基于實(shí)踐能力培養(yǎng)的土力學(xué)課程教學(xué)改革探討

常虹+王麗霞

doi：10.11835/j.issn.1005-2909.2014.01.015

收稿日期：2013-11-12

作者簡介：常虹（1973-），女，吉林建筑大學(xué)測繪與勘查工程學(xué)院副教授，博士，主要從事地基基礎(chǔ)研究，（E-mail）changhong0431@163.com.

摘要：針對地方建筑類高校土力學(xué)課程存在的問題，從優(yōu)化課程內(nèi)容、提高教師工程實(shí)踐能力、改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、優(yōu)化課程考核機(jī)制、改革教學(xué)方法、鼓勵學(xué)生參與科研及采取跟蹤調(diào)查并反饋于教學(xué)等方面進(jìn)行了土力學(xué)課程教學(xué)改革的研究和探討。

關(guān)鍵詞：土力學(xué)；課程改革；工程實(shí)踐

中圖分類號：TU432 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1005-2909（2014）01-0061-03

土力學(xué)課程是建筑類高校開設(shè)的一門專業(yè)必修課，它是建立在力學(xué)基礎(chǔ)上，利用力學(xué)的基本原理專門研究土的力學(xué)性質(zhì)的一門課程，理論性、綜合性、實(shí)踐性都非常強(qiáng)。對于建筑類院校，土力學(xué)作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對于后續(xù)課程如基礎(chǔ)工程、地基處理、邊坡工程等起著關(guān)鍵性的作用，因此如何提高土力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)效果，需要結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)認(rèn)真思考。筆者以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力為本，探討土力學(xué)課程的教學(xué)改革。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

（一）精選教材內(nèi)容

建筑類院校，對于土木專業(yè)、測繪工程、勘查技術(shù)與工程等專業(yè)，在二年級會開設(shè)地質(zhì)工程這門課程，相應(yīng)的與土質(zhì)學(xué)相關(guān)的內(nèi)容，如土的物質(zhì)組成及土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、土的物理力學(xué)性質(zhì)及土的分類分級、原位測試等內(nèi)容，在地質(zhì)工程這門課中已經(jīng)很詳細(xì)的介紹，因此在土力學(xué)面臨學(xué)時少的壓力下，該部分內(nèi)容不需要重復(fù)講述。此外，教材中還存在部分內(nèi)容沒有及時更新，與新規(guī)范矛盾的問題，因此要求教師在講課過程中要嚴(yán)格執(zhí)行新規(guī)范。

（二）教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與注冊考試接軌

當(dāng)今社會各個領(lǐng)域都分別對應(yīng)相應(yīng)的執(zhí)業(yè)資格制度，建筑業(yè)領(lǐng)域也不例外。如注冊巖土工程師，結(jié)構(gòu)工程師，建造師等，這些資格證的考取都會涉及一些相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課，如土力學(xué)、工程地質(zhì)、地基基礎(chǔ)等課程，因此在教授過程中，應(yīng)結(jié)合注冊考試大綱，有側(cè)重地授課。

二、提高教師的工程實(shí)踐能力

土力學(xué)課程是一門實(shí)踐性特別強(qiáng)的課程，它是進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計及計算的理論依據(jù)，直接關(guān)系建筑物的安危。根據(jù)統(tǒng)計資料顯示，古往今來，地基基礎(chǔ)問題約占總事故的21%，因此在講授課程時，要求教師結(jié)合工程案例，講述課程的重要性，使學(xué)生充分認(rèn)識并主動學(xué)習(xí)。這就要求教師具有相應(yīng)的工程背景及很強(qiáng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。例如含水量30%和50%的土在手感和表觀上有何區(qū)別，內(nèi)摩擦角10°和20°對于土的抗剪強(qiáng)度有多大影響，土中粘土礦物的多少如何鑒別，等等。近幾年來，教師隊(duì)伍不斷年輕化，青年教師大多高學(xué)歷、理論功底強(qiáng)，但缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此如何提高教師隊(duì)伍的工程經(jīng)驗(yàn)亟待解決。學(xué)校應(yīng)建立相應(yīng)激勵制度，鼓勵青年教師參與工程實(shí)踐，給教師提供機(jī)會到企業(yè)中去，要求所有青年專業(yè)教師至少有6～12個月的工程實(shí)踐經(jīng)歷，可以到設(shè)計院和相關(guān)施工現(xiàn)場，參與組織設(shè)計、施工現(xiàn)場管理。

三、加大投入，改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

（一）實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課

針對土力學(xué)實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，在總學(xué)時中穿插6～8學(xué)時的實(shí)驗(yàn)。如：土的物理性質(zhì)指標(biāo)及液塑限測定實(shí)驗(yàn)、側(cè)限壓縮實(shí)驗(yàn)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)測定實(shí)驗(yàn)、壓實(shí)實(shí)驗(yàn)等，限于實(shí)驗(yàn)室條件及學(xué)時的限制，一般建筑類學(xué)校僅開出3～4個實(shí)驗(yàn)，即液塑限測定、側(cè)限壓縮實(shí)驗(yàn)及直剪實(shí)驗(yàn)、壓實(shí)實(shí)驗(yàn)等，且每個實(shí)驗(yàn)2學(xué)時，共計6～8學(xué)時。其中測定土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)一般僅限于直剪實(shí)驗(yàn)，很少有條件演示三軸實(shí)驗(yàn)，并且這三次實(shí)驗(yàn)分別獨(dú)立穿插在相應(yīng)課程內(nèi)容結(jié)束后進(jìn)行，這就使得學(xué)生很難將相關(guān)知識貫穿起來，如將這三次實(shí)驗(yàn)聯(lián)合集中做實(shí)驗(yàn)，測定了土的含水量及液塑限后，用相同土樣直接測定它的壓縮系數(shù)、壓縮模量及土樣抗剪強(qiáng)度，由于土的塑性指數(shù)、液性指數(shù)與土的壓縮系數(shù)、壓縮模量之間有著密切的關(guān)系，同時土的含水量的多少對土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)影響很大，這樣連貫的三次實(shí)驗(yàn)會使學(xué)生對土的力學(xué)性質(zhì)初步有一個感性的認(rèn)識和判斷，對提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力有很大幫助。如果三次試驗(yàn)分別獨(dú)立進(jìn)行，相互之間的聯(lián)系脫節(jié)，且每次做實(shí)驗(yàn)的土樣也不同，學(xué)生很難將學(xué)過的知識貫穿起來，更無法將所學(xué)的理論知識和實(shí)驗(yàn)融會貫通。因此建議實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課，確保實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性。

（二）開放實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)不受學(xué)時限制

課程中所涉及的任何一個實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)都是2學(xué)時，這對于簡單實(shí)驗(yàn)可以輕松完成，但對于較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)時間緊張，難以完成，這就導(dǎo)致為保證實(shí)驗(yàn)按時完成，實(shí)驗(yàn)室人員務(wù)必將實(shí)驗(yàn)前的相關(guān)準(zhǔn)備做好，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)僅限于驗(yàn)證過程，實(shí)驗(yàn)的程序和步驟大大簡化，這對培養(yǎng)學(xué)生的動手能力無益，因此建議開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生只要感興趣，可以隨時聯(lián)系實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。最后，學(xué)校應(yīng)加大資金投入，改善實(shí)驗(yàn)室條件，如在測定土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)盡量采用三軸試驗(yàn)，因?yàn)槿S試驗(yàn)接近土的真實(shí)破壞情況，破裂面不是人為硬性指定的，同時在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生不僅可以直接觀察孔隙水壓力的變化，包括給土樣施加圍壓的過程中是通過什么手段施加的，又是如何保證土樣與周圍介質(zhì)的液體完全隔開等。

四、優(yōu)化課程考核機(jī)制

（一）提高實(shí)驗(yàn)課成績比重

改變傳統(tǒng)土力學(xué)課程考核機(jī)制。土力學(xué)是理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的一門課程，因此考核方式要從理論考核和實(shí)驗(yàn)考核兩方面進(jìn)行改革，建議適當(dāng)提高實(shí)驗(yàn)課成績占的比例，將實(shí)驗(yàn)部分的成績比例由原來的10%提高至20%，期末理論試卷占70%，平時成績占10%，以此提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

（二）改革理論課考核方式

以往的理論課期末考試采取閉卷方式，為了減輕學(xué)生考試時的記憶負(fù)擔(dān)，建議土力學(xué)期末理論考試采取開卷形式，學(xué)生可以攜帶相關(guān)教材、筆記及技術(shù)規(guī)范進(jìn)入考場，考試過程中可以自由查閱資料，但不允許相互交流。此種考核方式可以扭轉(zhuǎn)考前僥幸突擊或投機(jī)取巧等蒙混過關(guān)的這部分學(xué)生的不良心態(tài)，切實(shí)起到鼓勵態(tài)度端正、刻苦認(rèn)真的學(xué)生取得好成績。

（三）改革實(shí)驗(yàn)課考核方式

實(shí)驗(yàn)課考核方式的改革，建議采取分級考核區(qū)別對待。對于參加創(chuàng)新性設(shè)計性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目研究的學(xué)生，可以考慮實(shí)驗(yàn)部分免考核成績直接記滿分；對于沒有參與創(chuàng)新性設(shè)計性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的想要爭取實(shí)驗(yàn)成績優(yōu)秀等級的學(xué)生，可以通過申請答辯方式確定成績；對于成績處于良好以下的學(xué)生，可以參考平時實(shí)驗(yàn)課的準(zhǔn)備及報告完成情況給出相應(yīng)成績。同時實(shí)行實(shí)驗(yàn)課成績一票否決制，對于實(shí)驗(yàn)課成績不及格的學(xué)生，不允許參加土力學(xué)期末考試，且未按規(guī)定完成全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的，實(shí)驗(yàn)課成績記不及格。這對提高學(xué)生的重視度，鍛煉學(xué)生的動手能力非常有益。

五、改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方法，采取“啟發(fā)式”教學(xué)

土力學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)方法就是以教師為主，教師講，學(xué)生僅限于被動地聽。建議采取“啟發(fā)式”教學(xué)，正確處理好教與學(xué)的關(guān)系，教師主要起引導(dǎo)作用，啟發(fā)學(xué)生自己說，而不是過去的“填鴨式”教學(xué)。啟發(fā)式教學(xué)對促進(jìn)學(xué)生積極思考、主動獲取知識、拓展學(xué)生的邏輯思維、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力將起到推動作用。如在講述沉降變形計算章節(jié)時，可以先列舉古往今來由于地基失穩(wěn)所引起的工程事故，如意大利的比薩斜塔、加拿大特朗斯康谷倉、蘇州的虎丘塔、上海工業(yè)展覽館，等等，然后引出問題，最后回答如何解決。沿著這樣一條主線講課，學(xué)生可以帶著問題和興趣聽課，這對提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性有著促進(jìn)作用。

六、鼓勵學(xué)生參與科研

（一）鼓勵學(xué)生參與教師的科研課題

由于建筑物的地基條件千差萬別，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際開展創(chuàng)新性試驗(yàn)研究，整個試驗(yàn)從題目的設(shè)計、土樣的選取到步驟的安排，包括設(shè)備的連接、儀器的調(diào)試都由學(xué)生自行設(shè)計完成，教師只起到個別指導(dǎo)的作用。學(xué)生從一踏入學(xué)校就可以參與教師的科研課題，教師可將自己的科研課題向?qū)W生公布，向?qū)W生講解項(xiàng)目的特色、意義及目前取得的成果和進(jìn)展，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和愛好自主雙向選擇確定自己參與科研的方向。經(jīng)過四年的培養(yǎng)，學(xué)生理論與工程實(shí)踐相結(jié)合的能力得到增強(qiáng)，畢業(yè)生就業(yè)率顯著提高。

（二）鼓勵大學(xué)生參加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目申報

鼓勵并支持在校大學(xué)生參與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目申報。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目旨在提高學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)新性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，營造創(chuàng)新氛圍，全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。鼓勵大學(xué)生申報創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生可以遵循個性發(fā)展的需要，根據(jù)自身的愛好和興趣進(jìn)行申報，這樣既可以彌補(bǔ)高等教育在工程實(shí)踐環(huán)節(jié)上的薄弱，又可以改變傳統(tǒng)的教育方法，推動高等教育改革，進(jìn)一步提高高等教育教學(xué)質(zhì)量。

七、跟蹤調(diào)查并反饋于教學(xué)

針對理論教學(xué)中哪些章節(jié)需要改進(jìn)，哪些內(nèi)容需要補(bǔ)充，教學(xué)環(huán)節(jié)中還存在哪些與工程實(shí)際相脫離的，甚至與該門課程相關(guān)的基礎(chǔ)課及后續(xù)課程的開設(shè)順序是否合理等問題，對不同專業(yè)、從事不同行業(yè)的在校生和畢業(yè)生進(jìn)行問卷調(diào)查和分析，以期及時反饋信息，有的放矢，逐步改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。

八、結(jié)語

土力學(xué)課程作為地方建筑類高校開設(shè)的一門重要的專業(yè)必修課，有著理論性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此，土力學(xué)課程的教學(xué)改革對培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才起著重要的作用，只有對該課程全面改革，才能為社會培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代工程需求的高素質(zhì)建筑類應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)：

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Teaching reform of soil mechanics course based on practice ability training

CHANG Honga， WANG Lixiab

（a. Surveying and Exploration Engineering Institute；

b. Higher Education Research Institute， Jilin Jianzhu University， Changchun 130118， P. R. China）

Abstract： According to problems of soil mechanics course teaching in local construction colleges and universities， we researched and proposed several soil mechanics course teaching reform methods including optimizing course content， improving teachers engineering practice ability， reforming traditional experimental teaching methods， optimizing the curriculum evaluation mechanism， reforming teaching methods， and encouraging students to participate in the scientific research.

Keywords： soil mechanics； course reform； engineering practice ability

（編輯 梁遠(yuǎn)華）