《土力學(xué)》課堂教學(xué)方法探索

伊盼盼

（武昌理工學(xué)院，湖北 武漢 430071）

《土力學(xué)》是土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一。由于土體的特殊性，使課程的理論較多，內(nèi)容連貫性較差，給學(xué)生理解帶來困難，因此，采取科學(xué)有效的教學(xué)方法能引導(dǎo)學(xué)生盡快的了解課程特點(diǎn)及掌握課程要求的知識技能。本文結(jié)合土力學(xué)的特點(diǎn)及教學(xué)實踐，談?wù)剬ν亮W(xué)課堂教學(xué)方法的體會與探索。

1 《土力學(xué)》教學(xué)體會

1.1 土力學(xué)的特點(diǎn)

土是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物，土是由巖石經(jīng)物理、化學(xué)、生物風(fēng)化作用以及剝蝕、搬運(yùn)、沉積作用等交錯復(fù)雜的自然環(huán)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(xué)性質(zhì)。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(zhì)和量的變化直接影響土的力學(xué)性質(zhì)；自然變異性是指土的形成經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)歷史時期，具有明顯的不均勻性，性質(zhì)復(fù)雜，且隨著時間還在不斷變化。因此，土的力學(xué)性質(zhì)較復(fù)雜，深刻理解這些特點(diǎn)，有利于掌握土力學(xué)性質(zhì)的本質(zhì)[2-3]。

1.2 教師應(yīng)對土力學(xué)理論體系整體性把握

教師應(yīng)重視土力學(xué)基本原理間的內(nèi)在聯(lián)系，將內(nèi)容龐雜、繁多的土力學(xué)概念、公式，以一條主線貫穿聯(lián)系起來。以東南大學(xué)、浙江大學(xué)等四校合編的《土力學(xué)》為例，全書可分為三大部分內(nèi)容。第一部分為基礎(chǔ)理論，包括：第一章，土的組成；第二章，土的物理性質(zhì)及分類。這兩章內(nèi)容是貫穿全書的基礎(chǔ)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(yīng)力；第五、六章，土的壓縮性和地基變形；第七章，土的抗剪強(qiáng)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(qiáng)度特性。第三部分為土力學(xué)在工程中的應(yīng)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(wěn)定性。這三章內(nèi)容主要講了擋土墻的穩(wěn)定性問題，地基的承載力問題及邊坡穩(wěn)定性問題，是第二部分理論在工程中的具體應(yīng)用。貫通全書，可以總結(jié)為一個原理：即有效應(yīng)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(qiáng)度理論，它們各自又自成體系，有效應(yīng)力原理將它們有機(jī)的結(jié)合在一起，構(gòu)成了土力學(xué)的基本內(nèi)容。

2 課堂教學(xué)方法探索

2.1 結(jié)合經(jīng)典案例，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

緒論課對全書內(nèi)容做出系統(tǒng)性的總結(jié)，即一個原理（有效應(yīng)力原理），兩個變形（壓縮、剪切），三個理論（強(qiáng)度、變形、滲流）。結(jié)合相關(guān)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(qiáng)度破壞問題；比薩斜塔、蘇州虎丘塔、日本關(guān)西機(jī)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(wěn)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(shè)計、施工問題及與土力學(xué)的關(guān)系。通過直觀的視覺沖擊增強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)知識重要性、實用性的認(rèn)識，使學(xué)生在正式學(xué)習(xí)之前了解學(xué)習(xí)內(nèi)容的應(yīng)用前景與今后工作的需要，從而激發(fā)其努力學(xué)習(xí)的熱情。

2.2 注重課堂教學(xué)的啟發(fā)與互動

課堂講授注重與學(xué)生的啟發(fā)與互動。上課前做好教學(xué)策劃，對所要講授的知識點(diǎn)進(jìn)行分析歸納，理清本知識點(diǎn)在本課程的地位及與其他章節(jié)的聯(lián)系，這樣在授課過程中才能做到有的放矢。在教學(xué)啟發(fā)過程中，思路要連貫不能跳躍，以便掌握講課的速度和調(diào)整講課方法，根據(jù)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)層次循序漸進(jìn)。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(zhì)是什么？引發(fā)學(xué)生思考。進(jìn)而結(jié)合第二章的內(nèi)容，在土的物理性質(zhì)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(xué)生的不同見解，大學(xué)生思維跳躍，教師對于在啟發(fā)過程中的互動與思考，都應(yīng)給予應(yīng)有的接納及正面的解釋，使學(xué)生積極思考，主動學(xué)習(xí)。

2.3 借助多媒體，豐富課堂內(nèi)容

應(yīng)用多媒體可以提高課堂教學(xué)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(qiáng)學(xué)生對工程實際的感性認(rèn)識。有些章節(jié)理論性較強(qiáng)，公式推導(dǎo)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(xiàn)在大屏幕上。以東南大學(xué)、浙江大學(xué)等四校合編的《土力學(xué)》為例，第四章中地基附加應(yīng)力部分，采用了豎向集中力作用時的地基附加應(yīng)力布辛奈斯克解，其中涉及到六個應(yīng)力分量和三個位移分量，公式繁多且復(fù)雜，若采用多媒體輔助板書教學(xué)的效果比較好。

2.4 開展實驗，激發(fā)學(xué)生動手與學(xué)習(xí)興趣

土工試驗是土力學(xué)理論研究的基本手段，是土力學(xué)教學(xué)中的一個非常重要的環(huán)節(jié)。比如達(dá)西做了大量砂土的滲流實驗發(fā)現(xiàn)了土體的滲流定律-達(dá)西定律。庫倫通過對粘性土和無粘性土開展了剪切試驗，發(fā)現(xiàn)了土的抗剪強(qiáng)度定律-庫倫定律。通過實驗課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)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(qiáng)學(xué)生的工程意識。

3 結(jié)語

土力學(xué)與其他力學(xué)相比有其自身的特點(diǎn)，教師應(yīng)重視土力學(xué)基本原理間的內(nèi)在聯(lián)系，將內(nèi)容龐雜的概念、公式，以一條主線貫穿聯(lián)系起來。筆者結(jié)合自己的教學(xué)實踐，探討了土力學(xué)的課堂教學(xué)方法。

［1］東南大學(xué)，浙江大學(xué)，湖南大學(xué)，蘇州科技學(xué)院.土力學(xué).[M].中國建筑工業(yè)出版社.2011.

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

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