)中展開對(duì)考核方式進(jìn)行改革，刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[4]。

首先，考核方式多元化：改變以往“平時(shí)成績=考勤+課后作業(yè)”的單一模式，增加了小組討論，如前文所述，小組討論針對(duì)實(shí)際工程案例，運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行案例分析。實(shí)驗(yàn)成績則在常規(guī)實(shí)驗(yàn)中加入綜合性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)儀器，針對(duì)具體問題，如砂土液化演示，設(shè)計(jì)并提交試驗(yàn)方案，經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可后進(jìn)行試驗(yàn)并完成后期的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，強(qiáng)化理論的同時(shí)也訓(xùn)練了他們運(yùn)用軟件的能力。其次，改變考核權(quán)重。降低筆試成績權(quán)重至50%，增加平時(shí)成績權(quán)重至30%，增加實(shí)驗(yàn)成績權(quán)重至20%。

四、效果分析

1.卷面成績分析。土力學(xué)教學(xué)改革兩年，兩個(gè)試點(diǎn)班級(jí)的考試成績統(tǒng)計(jì)顯示：平均分分別為73分和76分，高分比例分別為12%和11%，不及格率分別為10%和11%，成績分布接近正態(tài)分布，最高分、均分均高于與采用傳統(tǒng)教學(xué)、考核方式的班級(jí)成績（采用卷面成績比較）。由此可見，土力學(xué)教學(xué)改革使學(xué)生的綜合能力得到了明顯提高。

2.學(xué)生參與創(chuàng)新活動(dòng)的效果。教改以來，學(xué)生更積極地參與到各級(jí)大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)中。參與項(xiàng)目數(shù)：12項(xiàng)，48人次參與，其中25%為學(xué)生通過小組討論、查閱資料后自行提出研究課題，75%為指導(dǎo)教師的課題。課題結(jié)束后公開發(fā)表論文10篇。

五、結(jié)語

土力學(xué)的教學(xué)改革，無論從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式還是考核方式上，都有一定的完善。多樣化的教學(xué)模式與考核方式，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時(shí)，也調(diào)動(dòng)了教師的教學(xué)積極性，對(duì)推動(dòng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教材的改革等都有積極的促進(jìn)作用。我們也認(rèn)識(shí)到：如何教學(xué)改革是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)，只有不斷地學(xué)習(xí)、積累，才能日趨完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]李廣信，呂禾，張建紅.土力學(xué)課程中的實(shí)踐教學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006，23（12）：13-15.

[2]繆林昌，經(jīng)緋，邵俐.大土木工程類土力學(xué)教學(xué)改革思考與實(shí)踐[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2009，6（11s）.

[3]李大勇，崔煜.國外土力學(xué)本科教學(xué)探討——以挪威科技大學(xué)為例[J].力學(xué)與實(shí)踐，2012，（32）：99-101.

[4]郝冬雪，陳榕，高宇聰，李利，劉士彬.土力學(xué)課程教學(xué)過程化考核的實(shí)踐與探索[J].高等建筑教育，2006，25（1）：105-108.