摘要:土力學(xué)是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,課程理論性強(qiáng),內(nèi)容較枯燥,計(jì)算繁雜,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生能力,更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要,可考慮在教學(xué)過程中,借助計(jì)算機(jī)輔助編程解決繁雜的計(jì)算問題;引入案例分析,訓(xùn)練學(xué)生解決實(shí)際問題的能力;增加設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力;開展工程師進(jìn)校園活動(dòng),幫助學(xué)生更好地將理論知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合。
關(guān)鍵詞:土力學(xué);教學(xué)模式;創(chuàng)新;改革
作者簡介:繆云(1987-),女,江蘇南通人,南通大學(xué)交通學(xué)院,助教。(江蘇#8194;南通#8194;226019)
基金項(xiàng)目:本文系南通大學(xué)教學(xué)研究課題(課題編號(hào):13050860)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號(hào):1007-0079(2014)14-0122-01
土力學(xué)是交通工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,包括理論課與實(shí)驗(yàn)課兩部分內(nèi)容,主要研究土的基本特性、土中應(yīng)力、變形、土的強(qiáng)度、土壓力、土坡穩(wěn)定性以及與此相關(guān)的內(nèi)容,是聯(lián)系一般基礎(chǔ)課和專業(yè)課的“橋梁”。[1,2]土力學(xué)課程的突出特點(diǎn)是內(nèi)容豐富,理論性非常強(qiáng),課程中涉及的基本概念、基本理論、計(jì)算公式較多,要求會(huì)記、會(huì)背,且要畫圖、計(jì)算。對學(xué)生來說,傳統(tǒng)的教學(xué)方式較枯燥乏味,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,不利于學(xué)生對該門課程的掌握,因此開展創(chuàng)新多元的教學(xué)模式非常重要。[3]
一、目前現(xiàn)狀
近年來,土力學(xué)這門課程在教學(xué)中逐漸暴露出以下幾個(gè)方面的問題。
1.教學(xué)內(nèi)容多而課時(shí)少
土力學(xué)是一門涉及學(xué)科內(nèi)容廣、理論性強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)公式多、知識(shí)結(jié)構(gòu)較松散、內(nèi)容跳躍性較大的課程,學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)通常感到內(nèi)容繁多,難以掌握,造成教學(xué)學(xué)時(shí)少與教學(xué)內(nèi)容多之間的矛盾。原來各大院校土力學(xué)一般均安排64學(xué)時(shí),后來進(jìn)行課程改革,壓縮專業(yè)課課時(shí),減少為48學(xué)時(shí),其中還包括8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課。土力學(xué)共10章教學(xué)內(nèi)容,平均每章理論課時(shí)僅4學(xué)時(shí),并且要掌握所涉及的眾多理論規(guī)律及100多個(gè)重要概念和公式,難度可想而知。[4]
2.課程內(nèi)容多而枯燥,學(xué)生難以接受
土力學(xué)向來被認(rèn)為是一門比較難學(xué)課程,內(nèi)容也較枯燥,加之各大高校的擴(kuò)招,導(dǎo)致學(xué)生與多年前比,起點(diǎn)較低,基礎(chǔ)不是太好,學(xué)生經(jīng)常反映這門課程不太好學(xué),學(xué)不會(huì)。而教師在教學(xué)中又往往容易忽視學(xué)生的感受,采取填鴨式教學(xué)方式,導(dǎo)致學(xué)生上課倍覺枯燥、無聊;教師教學(xué)倍感疲憊且無成就感,造成教學(xué)效果差,質(zhì)量低的被動(dòng)局面。
3.計(jì)算繁瑣復(fù)雜,學(xué)生掌握不好
在進(jìn)行土力學(xué)計(jì)算時(shí),需要做大量繁瑣的計(jì)算工作。例如地基沉降計(jì)算中使用分層總和法計(jì)算土體最終沉降,計(jì)算過程中需要將土體進(jìn)行分層,分別計(jì)算各層土體的應(yīng)力,然后利用公式將每層土體的沉降進(jìn)行疊加求和,計(jì)算繁雜,學(xué)生看到就害怕。再比如使用畢肖普條分法計(jì)算土體邊坡穩(wěn)定,需要進(jìn)行反復(fù)迭代,同樣會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生懼怕心理。
4.教材多為使用多年的經(jīng)典教材,實(shí)時(shí)案例較少
該門課程是一門傳統(tǒng)且重要的課程,教材多是使用教學(xué)名家的經(jīng)典教材,理論內(nèi)容都很好,但缺乏一些學(xué)生比較感興趣的實(shí)時(shí)案例,不能夠吸引學(xué)生的注意力。
5.忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué),單一的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)
由于土工實(shí)驗(yàn)的特殊性,加上傳統(tǒng)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)條件等因素影響,土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍存在如下問題:對實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視不夠;實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相互獨(dú)立,開設(shè)時(shí)間受理論教學(xué)影響嚴(yán)重,部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在時(shí)間上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求,這無疑使學(xué)生對整個(gè)實(shí)驗(yàn)感到很抽象,同時(shí)實(shí)驗(yàn)技能得不到提高,印象不深刻,也不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力。[5]另外,實(shí)驗(yàn)課均為單一的室內(nèi)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),雖能起到鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)的作用,但約束了學(xué)生的思維,不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。
6.任課教師缺乏實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),上課內(nèi)容空洞
目前,部分土力學(xué)任課教師由于很少有時(shí)間參與施工和管理的一線工作,缺乏實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)。因此,在講授土力學(xué)的內(nèi)容時(shí),授課內(nèi)容往往相對空洞,甚至照本宣科,授課效果不好。
二、創(chuàng)新多元的教學(xué)模式探討
針對以上情況,現(xiàn)考慮從以下環(huán)節(jié)著手,探討如何通過創(chuàng)新多元化的教學(xué)模式改革提高學(xué)生上課的積極性,增強(qiáng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
1.整合教材內(nèi)容,合理分布學(xué)時(shí)
因土力學(xué)課時(shí)被壓縮,教學(xué)內(nèi)容較多,因此在教學(xué)內(nèi)容的選取上,對傳統(tǒng)的經(jīng)典內(nèi)容需加以精選,減少本課程與已學(xué)課程間的重疊現(xiàn)象,分析教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn),合理安排學(xué)時(shí),增加有用素材,提高課程的教學(xué)效率。
2.引入計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算編程教學(xué)內(nèi)容
土力學(xué)課程知識(shí)點(diǎn)多而且分散,其中大部分知識(shí)點(diǎn)需要一些繁瑣的計(jì)算。在計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天,通過計(jì)算機(jī)編程輔助計(jì)算將大大提高土力學(xué)計(jì)算的效率。因此,加入部分土力學(xué)計(jì)算軟件編程方法教學(xué)非常有必要。針對不同計(jì)算的特點(diǎn),可以有針對性地采用不同的軟件進(jìn)行編程。比如,分層總和法的計(jì)算雖然繁瑣,但每層的計(jì)算方法類似,因此可通過Excel軟件實(shí)現(xiàn);畢肖普條分法在計(jì)算過程中,需要進(jìn)行反復(fù)迭代,此時(shí)Fortran、Basic等編程語言就較合適。通過上述的計(jì)算機(jī)輔助編程,可以有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,促使學(xué)生多思考,多動(dòng)腦,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。教學(xué)過程中,需注意量的把握,可考慮讓學(xué)生選作一個(gè)編程,以免給學(xué)生造成較大的課業(yè)負(fù)擔(dān)。
3.開展案例教學(xué),提高學(xué)生興趣
在教學(xué)過程中,教師首先要講清基本概念和基本原理,同時(shí)關(guān)注時(shí)事,將實(shí)際工程案例導(dǎo)入教學(xué),讓學(xué)生參與案例討論,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基本理論解決實(shí)際工程計(jì)算和工程技術(shù)問題的能力。在進(jìn)行案例教學(xué)時(shí),可先給出案例,讓學(xué)生在課后進(jìn)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(shí)際發(fā)生的工程案例,或拍照用于課堂教學(xué),或帶學(xué)生去現(xiàn)場學(xué)習(xí)。身邊的真實(shí)案例能讓學(xué)生產(chǎn)生更濃厚的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。比如,在授課期間,南通市濱江公園發(fā)生了一起工程事故,由于江潮沖擊引起邊坡失穩(wěn),導(dǎo)致江邊一道路發(fā)生了塌陷。在課堂上,教師給學(xué)生展示事故照片,讓學(xué)生課后小組討論。通過此類案例教學(xué),可引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考,更好地掌握課堂知識(shí)。
4.增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)
教師需從土力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的應(yīng)用廣泛性和工程實(shí)用性入手,加大技能型、綜合性與探索性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,將實(shí)驗(yàn)體系進(jìn)一步整合、優(yōu)化,適當(dāng)開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以及綜合性實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生掌握了一定的基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)操作技能的基礎(chǔ)上,運(yùn)用某一課程或多門課程知識(shí),對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練。
教師或教師學(xué)生共同編寫設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,增強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時(shí),教師也可自行設(shè)置一個(gè)具有綜合性的實(shí)驗(yàn)題目,給出實(shí)驗(yàn)方向,讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備儀器及已學(xué)知識(shí),充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性將所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)用于實(shí)踐,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫一篇綜合性的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
5.聘請工程技術(shù)人員兼職教學(xué)
針對部分教師實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)少,上課內(nèi)容較空洞的現(xiàn)象,除要提高教師的自身素質(zhì)外,還可以邀請有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員通過兼職教學(xué)或?qū)n}報(bào)告的形式,為同學(xué)們介紹與課程相關(guān)的內(nèi)容。同時(shí)可帶領(lǐng)學(xué)生參觀實(shí)際工程現(xiàn)場,使學(xué)生能更好地將理論知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合。
三、結(jié)語
土力學(xué)是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,在教學(xué)過程中,教師應(yīng)不斷提高自身素質(zhì),不僅需注重傳統(tǒng)理論知識(shí)的講授,還需考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,對教學(xué)內(nèi)容不斷調(diào)整,培養(yǎng)并提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,以滿足就業(yè)需求??山柚?jì)算機(jī)輔助編程解決繁雜的計(jì)算問題;引入案例分析,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,訓(xùn)練學(xué)生解決實(shí)際問題的能力;增加設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力,充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性;開展工程師進(jìn)校園活動(dòng),幫助學(xué)生更好地將理論知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合。通過上述創(chuàng)新多元化的教學(xué)模式改革,不僅能激發(fā)教師的教學(xué)創(chuàng)新思維,還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。
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(責(zé)任編輯:王意琴)