應用型本科土力學教學方法的探討

摘要：土力學是土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎課，為了適應應用型本科院校土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標，根據(jù)土力學教學中存在的問題，結合自身的教學經(jīng)驗，進行了課堂教學有效性的研究，對土力學課程各個教學環(huán)節(jié)的教學方法進行探討，激發(fā)了學生學習的積極性與主動性，提高了教學質量，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：土力學；應用型本科；教學方法

作者簡介：王蕊（1975-），女，江蘇漣水人，金陵科技學院建筑工程學院，講師；陳葶葶（1973-），女，江蘇沐陽人，金陵科技學院建筑工程學院，講師。（江蘇 南京 211169）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0152-02

目前，我國正處在經(jīng)濟轉型期，傳統(tǒng)的勞動密集型生產(chǎn)方式逐漸向技術密集型生產(chǎn)方式轉變。生產(chǎn)方式的轉變體現(xiàn)在經(jīng)濟活動和管理活動中就是對高級技術應用型人才需求的增長。應用型本科教育培養(yǎng)模式即我國高等教育由精英教育向大眾化教育轉變而產(chǎn)生的一種教育培養(yǎng)模式，其目標是培養(yǎng)高級應用型專門人才。對于土木工程專業(yè)而言，旨在培養(yǎng)能在土木工程建設領域從事勘察、設計、施工、管理等工作的高級應用型專門人才。

土力學是一門研究與土的工程問題有關的學科，它把土作為物理-力學系統(tǒng)，[1]根據(jù)土的應力—應變—強度關系提出力學計算模型，用數(shù)學力學方法求解土在各種條件下的應力分布、變形以及土壓力、地基承載力與土坡穩(wěn)定等課題。土力學作為土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，具有極其重要的地位。在“土力學”課程教學中，研究課程的教學方法，提高“土力學”課程的教學效果，成了每一位土力學教師必須思考的問題。

一、“土力學”教學中面臨的問題

1.內容多、公式多、課時少

“土力學”教學內容包括：土的物理性質、滲透性、壓縮性與地基沉降計算、抗剪強度、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。而當前，各高等院校為適應經(jīng)濟建設和社會發(fā)展需要，為貫徹教育部“寬口徑、厚基礎”的大土木思想，增加了基礎課程的教學內容，不斷壓縮專業(yè)課程的學時。如何在教學大綱規(guī)定的學時數(shù)里讓學生對“土力學”所教授內容能較好地掌握，成了當前需密切關注和思考的問題。

2.學生的基礎薄弱

自1999年高校擴大招生規(guī)模以來，屬于第二、第三批錄取的地方性院校，因為多種原因其生源質量下降。從上課及作業(yè)的反饋可看出，部分學生缺乏扎實的數(shù)學、力學理論功底。而“土力學”作為專業(yè)基礎課，課程涉及到的預備知識、相關領域較多，課程的橫向跨度大，與基礎課程與其他專業(yè)課程的交叉加大了學生學習這門課程的難度。

二、課堂教學方法的研究

應用型是應用型本科教育的核心。[2]根據(jù)人才培養(yǎng)目標，本科層次的應用型人才培養(yǎng)要遵循本科人才培養(yǎng)自身的教育規(guī)律，同時突出實踐，強化應用。在人才培養(yǎng)過程中，應特別注意學生應用能力的培養(yǎng)和訓練，加強課程教學內容的應用性部分，把應用型環(huán)節(jié)滲透到教學的全過程，強化動手能力和應用能力的鍛煉；同時也要注重和加強基礎理論的教學，拓寬學生的知識面，為學生打下寬厚的理論基礎。

針對應用型人才的培養(yǎng)目標和目前“土力學”教學中所面臨的問題，筆者對課程教學方法做了一些研究。

1.重視緒論課

緒論課從教學角度看，主要包括該課程的教學目的、教學內容、教學特點、教學要求、教學重點、學習方法和教學總體安排等內容。它對學生后來的學習興趣、學習態(tài)度、學習方法甚至專業(yè)思想的鞏固影響甚大。重視緒論課，將會使學生能順利進入新學科的學習，會對全課程的教學起到非常重要的作用。

通常緒論課，筆者會從土力學的研究對象“土”入手，介紹土的形成和應用背景，從而引出“土力學”的知識結構體系，重點強調土的三大特性。在此基礎上，介紹 與“土力學”相關的工程案例等?？捎捎趯W生在上第一次課時，缺乏相關的知識儲備和實際工程經(jīng)驗，對“土力學”的教學內容及相關專業(yè)名詞如“滲透特性”、“壓縮特性”等只能泛泛了解。如何調動學生的主動性，激發(fā)學生對這門課程的興趣，如何使學生有效掌握“土力學”課程的學習方法，一直是筆者努力的方向。

在緒論的教學內容中筆者有了如下一些改進方法。加強對國內土力學發(fā)展簡史的介紹，介紹我國在土力學方面有代表性的專家和學者的學術論解，從而增加學生對國內土力學領域的了解。推薦學生課后學習關于土力學發(fā)展與展望的相關文獻，作為了解土力學學科內容的延伸。重點加強對土力學學習方法的介紹。給學生推薦本門課程重要的參考書籍、相應工程規(guī)范，并給學生推薦與“土力學”課程相關的學習網(wǎng)站和精品課程網(wǎng)站。

通過緒論課教學內容的改革，筆者讓學生認識到“土力學”課程的學習不僅僅是一門課程的學習，而是一門學科的學習，這門學科的學習離不開課外大量的閱讀和對土力學相關領域的了解。

2.利用現(xiàn)代化教學手段，提高教學效果

多媒體技術作為一種有效的輔助教學手段，充分展現(xiàn)出特有的擴展信息量、節(jié)省課時、便于啟發(fā)思維和活躍課堂氣氛的優(yōu)點。[3]通過教學研究筆者發(fā)現(xiàn)，利用多媒體教學可以節(jié)省教師對復雜圖像和表格的描繪以及對文字的書寫，既能生動形象、圖文并茂地介紹知識，又能有更多的時間集中在分析和講解上，使教學效果有了進一步改善。比如在課堂上就可以用視頻演示實驗過程，模擬地基土的滑動等，做到理論知識和現(xiàn)場實際相結合，充分調動了學生的學習興趣。

在“土力學”課程的學習過程中，學生還可以利用網(wǎng)絡輔助教學平臺獲得更豐富的學習資源。金陵科技學院已建立土力學的課程網(wǎng)站，老師可通過這樣的平臺，開展在線答疑，提供學生學習指導以及一定數(shù)量的在線自我測試。這些對鼓勵學生主動學習、積極思考、開闊視野，提高學生的自學能力能起到很好的作用。

3.工程案例教學的實施

盧肇鈞院士認為：土力學應當是一門兼顧基礎和應用的技術科學。學習土力學的目的是為了以后能夠解決實際工程問題，因此在“土力學”的教學上，應重視實際工程案例的引入。

世界著名的土力學案例，如意大利比薩斜塔、加拿大特朗斯康谷倉、蘇州的虎丘塔等當然都是很好的素材?？稍谶M行案例分析時，筆者發(fā)現(xiàn)學生對身邊的熱點問題熱情高、關注力與參與度更高。例如上土壓力這一章節(jié)時引入上海蓮花河畔景苑房屋倒塌事件。多數(shù)學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，在地勢平坦的四川盆地邊緣和河谷等地引發(fā)了嚴重的砂土液化現(xiàn)象。課堂中引入此工程實例，讓學生思考地基土為什么會失去承載力，可讓學生對砂土的抗剪強度的構成及對飽和土有效應力原理加強理解。在進行案例講解時，要注重與土力學有關的知識點相結合，這樣學生就會對相關理論留下深刻印象。所以工程案例的選取不僅要經(jīng)典還要注重熱點，工程案例的講解不能只注重形式，更要注重案例的內容和實質。

工程案例教學的實施能加強學生對土力學理論知識的吸收和掌握，提高學生對本課程本學科的興趣，讓學生感到能學以致用，培養(yǎng)學生的分析能力，有助于應用型人才目標的培養(yǎng)。

4.重視室內實驗課

土力學是一門以實驗為基礎的學科，土力學的許多經(jīng)典理論都是通過實驗獲得的。首先，在建立理論和模型時，要通過實驗了解土的主要特點和影響因素，確定各物理量的函數(shù)關系和參數(shù)值；其次，必須通過實驗來驗證理論的可靠性和適用條件。[4]因此重視和強化實驗教學對提高“土力學”教學質量，培養(yǎng)學生的動手能力、應用能力至關重要。

筆者根據(jù)土木工程不同方向的學生分別開設了顆粒分析實驗、密度實驗、含水率實驗、土體壓縮實驗、直剪實驗等8～10個學時的土力學試驗。通過實驗，一方面使學生掌握土力學常規(guī)實驗的實驗方法、步驟及實驗結果的整理方法；另一方面使學生了解實驗的目的是為工程服務，每一項實驗都應力爭反映土體的實際工程條件等。再者，通過實驗，學生能夠真正地深入課堂知識的學習，增強了責任感，培養(yǎng)了學生嚴謹、認真負責的工作態(tài)度，也有利于提高學生解決實際工作的能力。

5.開設第二課堂，引導學生自主學習

自學能力，指一個人獨立學習和獲取知識的能力。提高大學生的自學能力能夠提高其掌握知識的質量和速度，并能夠不斷地擴大知識面。針對“土力學”教學中內容多、學時少，學生能力層次差別較大的特點，筆者在“土力學”課堂教學外，開設第二課堂，引導學生自主學習。

在第二課堂中，可根據(jù)學生知識掌握程度、學習能力對學生因材施教。對于基礎比較薄弱的學生，筆者指導他們制訂學習計劃，提前預習及時復習，對書中的難點和課后習題進行單獨輔導，查缺補漏，確保學生不要因為數(shù)學、力學等基礎的薄弱造成對本門課程缺乏興趣和信心。對于部分基礎扎實、學習能力較強的學生，筆者鼓勵他們在大學階段有意識地培養(yǎng)自主學習的能力，培養(yǎng)獨立獲取新知識，掌握新理論，探索新科學的能力。引導他們利用高校的圖書館、校園網(wǎng)等資源，查閱文獻資料，進行知識的積累和更新，盡早地進入土力學這門學科的大門。在學生有一定的專業(yè)基礎后，對學生進行初步科研訓練。首先讓學生弄明白什么是科研，應該怎么搞科研。然后指導學生組成課外科研小組查資料、做實驗，學習如何撰寫論文。并鼓勵學生參與到教師的一些實驗科研項目中，深化理論學習、加強實踐和應用能力的培養(yǎng)。

三、結論

作為應用型本科院校一門重要的專業(yè)基礎課，“土力學”的教學方法的探討和研究對培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和實踐能力的應用型人才具有一定的促進作用。作為應用性很強的“土力學”課程教學，不僅要注重基礎知識，還要結合實際，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。只有這樣，才能培養(yǎng)出基礎知識扎實、專業(yè)面寬、實踐能力強的應用型人才。

參考文獻：

[1]袁聚云， 錢建固，張宏明，等.土質學與土力學[M].北京：人民交通出版社，2009.

[2]秦祖澤， 唐受印，俞貴邦，等.探索應用型本科教育 培養(yǎng)高層次應用型人才[J].長春工程學院學報，2002，3（3）：42-44.

[3]萬明芳.大學物理多媒體教學的思考[J].理工高教研究，2005，

24（3）：112-113.

[4]黎春林.應用型本科院校土力學教學方法研究[J].廣州大學學報，2001，（3）：41-43.

（責任編輯：王意琴）