土力学课程教学改革的思考与探索

1、土力学课程教学改革的思考与探索众所周知， “万丈高楼平地起”在土木工程界并不成立。 没 有包容万象的地基土体的稳定， 没有基础的稳定， 任何高楼大厦 都只能如海市蜃楼、 空中楼阁一般地存在。 这也决定了 土力学 在土木工程、交通工程、水利水电建筑工程等相关专业教学、学 习中的重要性。作为土木工程类本科学生的专业基础课程， 土 力学要求学生具备一定的工程实践背景 1 ，但对于刚刚进入 大二，还沉浸在高等数学、 大学物理等理科学习模式的学生来讲， 工程实践经验恰恰是他们最为欠缺的一部分。这就给土力学 的教学带来了一定的挑战： 如何在基础理论知识的通式教学过程 中，让学生认识到土力学的重要性并激发他

2、们的学习兴趣。 如何 在培养学生动手能力的同时提高他们的创新思维能力， 这是值得 广大土力学一线教育工作者探索的重要问题。一、土力学的特殊性与教学内容的改革从学习对象而言， 对于刚刚接触土力学的学生来讲， 土体这 一新的学习对象，既熟悉又陌生。熟悉是因为土和空气、水一样 存在于我们的生活中，是从小就开始触摸、玩耍的对象，对它的 构成、状态有生活化的了解。陌生是因为对这种建筑材料，我们 并不了解它的物理、化学性质，也无法对它的固结、液化、破坏 做出合理的解释。 因为对它的熟悉， 导致部分学生在学习之初掉 以轻心， 又因为对它的陌生和掉以轻心， 导致在后期学习中力不从心。从学习内容而言，土力学教学

3、内容的安排和其他学科一样， 遵循循序渐进的原则。从土的组成、物理性质及分类入手；以此 为基础，进入到土力学三大核心理论的学习： 土的渗透性及渗流、 变形理论 （包含土中应力、 土的压缩性和地基变形） 、强度理论； 最后进入到与实际工程联系紧密的学习环节， 如地基承载力、 土 坡稳定性等。 从内容安排上来看， 极具系统性， 深入浅出。 但是， 对于尚未具备工程实践经验的本科生而言， 传统的土力学教学方 式很容易将课堂教学带入到工科学习的理性思路上去， 使他们感 觉枯燥乏味。如何在教学之初，让课堂学习更具感性思维模式， 引导他们从土力学的角度去感知、 认识土体， 这就是土力学最具 特殊性的地方。对

4、此，我们从教学内容上做出适当调整， 力求在保存土力学 经典理论特点的同时， 让艰涩的理论教学更具通俗性， 让课堂教 学更具时代性与实践性。1.土力学自创立以来，不断涌现出新的理论、新的方法，但 达西渗流定律、 有效应力原理、 太沙基维固结理论等经典理论 的地位一直岿然不动。 掌握了经典理论， 也就掌握了土力学精髓。 因此，没有必要在本科土力学教学中引入基质吸力、剑桥模型、 有限元分析等内容。 经典而通俗的理论学习， 更容易让学生入门。 在学有余力的情况下， 才在第二课堂对高等土力学的内容进行补 充2 。但是我们在课堂教学中加入了大量的工程案例分析，教 师看似随手拈来的工程实例， 如苏州虎丘塔与

5、比萨斜塔的倾斜原 因分析、上海闵行的“楼脆脆”、深圳滑坡事故等，都可以让学 生认识到土力学的重要性， 激发学生的学习兴趣， 强化对基础理 论的认知。2. 经济、科技的迅猛发展带来基础建设的不断发展， 教学内 容也需与时俱进，与工程实践相结合。比如，我们结合九江长江 大堤的决口， 开展了“流土与管涌”的探讨， 并让学生动手设计 流土破坏演示实验。 结合千将坪滑坡， 开展了“土体抗剪强度”、 “剪切破坏”、 “边坡支护”等分级讨论。 学生提出来的想法也 许看似肤浅，但只要参与进来了，就会体会到主动学习的乐趣， 体会到土力学的重要性，开始尝试独立或者找寻团队开展学习， 为今后的职业生涯或研究深造做了

6、基础但又必要的启迪。二、多媒体教学在土力学传统课堂教学中的灵活应用 （一）多媒体课件的应用 土力学的课题教学离不开公式的推导、 计算分析等， 因此黑 板板书尤为重要， 但这并不能阻碍多媒体课件在土力学课堂教学 中大放异彩。在课件制作中， 避免大量的文字“复制粘贴”， 力求文字简 练，色彩丰富而不杂乱， 配图精美的同时能起到画龙点睛的作用。 图 1、2 是其中有代表性的图片：制作精良的多媒体课件，让学 生觉得赏心悦目，且与千篇一律的黑板板书相比，有新鲜感，不 会有视觉疲劳之感。除此以外， 我们还制作了土力学实验视频演示课件， 让学生 对试验设备、试验规程、注意事项等了解得更加具体透彻、更直 观。

7、（二）计算机应用的重要性 如果说多媒体课件教学给教师的教学插上了腾飞的翅膀， 那 么学生在土力学学习过程中更多地利用计算机， 则是让他们坐上 了时代发展的高速列车。很多土力学计算都习惯沿用“查表格”的方法 3 ，比如附 加应力的计算、 地基固结度的计算等。 在计算机尚未普及的时代， 这样的方法确实具有简洁方便的优势。 但我们也要承认， 这种方 法已然落伍。 因此， 我们在课堂上让大家在了解了计算原理的基 础上，尽量使用编程计算。这样的作业，让伴随电子产品长大的 学生觉得具有挑战性的同时， 也对计算原理理解的更加透彻， 而 不是像以往一样， 盲目地借用表格做一些人云亦云的计算导致最 后收获寥寥。

8、三、过程化考核方式的改革 传统的土力学考核方式为笔试成绩（ 70%）+平时成绩（ 20%） +实验成绩 （10%）。这样的考核看似全面， 但占 70%的笔试成绩， 让惯于应试教育的学生学会了“考前 2天突击，考后 2天全忘”。 为了改变这一弊端， 我们尝试在个别班级中展开对考核方式进行 改革，刺激学生的学习积极性 4 。 首先，考核方式多元 化：改变以往“平时成绩 =考勤 +课后作业”的单一模式， 增加了小组讨论，如前文所述，小组讨论针对实际工程案例，运用所学 理论知识进行案例分析。 实验成绩则在常规实验中加入综合性实 验，鼓励学生利用现有实验仪器，针对具体问题，如砂土液化演 示，设计并提交试

9、验方案， 经指导教师认可后进行试验并完成后 期的实验数据处理， 强化理论的同时也训练了他们运用软件的能 力。其次，改变考核权重。降低笔试成绩权重至50%，增加平时成绩权重至 30%，增加实验成绩权重至 20%。四、效果分析1. 卷面成绩分析。 土力学教学改革两年， 两个试点班级的考 试成绩统计显示： 平均分分别为 73 分和 76 分，高分比例分别为 12%和 11%，不及格率分别为 10%和 11%，成绩分布接近正态分布， 最高分、均分均高于与采用传统教学、考核方式的班级成绩（采 用卷面成绩比较）。由此可见，土力学教学改革使学生的综合能 力得到了明显提高。2. 学生参与创新活动的效果。 教改以来， 学生更积极地参与 到各级大学生科技创新活动中。参与项目数： 12 项，48 人次参 与，其中 25%为学生通过小组讨论、查阅资料后自行提出研究课 题， 75%为指导教师的课题。课题结束后公开发表论文10 篇。五、结语土力学的教学改革， 无论从