基于“教、學、用”三位一體的土力學課程教學模式改革與實踐

王安明　周進　劉娉慧

摘要：確立了“從單純學習知識到學習知識加培養(yǎng)解決實際工程問題的能力并重”的教育教學理念；構(gòu)建了基于“教、學、用”三位一體的土力學課程教學新模式，建立了以教師模塊、教學模塊和學生模塊為主體的基本框架，從課堂教學、試驗教學、施工現(xiàn)場實踐教學、教師的工程實踐鍛煉、學校教師與生產(chǎn)科研單位的合作交流等五個方面闡述了基本做法，制作了與該教學模式相對應(yīng)的教學課件，使得學校相關(guān)專業(yè)學生土力學理論及相關(guān)實踐能力大大提高，人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提升。

關(guān)鍵詞：土力學；三位一體；教學模式；實踐教學；教育教學理念

中圖分類號：G6420；TU43 文獻標志碼：A 文章編號：

10052909（2015）04005203

作為地質(zhì)工程、水利工程、土木工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)主干課程，土力學課程闡述了實際工程中涉及到的巖土力學理論。然而土力學課程教學模式存在如下問題：一是，課堂教學強調(diào)教與學，而忽視了應(yīng)用[1]，沒有將土力學理論知識運用到工程實例中；二是，土力學課程的實踐環(huán)節(jié)同樣存在著忽視理論分析的現(xiàn)象，學生往往知其然而不知其所以然[2]；三是，土力學課件陳舊，未能及時與典型的工程實例結(jié)相合；四是，教師與設(shè)計單位合作交流不夠[3]，沒有充分了解工程一線設(shè)計施工技術(shù)對土力學知識的要求。針對土力學教學存在的問題，進一步提高土力學課程的教學效果，對土力學課程教學模式進行改革以適應(yīng)工程實踐和社會發(fā)展對人才的要求勢在必行。為此，筆者建立了基于“教、學、用”三位一體的土力學課程教學新模式，并設(shè)計制作與之對應(yīng)的示范課件。

一、建設(shè)框架

該教學模式主要由教師模塊、教學模塊、學生模塊三個模塊組成，其主要框架如圖1。教師模塊：教師通過工程實踐鍛煉或與用人單位交流合作機會，搜集各種工程實例，豐富自身的實際工程經(jīng)驗，并制作多媒體課件向?qū)W生演示。教學模塊：主要由課堂教學、室內(nèi)試驗、現(xiàn)場試驗和施工現(xiàn)場教學4部分構(gòu)成。在課堂學習基本理論的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學生利用土力學基本原理深入分析工程實

例；利用室內(nèi)

外試驗加深對基本理論的驗證和分析。學生模塊：主要通過教師的引導(dǎo)、講授以及與現(xiàn)場設(shè)計施工人員的交流，學習土力學基本理論，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際獨立思考的能力

二、“教、學、用”三位一體教學模式的實施

（一）課堂教學

土力學課程課堂教學如果僅泛泛地講理論會顯得很空洞、枯燥，學生學完后也不知道如何運用，但是學生對實際工程案例卻興趣濃厚，因此在教學中應(yīng)將理論與工程實踐相結(jié)合。例如：在講到土的滲透性時，列舉了廣東北江大堤石角段在1994年發(fā)生管涌的事故和鬧市區(qū)開挖基坑因滲漏引起的工程事故。案例教學能夠深入淺出地將土的滲透性原理傳授給學生，既活躍了課堂氣氛，又增強了學生的學習興趣。

在堅持理論結(jié)合實際進行教學的基礎(chǔ)上，采用啟發(fā)式教學，在講解課程重點難點知識點時，通過多問幾個“為什么”，引導(dǎo)學生積極思考，讓學生通過思考尋找答案

，從而達到教學所要追求的目標。例如在講解土的強度與地基承載力，列舉了墨西哥市藝術(shù)宮嚴重下沉的事故，引導(dǎo)學生去思考土強度影響因素及其與地基承載力的關(guān)系，使得

教學在問與答之間逐步展開，有效地提高了學生的積極性，提高了教學效果。

（二）試驗教學

在土力學教學過程中要反復(fù)強調(diào)，試驗的目的不是簡單的測量數(shù)據(jù)、看現(xiàn)象、得結(jié)論，而是要通過試驗培養(yǎng)學生的動手能力，獨立分析與解決問題的能力。比如：在上課前，教師針對此次試驗課內(nèi)容預(yù)先擬出若干思考題讓學生思考，做完試驗之后進行提問，然后指導(dǎo)教師與學生一起現(xiàn)場討論，從而達到知其然還要知其所以然的目的。

在上試驗課之前，教師先把涉及到土力學試驗的土工試驗方法標準規(guī)范電子版發(fā)給學生，讓學生了解規(guī)范流程，督促學生對規(guī)范與試驗操作指導(dǎo)書進行對比，并找到差別和聯(lián)系，讓學生明白試驗就是畢業(yè)之后開展土力學試驗工作的提前演練，從而在態(tài)度上更加重視。

（三）施工現(xiàn)場實踐教學

通過課程實習、專業(yè)實習和畢業(yè)實習等實踐教學機會，選取基坑開挖、擋土墻和降水施工現(xiàn)場進行教學，把實習工地當作課堂，由指導(dǎo)教師結(jié)合現(xiàn)場實際工程進行講解，把具體工程抽象為理論公式的講解，分析中間涉及到的土力學基本參數(shù)和理論知識。比如：在某基坑支護施工工地，現(xiàn)場對照設(shè)計圖紙看圖講解，認識土層及其物理力學計算參數(shù)，然后現(xiàn)場通過理正軟件對支護工程進行計算，從而更好地理解土體參數(shù)的選擇和土壓力的計算等知識。這樣既調(diào)動了學生學習的主觀能動性，又提高了學生分析和解決問題的能力，還加深了對工程的印象和對知識的理解。

（四）教師的工程實踐鍛煉

學校對青年教師參加工程實踐給予了足夠重視，主動為教師搭建平臺，以相關(guān)的政策為導(dǎo)向，逐步強化青年教師對工程實踐能力培養(yǎng)的重視程度。如：學校印發(fā)《青年教師實踐鍛煉管理辦法》，其中規(guī)定青年教師在實踐期間工資福利待遇不變，完成任務(wù)書中規(guī)定的任務(wù)，視為完成基本教學工作量，其校內(nèi)獎勵性績效工資按其職稱相對應(yīng)崗位以及考核等級核發(fā)；每季度學校報銷1次往返交通費，其它費用自理。另在實踐單位鍛煉期間，工程單位還要給教師補貼工資福利。這些激勵措施使得教師在工資待遇和職稱晉升等方面沒有后顧之憂，能夠安心在工地開展學習和實習教學工作。

（五）學校、教師與生產(chǎn)科研單位的合作交流

學校、教師與生產(chǎn)科研單位的合作交流是提高青年教師工程實踐能力的重要途徑[4-5]，教師參與校企合作，解決在生產(chǎn)科研過程中遇到的技術(shù)難題，可以鍛煉教師的工程實踐能力。一方面：利用學校設(shè)計院和基礎(chǔ)公司平臺來承擔工程設(shè)計以及施工生產(chǎn)項目，在老教師的帶領(lǐng)下，讓青年教師課余承擔部分設(shè)計任務(wù)，同時組織教師考察工程建設(shè)項目，提高教師對實際工程的感性認識。另一方面：學院先后與河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限責任公司、中國核工業(yè)中原建設(shè)有限公司等建立了產(chǎn)學研結(jié)合示范基地，定期選派土力學教師到企業(yè)開展交流合作。

三、“教、學、用”三位一體教學模式課件的開發(fā)

土力學課題組精心選擇了若干有代表性的工程實例嵌入到課件合適的章節(jié)，講課時將基本理論與工程實例密切結(jié)合，以基本理論解釋和指導(dǎo)工程實例，以工程實例加深和提升對基本理論的理解。如在講授土壓力一章中，將“上海塌樓事件”引入課件并作為例題進行計算講解分析。

此外，注重多媒體課件制作的質(zhì)量，強調(diào)圖文并茂，動靜結(jié)合，重點突出，條理清楚，還制作了書本中涉及到常見的土工結(jié)構(gòu)模型、力學演示過程模型等，呈現(xiàn)立體式課堂教學場景，如擋土墻模型、滑坡模型、建筑物基礎(chǔ)模型等，使得土力學課本中涉及的一些基本概念能夠生動形象地呈現(xiàn)在學生眼前，幫助學生更好地理解。

四、“教、學、用”三位一體教學模式的效果評價

（一）教師自我評價

該教學模式實施過程中，授課教師給予了積極評價，教學情況和學生的反應(yīng)效果良好，達到了教學的基本要求，不僅加深了學生對教材內(nèi)容的理解，而且有效地促使教師和學生提高理論聯(lián)系實際的水平，啟發(fā)式教學使學生的精力更集中、互動更積極，學生課堂到課率及提問題次數(shù)顯著好轉(zhuǎn)。

（二）學生評價

為具體量化學生對該教學模式實施效果的評價，對2006級、2007級、2008級、2009級約600名學生進行了問卷調(diào)查。結(jié)果顯示：90分以上的占全部調(diào)查人數(shù)的80%； 80～90分之間的占全部調(diào)查人數(shù)的18%； 80分以下的占全部調(diào)查人數(shù)的2%。從具體單項統(tǒng)計來看，97%以上的學生工程實例結(jié)合知識點來分析的教學模式

大大提高發(fā)課堂教學效果，應(yīng)該繼續(xù)采用；有超過95%以上的學生對在課堂上吸收到的新科技成果給予了充分肯定。

（三）用人單位評價

通過實施三位一體的教學模式，廣大學生的巖土工程專業(yè)素質(zhì)和綜合素質(zhì)得到了用人單位的高度評價，普遍反映學校畢業(yè)生專業(yè)知識扎實，表現(xiàn)出比較強的土力學基本理論功底和實際應(yīng)用能力，不少學生在實際工作中提出了技術(shù)革新，優(yōu)化了施工工藝。比如：通過對河南卓越建設(shè)工程有限公司等用人單位的走訪，反映某部門通過注冊巖土工程師考試的2個人都是該校近年巖土工程專業(yè)的學生；焦作市勘察院同行反映其單位有不少該校畢業(yè)生并且大多數(shù)已經(jīng)成為單位的業(yè)務(wù)骨干。

五、結(jié)語

筆者在教學實踐的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了理論教學和工程實踐相結(jié)合的教學理念，形成了“教師教知識、學生學知識、知識該如何應(yīng)用”相結(jié)合的教學新模式。在課堂教學中增加對工程案例分析的課堂講解，試驗教學中增添互動思考題，增加對教師的工程實踐鍛煉和施工現(xiàn)場實踐教學，提高了學生分析問題和解決問題的能力，構(gòu)建了學校教師與生產(chǎn)設(shè)計單位的長期合作交流機制。研究成果為該校地質(zhì)工程專業(yè)評定為國家級特色專業(yè)建設(shè)點、土木工程專業(yè)通過建設(shè)部高等教育專業(yè)評估、土力學課程被評為河南省精品課程等提供了課程建設(shè)的基本保障。參考文獻：

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