啟發(fā)式教學(xué)在土力學(xué)課程教學(xué)中的具體應(yīng)用

劉榮

摘要：土力學(xué)課程有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，涉及概念眾多，比較難學(xué)。啟發(fā)式教學(xué)是高校研究性教學(xué)中的一種方法，注重引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)、積極地掌握知識(shí)。本文選取土的形成、土的變形和土的強(qiáng)度三個(gè)知識(shí)點(diǎn)，具體闡述了啟發(fā)式教學(xué)模式在土力學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)l(fā)式教學(xué)；土力學(xué)課程；研究性教學(xué)；教學(xué)模式

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）17-0207-03

一、概述

啟發(fā)式教學(xué)是指授課教師根據(jù)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，從學(xué)生的具體情況出發(fā)，諸如心理特征、知識(shí)結(jié)構(gòu)等，采用各種生動(dòng)活潑的方式，引導(dǎo)學(xué)生的積極思維，是能夠使他們主動(dòng)地獲取知識(shí)、發(fā)展智能的一種積極的雙向教學(xué)方式。

啟發(fā)式教學(xué)方法和教學(xué)思想很早以前就已經(jīng)被采用?？鬃邮菃l(fā)式教學(xué)的創(chuàng)始人，“不憤不啟，不悱不發(fā)，舉一隅，不以三隅反，則不復(fù)也”。宋代理學(xué)家朱熹的解釋是“憤者，心求通而未得之意；悱者，口欲言而未能之貌；啟，謂之開(kāi)其意；發(fā)，謂之達(dá)其詞”。孟子對(duì)孔子的啟發(fā)式教學(xué)思想作了進(jìn)一步的闡述和發(fā)展，“君子引而不發(fā)，躍如也。中道而立，能者也”是孟子對(duì)孔子的啟發(fā)式教學(xué)思想的形象說(shuō)明?？梢?jiàn)，啟發(fā)式教學(xué)不是把結(jié)論和盤(pán)托出，而是只引導(dǎo)而不強(qiáng)迫，學(xué)生才可以自由發(fā)展。

筆者所講授的土力學(xué)課程是土木工程、水利工程、交通工程、港航工程等專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容很重要，同時(shí)又比較難學(xué)。土力學(xué)課程的重要特點(diǎn)之一是理論和實(shí)踐的高度結(jié)合。土力學(xué)的先修課程有理論力學(xué)、材料力學(xué)和彈性力學(xué)等。初等土力學(xué)的理論基礎(chǔ)是彈性力學(xué)，因此課程中有比較多的理論推導(dǎo)、基本假定和理論分析。同時(shí)，又因?yàn)橥亮W(xué)課程為工程服務(wù)的基本特點(diǎn)以及土體的復(fù)雜性，所以土力學(xué)課程的實(shí)踐性也需要很好的關(guān)注。但從課程內(nèi)容上看，土力學(xué)課程既不像材料力學(xué)等課程具有的嚴(yán)謹(jǐn)性，也不像建筑施工等課程具有的可操作性。因此，學(xué)生有時(shí)候覺(jué)得比較難把握，容易有畏難情緒。為了提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，教師在授課時(shí)有必要采用科學(xué)有效的教學(xué)方法來(lái)教授這門(mén)課程。以下結(jié)合筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)土力學(xué)課程的幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)闡述啟發(fā)式教學(xué)在土力學(xué)課程教學(xué)中的具體應(yīng)用。

二、土的形成

土力學(xué)的研究對(duì)象是土，是研究土的應(yīng)力、應(yīng)變以及滲透規(guī)律的一門(mén)力學(xué)分支。本課程所接觸到的第一個(gè)主要內(nèi)容就是土的形成的概念，也是后續(xù)學(xué)習(xí)土力學(xué)三大問(wèn)題的一個(gè)重要基礎(chǔ)，因此如何學(xué)好這部分內(nèi)容就顯得很重要了。

在講授該章節(jié)時(shí)，筆者基于啟發(fā)式教學(xué)中“引而不發(fā)”的基本思想，首先拋出“土是怎么來(lái)的”這樣一個(gè)問(wèn)題。學(xué)生們?cè)谏钪校瑢?duì)“土”這個(gè)概念可能不是很陌生，但是很少有學(xué)生去主動(dòng)想這個(gè)問(wèn)題。因此，筆者拋出這個(gè)問(wèn)題之后，并沒(méi)有直接回答，而是利用幾分鐘的時(shí)間讓學(xué)生們自己去思考，這樣一下子就把學(xué)生們的思路從抽象的土力學(xué)課程拉到這個(gè)比較具體的問(wèn)題上來(lái)了。學(xué)生們的回答各種各樣，有的說(shuō)是巖石變來(lái)的，有的說(shuō)是地球上原來(lái)就存在的，等等。這時(shí)候筆者用了一個(gè)類(lèi)似電影鏡頭的比喻，將時(shí)間一下子拉到60億年前，提問(wèn)學(xué)生：“60億年前是什么樣子的？”學(xué)生們答不出來(lái)。接著教師解釋到：“60億年前大概地球剛剛誕生”。剛剛誕生的地球暴露在太空當(dāng)中，會(huì)經(jīng)受各種內(nèi)外作用。外部作用主要包括宇宙射線、太陽(yáng)的輻射、隕石的撞擊以及地球表面的各種風(fēng)、霜、雨、雪、溫度、地震等。內(nèi)部作用主要包括由于地球的公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)以及地球內(nèi)部巖漿的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的各種復(fù)雜的作用力。在這些內(nèi)外作用之下，從地球內(nèi)部噴涌而出的巖漿，會(huì)逐漸冷凝，形成地球上最初連續(xù)的巖漿巖，而連續(xù)的巖漿巖會(huì)繼續(xù)經(jīng)受各種作用逐漸分裂、破碎，形成一堆碎屑物質(zhì)，這就是土力學(xué)課程廣義概念下所定義的“土”。講到這里，學(xué)生們的腦海里有了比較清晰的畫(huà)面感，抽象的土力學(xué)概念開(kāi)始有了比較具體的印象。接著解釋在前面的課程中提到的“各種內(nèi)外作用”。這種內(nèi)外作用統(tǒng)稱為“風(fēng)化作用”，分為物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化兩種類(lèi)型。所謂物理風(fēng)化，是指巖石僅僅發(fā)生大小和形狀的變化，由大變小，由小變得更小，但其化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生任何改變。所謂化學(xué)風(fēng)化，是指暴露在空氣中的碎屑物質(zhì)，與水、二氧化碳等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不僅僅使巖石變得更小，更重要的是其化學(xué)成分發(fā)生了變化。

經(jīng)過(guò)風(fēng)化形成的一堆碎屑物質(zhì)，如果沒(méi)有被搬運(yùn)走，仍然停留在原地，那就稱之為殘積物。如果被某種作用力搬運(yùn)走，重新堆積，那就稱之為運(yùn)積物。如果是由水力的方式搬運(yùn)而到另外的地方重新沉積，則稱之為沖積物。比如，我們腳底下的長(zhǎng)江中下游沖積平原，如果是由風(fēng)力的方式搬運(yùn)到別的地方重新沉積，則稱之為風(fēng)積物，比如關(guān)中平原等。此外，加上冰川運(yùn)動(dòng)形成的冰積物以及湖泊靜水環(huán)境形成的沼澤土沉積物。自此，本節(jié)的主要概念經(jīng)拋出一個(gè)主線問(wèn)題后得到了全部的解釋?zhuān)不卮鹆恕巴潦窃趺磥?lái)的”的問(wèn)題。

三、土的變形

土的變形是土力學(xué)課程中的三大主要問(wèn)題之一。對(duì)于一部分建筑物，除了要滿足強(qiáng)度要求之外，還要滿足變形要求。用公式可以表述為Δ≤[Δ]，式中，Δ為擬建建筑物將要發(fā)生的變形值，[Δ]為規(guī)范許可值。土力學(xué)課程中關(guān)于變形問(wèn)題的主要任務(wù)就是要學(xué)習(xí)土體變形的基本原理，掌握計(jì)算土體變形值的基本方法。

四、土的強(qiáng)度

土的強(qiáng)度問(wèn)題是土力學(xué)課程中要解決的核心問(wèn)題之一。其問(wèn)題可以概括為，所有建筑物所產(chǎn)生的豎向應(yīng)力都不應(yīng)大于地基土的承載力，用公式可以表示為p≤f。式中p為建筑物的豎向應(yīng)力，f為土體的承載力。本課程這部分的主要任務(wù)是弄清楚土體在荷載作用下的基本強(qiáng)度機(jī)理及在工程中的主要應(yīng)用。

五、結(jié)語(yǔ)

以上三個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解思路基本都是貫徹執(zhí)行了啟發(fā)式教學(xué)中“不憤不啟，不悱不發(fā)”的教學(xué)思想。通過(guò)提出一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，引而不發(fā)，逐步引導(dǎo)，激起學(xué)生的求知欲。通過(guò)邏輯嚴(yán)密的知識(shí)講解，似庖丁解牛般，將知識(shí)點(diǎn)逐步解剖，直至大白于學(xué)生面前，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。很多學(xué)生反映，開(kāi)始對(duì)土力學(xué)有畏難情緒，覺(jué)得很難學(xué)，但真正跟上教師的思路，層層推進(jìn)，逐步理解，最后也都取得了很好的成績(jī)。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐洪祥，宋春紅.啟發(fā)式與引導(dǎo)式教學(xué)模式的探索與實(shí)踐——以土力學(xué)課程教學(xué)為例[J].高等建筑教育，2017，26（1）：96-98.

[2]張曉宏.高校研究型教學(xué)模式之探究——啟發(fā)式教學(xué)[J].教育探索，2007，（3）：63-64.

[3]王偉，陶菲菲，盧庭浩，白文輝.啟發(fā)式教學(xué)在土力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].高等建筑教育，2008，17（5）：83-86.

[4]許年春，吳同情，黃林青.啟發(fā)式教學(xué)在“土力學(xué)與基礎(chǔ)工程”講課中的運(yùn)用[J].中國(guó)電力教育，2010，（7）：78-79.

[5]趙艷慧.啟發(fā)式教學(xué)研究綜述[J].石油教育，2003，（6）：32-35.

[6]李慧勤，李紅君.現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)的內(nèi)涵與實(shí)施[J].中國(guó)高等教育，2008，（10）：21-23.