牛強,羅東娜
(寧夏建設職業技術學院,寧夏銀川 750000)
土力學與地基基礎課程包括土力學(專業基礎)和地基基礎(專業)兩部分,是土木工程專業的一門主干課程[1]。土力學與地基基礎課程是建筑工程技術、水利工程、公路橋梁工程等專業的一門技術基礎課,具有理論公式多、概念抽象、系統性差、計算工作量大、綜合性和實踐性很強等特點。由于這門課程的理論知識比較抽象,涉及的學科比較多,學生的學習能力有限,很容易對一些基本原理和概念搞不清楚,時間長了,學生就會產生厭學情緒。因此,要想把這門課上好,讓學生能夠把枯燥的理論學好,激發學生的學習興趣是關鍵。因此,教師要在講課之余適當地穿插一些思政元素,既能夠激勵學生,又能夠激發學生學習的熱情。
土力學與地基基礎在土木工程檢測技術專業中一直是一門很重要的專業基礎課。由于課程的編排輕實踐、重理論,教師講解的理論知識較為枯燥乏味,難理解,學生一時間很難提高學習興趣。理論與實踐也是分開教學,由于學生的理論知識學得不夠扎實,在實踐教學中,學生很難將所學的理論知識很好地運用到教學環節。因此,理論和實踐的教學手段都顯得比較單一[2]。
土力學與地基基礎課程具有涉及學科廣、綜合實踐性強等特點。一方面,學生對這門課沒有全面的認識,認為理論知識的學習不重要;另一方面,由于學生的基本功不扎實,一旦牽涉到理論公式的計算、力學問題,加之計算量大,學生很難跟上教師的步伐,學起來顯得非常吃力。一旦學不懂了,學生的學習興趣也就消失了。這就使得教師的教學工作在開展過程中屢屢受阻。
一直以來,很多教師采用的都是傳統教學法,就是我們常說的“教師利用寫板書的方式授課”。在這種教學方式下,學生的學習往往很被動,學生的學習主動性、積極性不夠,教師的授課效果不明顯。因此,課程的教學改革勢在必行。
1.多媒體教學法
為了避免傳統教學法的枯燥,目前,各個高校都在提倡多媒體教學法。
首先,多媒體教學法能夠培養學生的發散思維,提高教學質量,使學生自覺地與教師進行互動。
其次,多媒體教學夠減輕教師的教學負擔,實現教學方式的創新。在傳統的教育中,板書和制作課件讓教師被限制于該種教學形式之中,而穩健、安全的多媒體教學能夠通過片段化的教學課件代替整堂課件的播放,也能夠通過網絡重播的方式給學生提供更多的自學機會。因此,多媒體教學無疑減輕了教師的工作負擔,也能夠發揮傳統教學的優勢,實現傳統教學與當代技術的有效結合[3]。
例如,教師在介紹“淺基礎的類型”時,可以適當地插入一些各類基礎類型的圖片。與傳統教學相比,這種方式更容易讓學生理解,激發學生的學習積極性,提升教學效果。
2.在教學過程中應貫穿啟發式教學方法
作為一名高職院校的教師,如果不顧學生的思維反應和接受能力,一味地采用滿堂灌的教學方式,是不可取的。在教學過程中,教師應貫穿啟發式教學方法,以此激發學生的學習興趣,培養學生的思維能力[4]。例如,在介紹“樁基礎的施工工藝”時,教師要先介紹樁基礎的基本概念及應用、樁的類型與樁身構造。在學生對樁基礎有了充分的了解后,教師再引入“樁的承載力的計算”。在學生掌握樁基礎的構造和承載力計算后,教師再從構造和承載力兩個方面入手,給學生依次講解樁基礎的設計和樁基工程質量檢查與驗收。這樣,本章的學習內容就會一目了然,學生的學習就會由被動變為主動。
3.采用工程實例教學法,做到理論聯系實際
土力學與地基基礎這門課程的應用性極強,是為工程實踐服務的。教師采用工程實例教學法可以做到理論知識與工程實踐相結合,實現教學目標。例如,在講“地基變形”時,教師可以引入以下工程實例:1941年,加拿大的特朗斯康谷倉的地基變形較大,土體強度被破壞,導致地基承載力不足,地基發生整體滑動而喪失穩定性。學生聽了以后,就會意識到學習地基承載力的重要性。這樣,既可以激發他們的求知欲望,又可以引導他們利用理論知識解決工程技術問題。
4.注重實踐教學,做到工學結合
在講授土力學與地基基礎這門課時,教師除了要將枯燥難懂的理論講透,還要注重實踐方面的教學。實踐教學分為兩個部分,一是簡易土木實訓方面的教學。一般來說,在每節理論課結束后,教師都會安排學生到土工實訓室進行相應的實驗操作。例如,我們在講“黏性土的液塑限”時,理論上要求學生知道什么是液塑限、液塑限的計算方法、液性指數與塑性指數的計算方法以及通過液性指數與塑性指數對黏性土進行分類。實踐課程上,我們要教會學生通過錐式液限儀測定土體的液限,通過搓條法實現塑限的測定[5]。教師要通過理實一體化的教學,讓學生對基本概念和原理有所認識。二是現場實踐教學。例如,我們在講解“基坑工程”時,理論上可以講解基坑的支護和基坑的降排水,但是枯燥的理論很難引起學生的興趣,很難讓學生學透。為了加深學生對知識的理解,我們可以在第二次課上帶學生到施工現場觀摩學習,讓學生在現場了解基坑的施工工藝,再聯系之前講授的理論點,知識就變得不難理解,真正實現工學結合。實踐教學不僅可以加深學生對土力學及地基基礎相關內容的理解,而且可以提高學生的動手操作能力、分析問題和解決問題的能力。
從授課的方法上看,傳統教學法以板書為主,授課相對單一;現代教學法能通過圖片、視頻等方式豐富課堂內容[6]。從授課的效果看,傳統教學中,學生的學習往往很被動,往往缺少與教師的互動,教師的授課效果不明顯;一方面,現代教學法能夠實現師生的互動,提高學生的學習積極性;另一方面,通過實踐教學環節,學生既能提高自身的動手操作能力,也能夠增長自己的見識。
總之,隨著信息化的到來,現代教學法越來越提倡運用信息化的教學手段豐富教學內容。因此,現代教學法取代傳統教學法是必然的趨勢。
在土力學與地基基礎課程的教學中,針對不同的內容,教師應該采用不同的教學方法,對于基礎性的原理以講授為主,對于較長較復雜的公式可以通過演繹、推理去分析,敘述性的內容可以采用案例教學法。這門課程的內容比較枯燥,理論偏難,如何提高學生學習的積極性是授課成功的關鍵[7]。
實踐證明,教師在授課中合理地引入思政元素能調動學生學習的積極性。筆者將引入兩個案例說明專業授課中如何引入課程思政元素。
上課之前,我們先通過兩個問題帶領學生回顧上節課所講的內容,1.固結度在確定地基沉降量上有什么作用?2.庫倫定律的物理意義?當學生回答完庫倫定律的物理意義后,我們通過分享庫倫、摩爾等土力學試驗故事,讓學生在了解試驗基本原理的同時,感悟大師們在困難面前表現出來的能屈能伸的大智慧,從而培養學生厚德載物的愛國情懷。在分享完庫倫、摩爾等故事后,我們可以通過“既然很多原理要通過無數次的試驗得出”引出今天上課的主題,“那么今天我們就給大家講一下如何通過抗剪強度試驗測出粘聚力和內摩擦角兩個試驗指標”。
首先我們先給大家講一下如何通過直剪試驗測定抗剪強度指標。
直剪試驗是測定土的抗剪強度指標的室內試驗方法之一,它可直接測出給定剪切面上土的抗剪強度,所使用的儀器稱為直接剪切儀。
試驗過程:如圖1所示,在施加每一種法向應力(圖2)后,逐級增加剪切面上色剪應力,直至試件被破壞。將試驗結果繪制成剪應力和剪應變的關系曲線,如圖3所示。一般由曲線的峰值作為該法向應力下相應的抗剪強度,必要時也可取終值作為抗剪強度[8]。采用幾種不同的法向應力,測出相應的幾個抗剪強度,再在-f坐標上繪制得到抗剪強度曲線,進而得到抗剪強度參數、值,如圖4所示。

圖1 直剪試驗設備組成

圖2 直剪試驗外力荷載

圖3 直剪試驗應力應變曲線

圖4 直剪試驗試驗指標
直接剪切試驗結果:
結論:講解試驗的理論知識點是一個相對枯燥的過程,我們先通過回顧上一節課的知識點引出思政元素,以激發起學生的學習積極性,然后再講試驗原理,得出最終的試驗結論。這樣的設計思路有利于提高學生學習的積極性。
在講新課之前,我們先給學生播放一段視頻,XX市南岸區某商住樓工程在邊坡治理的施工中發生的一起邊坡坍塌的事故。播放完視頻后,我們采用任務驅動的教學法,讓學生針對引起邊坡坍塌的原因進行分組討論,引入土坡穩定性問題,切入學習主題。
土坡概念及失穩表現:
1.土坡:具有傾斜面的土體。由于地質作用在自然條件下形成的土坡,稱為天然土坡;由于人工填筑或開挖而形成的土坡,稱為人工土坡。
2.土坡失穩具體表現:坡體中剪應力的增加、坡體中抗剪強度的降低。
引入思政元素:我們結合邊坡工程災害闡述“綠水青山就是金山銀山”這一發展理念的背景、科學內涵及其深遠意義,引導學生樹立環保意識,為生態文明建設貢獻力量。
在闡述完后,我們告誡學生,如果能夠將邊坡(圖5)的穩定性研究透徹,就能避免很多類似邊坡坍塌的事故災害,即便發生了事故災害,我們也能采用我們所學的專業知識從容地應對,因此學習本節內容很重要。

圖5 邊坡構造
結論:我們先播放視頻,引導學生進行分組討論,這可以很好地調動學生的積極性。在講解完基本概念后,我們在教學內容中融入思政元素。一方面,這種方式能讓教師將本節課的重點講清楚;另一方面,這種方式也能為后續要講解的內容適當地做出鋪墊。
新的課程體系要求教師要以實現課程思政的教學目標為核心,以培養學生的能力和給學生傳授知識為重點。因此,教師要改革課程體系,圍繞課程思政目標對課程內容做適當的調整[9]。土力學與地基基礎是一門理論知識相對較難、實踐性較強的專業基礎課,在授課過程中,教師要根據知識點合理地設計課程思政元素。教師可以在課前、課中、課后合理地融入思政元素,提高學生的學習積極性。教師要以課程思政目標為中心,合理地設計教學方法。這是授課的關鍵所在。