土力学与地基基础 考点_关于土力学课程教学的思考与实践

　　摘　要：土力学是一门十分重要的专业基础课。针对目前土力学教学过程中存在的现实问题，遵循土力学课程特点，结合教学实践，从教学内容、实践教学、教学方法和学习兴趣等角度对提高土力学课程教学质量进行了一些思考和探讨。
　　关键词：土力学；教学实践；教学方法
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2012）24-0275-02
　　土力学以土为研究对象，主要讲授土的组成、物理性质、土中渗流、土中应力、土的变形和强度等理论知识，以及土压力、边坡稳定和地基承载力等工程实践知识。土力学在大量的理论推导、试验资料和工程实践经验基础上逐渐发展和形成，具有较强理论性和实践性，是水利、土木、建筑、交通、港口、地质、环境工程等多个专业的一门基础课程[1]。该课程以培养学生分析工程问题能力和土力学实验动手能力为目的，是学生学习后续课程（如基础工程、地基处理、基坑工程等）的知识基础，对于构筑专业课程体系和知识结构具有核心意义；是提升各专业学生专业基本能力的理论基础，对于夯实专业基础具有重要意义。
　　但是，由于专业培养方案修订、专业课程设置调整以及土力学课程自身特点等原因，导致近年来土力学的教学现状和教学效果不容乐观。同时，应用型、创新型培养目标的新定位，对现阶段土力学课程教学也提出了新要求。因此，在此种新形势和背景下，如何做好土力学的教学工作，提高教学质量，实现培养目标，是值得思考和探索的问题。
　　一、土力学课程特点
　　土作为土力学的研究对象，是地壳岩石经过长期风化后所产生的碎散矿物集合体，具有复杂的组成成分和强烈的时空变异性。因此，土力学虽然是力学的一个分支，但却不像其他力学分支那样具有严谨的理论体系逻辑性和知识体系系统性，课程中涉及的基本概念、基本理论、计算公式大多来源于土工实验或工程实践经验，缺乏严格的理论推导；土力学的研究对象没有统一的假定和力学体系，不以力学分析为主要手段（如固结理论、沉降计算、稳定分析和渗流分析等均建立在对土提出不同假定的基础上）；土力学实际工程问题的分析方法与结果不唯一，即对于同一个问题往往可采用多种方法得到不同结果（如地基沉降量、地基承载力等均可采用多种方法计算）。土力学具有理论和实践双重特点，正如土力学创始人太沙基所说“土力学与其说是一门科学不如说是一种艺术”[2]。
　　正是由于土力学的此种特点，使其课程内容理论多、实践性强、内容连贯性差、公式的假定条件多，学习中需要记忆大量的理论方法和经验公式，并且需要掌握较为复杂的绘图和计算方法，给学生学好土力学、理解和掌握土力学理论带来了诸多困难。
　　二、课程教学存在的问题
　　1.教学内容多而课时少。土力学是一门承上启下的专业基础课，具有涉及学科内容广、理论性强、经验公式多、知识结构较松散、内容跳跃性较大等特点，再加上近年来土木工程新技术、新理论不断涌现，新工艺、新方法不断更新，学生学习时通常感到内容繁多，难以掌握，造成教学学时少与教学内容多之间的矛盾。目前，根据培养方案及课程教学大纲，土力学课程理论课时为48学时，土力学的九章教学内容平均每章理论课时不到6学时，并且要掌握所涉及的众多理论规律及100多个重要概念和公式，难度可想而知。
　　2.理论与实践教学脱节。实践教学是土力学理论学习的必要辅助和保障，然而，目前土力学实践教学以室内实验为主、方式单一，而且室内实验主要包括经典实验和验证性实验，内容陈旧，乏味单调，学生只需照搬操作，缺乏创新思维的培养，不符合土力学重实践、重应用的要求和特点，严重影响课程教学目标的实现。课堂理论知识和实验课内容由理论教师和实验教师分别教授和承担，已成为目前普遍的土力学教学模式，然而，由于两类教师特点不一、缺乏交流，导致理论内容与实践内容不连续、不完整，起不到理论与实践融会贯通的作用。
　　3.理论教学方法单一、内容死板。土力学课程教学大多采用板书式的传统教学方法，虽然此种方法有利于学生在教师板书、推导及绘图的过程中逐渐理解并掌握知识点，但是，如前所述该课程内容庞杂，导致任课教师只顾板书讲解、学生学习枯燥乏味。多媒体的引入在一定程度上改善了课程内容的死板，但是，教学实践中只播放PPT而没有公式推导、绘图等板书过程，造成讲课速度快、学生跟不上，导致重要知识点不突出、学生掌握不牢[3]。
　　4.学生学习积极性不高、兴趣低。土力学课程教学过程中学生学习积极性普遍不高，学习兴趣较低。这种现象除学生自身原因外，还包括以下两方面的原因：一方面，土力学课时量的缩减导致教学时间不足，教学方法变为“满堂灌”，短时间内灌输大量理论和知识，致使学生难以消化和掌握，对土力学的学习产生了厌倦情绪；另一方面，土力学课程理论多、实践性强、内容连贯性差、概念多、经验公式多等特点，导致学生在学习过程中难以形成完整的理论和知识结构体系，产生了厌学情绪。
　　三、课程教学的思考与实践
　　为了解决土力学课程教学存在的问题，提高土力学教学质量，达到人才培养的目标，在实际土力学教学过程中通过思考和实践总结出以下几条方法和见解，以供探讨。
　　1.加强土力学教学内容理论框架的系统性。土力学课程内容虽然庞杂，但也具有一定的系统性。总体而言，土力学可概括为由三大理论和三类工程技术问题构成的课程内容框架。三大理论指土的强度、固结和渗透理论，它们构成了土力学的理论体系，是解决工程实际问题的基础。三类工程技术问题包括强度问题、变形问题和渗流问题，其中强度问题还包括土压力计算、土坡稳定分析和地基承载力[4]。因此，课堂教学中应注意运用理论知识框架将课程内容紧密串连起来。不仅要在课程绪论中讲解土力学框架，而且要在每章开篇时均讲授该框架，使学生明确各章学习内容之间的关系以及该章在整个理论框架中的位置和作用，提高学生对土力学课程内容的系统认识。
　　2.突出实验课和案例教学增强课程的实践性。土力学试验是土力学教学中一个重要的组成部分，是锻炼学生动手能力和提高学生分析、解决问题能力的必要途径。土力学试验可以突出以下两个方面：一方面，建立开放性实验室，有效利用实验教学资源，拓展教学大纲以外的实验项目；另一方面，安排和鼓励学生根据自己的兴趣爱好或实际工程问题，自主选题，创新性地进行试验设计。土力学诞生于工程实践，并注重解决实际工程问题。因此，在土力学课程教学过程中，应十分重视工程案例的引入，如在讲解某一理论之前首先抛出实际工程问题，然后引出理论内容，最后通过理论的学习掌握解决实际工程问题的方法。这种教学思路既有利于学生培养工程实践意识，也有利于对理论知识的吸收和掌握。