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摘要：“土力学”是一门集抽象理论、经验公式、实验验证及工程实践等多方面知识的基础课程，主要培养学生动手能力和创新意识。结合三峡大学“土力学”教学中存在的实际问题，从教学内客、教学方法、教学手段等方面就课程教学的改革和创新进行深入的探讨。
关键词：土力学；教学改革；理论教学；实践教学
作者简介：陈勇（1980-），男，湖北襄阳人，三峡大学土木建筑学院，副教授；谈云志（1979-），男，湖北武汉人，三峡大学土木建筑学院，副教授。（湖北 宜昌 443002）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）05-0081-02
“土力学”主要讲授土的组成、结构、物理性质、土中渗流、土中应力、土的变形和强度等知识，是以土为研究对象的学科，教学过程中涉及挡土建筑物、边坡稳定和地基承载力等方面知识。“土力学”是土木、水工、农水、水土保持和输变电线路等多个专业的基础课，是一门以培养学生分析问题能力和实验动手能力为目的的学科。然而，由于“土力学”涉及较多的前期知识和相关领域，课程横向跨度大，基本知识抽象且不够系统，不少学生在完成该课程的学习之后并未真正理解和掌握”土力学”的基本原理，在毕业后实践中遇到“土力学”问题无所适从，对设计出的结果和施工中遇到的工程土问题无法进行评估。[1]
在三峡大学（以下简称“我校”）土木工程和水利工程博士点和重点学科建设中，“土力学”是一门举足轻重的专业基础课。如何教好本课程，是广大“土力学”教师一直探索的问题。结合多年的教学实践，笔者就该课程目前存在的问题和解决问题的途径开展探讨。
一、课程教学中存在的主要问题
1.内容多，课时少
根据培养方案及课程教学大纲，“土力学”课程总计48学时，其中，40学时为理论教学，8学时为实验教学。然而，该课程具有涉及学科内容广、经验公式多、实验内容多且操作复杂等特点，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，造成教学学时少与教学内容广泛之间的矛盾。在8个学时内最多安排四个常规实验，只能偏向基本操作技能的训练，很难在规定时间内完成，造成学生只会按部就班地操作，而弄不清各实验内容之间的相互关系，对于“土力学”中的一些重要实验如三轴实验、渗透实验等根本没时间安排。
2.理论教学呆板
“土力学”理论教学大多采用教师讲述的传统教学方法，但由于教学过程包含基本理论、实验方法、经验公式以及实际工程等众多内容，造成任课教师授课难，学生学习枯燥，学习效果差。尽管很多教师在教学改革中逐渐将多媒体与板书结合起来，但仍存在PPT课件不精致、动画和示意图太少、板书没有逻辑、不能前后连贯等问题。在实际教学中有些教师甚至只播放和讲述多媒体课件，没有公式推导的板书和实际应用的举例，造成理论教学过程与实际应用严重脱节。
3.缺乏实践教学
实践是“土力学”理论研究的基本手段，然而由于课时不足及实验教师缺乏等原因，目前实践教学的方式单一，主要是实验教学且基本以验证性实验、经典性实验为主，内容陈旧，乏味单调，学生只需按照规程照搬操作即可，这种情况有悖于“土力学”实践性强的特点，严重影响课程教学目标的实现，达不到培养学生积极主动思考的目的。虽然部分优秀的教师能够给学生讲解一些工程实践内容，也只能帮助学生在脑子中建立模糊的现实轮廓，远不如学生亲自观察、触摸、测试、接触等方法领悟的深刻。
4.理论教学与实践教学脱节
长期以来，实验课附属于“土力学”理论课，课堂理论知识由理论教师教授，实验课的教学和示范由实验室教师承担，不能充分保证理论教学内容和实验教学内容的连续性和完整性，起不到理论与实践融会贯通的作用。实验教学师资力量相对薄弱，影响总体教学质量，任课教师主动参与实验教学的积极性不高，有依赖实验员的思想，实践动手能力较差。从事实验室工作的人员作为教辅人员，在理论知识方面又相对欠缺，没有能力将实验与理论有机结合，在一定程度上制约了实验教学改革的深入开展。
二、“土力学”课程教学方法的改革
1.修订学时及课时分配
根据我校“高素质、强能力、应用型”人才培养目标以及注重学生创新精神、创新意识和实践能力的培养思想，在保持“土力学”课程总课时不变的情况下，增加实验教学与实践。实验学时的增加有利于提高学生的动手操作能力，但会造成理论学时的缩减，因此，理论教学内容要重新整合，提炼教材内容，较为系统、全面地介绍主要的概念和理论知识，对于部分经验性的知识点，可以通过学生自学和教师答疑的方式，让学生掌握和了解。[2]
2.培养学生以“土力学”的思想透过周围的现象，看清土体的本质
“土力学”的教学内容与日常生活是息息相关的，在教学过程中，要有意识地培养学生“透过现象看本质”的能力，例如，在某些章节的理论教学之后，带领学生到学校周边建筑物的沉降缝、挡土墙变形、地面开裂等位置实地观察，逐步引导学生通过刚学到的知识分析其变形原因和内在机理，培养学生在日常生活中发现问题、思考问题、解决问题的习惯和能力。在整个课程教学过程完成后，还可以结合大量工程实例，比如意大利比萨斜塔的倾斜、上海莲花河畔景苑倒楼案、汶川地震诱发滑坡等，利用“土力学”多方面的知识，综合讲解变形或灾害的成因机制，使学生开动脑筋，变被动接受为主动思考，活跃课堂气氛，激发学习兴趣。从而培养学生树立全面的、系统的、发展的思维方式，建立理解和认识复杂事物的正确思想方法。
3.理论教学要灵活多变
“土力学”课程教学内容具有繁多呆板的特点，因此教师必须吃透教材，参阅大量的参考资料，掌握教学内容的实质，弄清基本原理、基本理论的来龙去脉，才可能做到融会贯通，讲课中严格区分轻重缓急，做到各章节前后贯穿。[3]对于基本理论和公式演化，要注重严格详细的逻辑推理；对于思考题或计算题，应给出分析解决问题的思路、思维方法，只有当教师清晰明了地阐述了问题的思维过程，才能引起学生同步的思维，从而提高课堂教学的效率和效果。学生的兴趣被激发后，就可以与学生开展互动式讨论，并穿插理论讲解。
理论教学过程中，还应根据讲述内容，将教案、课件和板书有机地结合在一起。其中课件要图文并茂，充分发挥多媒体技术的特长，将土体的力学原理和变化过程以及工程案例等通过各种图片动画演示直观清晰地展示在学生面前，强化学生对理论知识的掌握，如土中水的渗流过程及其简化示意图、莫尔圆的绘制及其与大小主应力之间的关系等；板书要具有逻辑和对比性，比如土的弹性模量和变形模量定义的对比、主动土压力和被动土压力计算公式的细微差别等都可以通过板书写在一起对比，来体现其区别，加强学生的理解和记忆。
4.实验教学改革与创新
实验教学改革的前提是树立正确的思想，改变实验课附属于理论课的现状，避免教师和学生对实验课不重视的思想意识。首先，必须调整课程的考核模式，增大实验课比重，添加部分设计型、综合型实验。同时，可将简单的验证性、规范化的实验通过数字仿真、软件模拟等方法开展，[4]让学生在进入实验室之前熟悉操作过程，然后将基础实验融入到综合型实验中。比如土的孔隙率确定，需要学生针对同一类土完成比重、密度、含水率等实验，并进行换算。最后，还应要求高学历的授课教师参加实验教学，熟悉操作过程，将基本理论和实验技术有机结合，从而达到最佳的教学效果。[5]
5.进一步加强教学与科研实践的联系
“土力学”教学改革创新最有效的途径就是将教学与科研和生产紧密结合，尽可能多地为学生提供工程实践机会，这能够激发其学习兴趣，还能帮助检验理论和实验所学的知识，让学生在实践中深化对所学知识的理解。
根据学生个人爱好，可将”土力学”的教学分为三个层次：第一层次是基础课程和实验学习，是必修课。第二层次针对有兴趣的同学，开设0.5或1学分的“土力学应用”选修课或设置科技创新活动，使之有机会参与到科研实践中，对新型的高端科研设备有所了解，认识实验与科研的关系。第三层是面向对“土力学”抱有浓厚兴趣的同学，开设与“土力学”有关的毕业设计，通过半学期的实际锻炼，能够对“土力学”的基本理论和实验过程有较好的掌握，能够自主分析和处理数据、思考和解决简单“土力学”问题，能结合实际工程检验出教学过程的弊端，改进课堂教学，从而使教学过程真正做到教师教有成效，学生学有所用。
三、结语
“土力学”是一门实践性非常强的专业基础课程，需要加强理论与实验、实践三方面的有机结合，从而培养学生能够根据已有知识解决实际工程问题的能力。在“土力学”教学改革实践过程中，应加强实验教学示范中心建设，培养实验师资队伍、加大实验经费投入，广泛开展教师之间的交流，摒弃不足，总结经验，并将经验推广到其他类似课程的教学改革中去。
参考文献：
[1]庄宇.“土力学”课程的教学改革探讨[J].中国电力教育,2010,(30):69-70.
[2]姚笑青.土力学课程特点与课堂教学方法探讨[J].高等建筑教育,2007,16(4):81-85.
[3]郭进军.土力学教学方法改革与实践[J].科技信息,2010,(23).
[4]费康.虚拟三轴实验教学软件的开发及应用[J].高教论坛,2009,(2):60-61.
[5]潘健.土力学课程教学中的实验和实践环节[J].教育理论与实践,2007,(27):268-270.
（责任编辑：刘俊卿）
关键词：土力学；教学改革；理论教学；实践教学
作者简介：陈勇（1980-），男，湖北襄阳人，三峡大学土木建筑学院，副教授；谈云志（1979-），男，湖北武汉人，三峡大学土木建筑学院，副教授。（湖北 宜昌 443002）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）05-0081-02
“土力学”主要讲授土的组成、结构、物理性质、土中渗流、土中应力、土的变形和强度等知识，是以土为研究对象的学科，教学过程中涉及挡土建筑物、边坡稳定和地基承载力等方面知识。“土力学”是土木、水工、农水、水土保持和输变电线路等多个专业的基础课，是一门以培养学生分析问题能力和实验动手能力为目的的学科。然而，由于“土力学”涉及较多的前期知识和相关领域，课程横向跨度大，基本知识抽象且不够系统，不少学生在完成该课程的学习之后并未真正理解和掌握”土力学”的基本原理，在毕业后实践中遇到“土力学”问题无所适从，对设计出的结果和施工中遇到的工程土问题无法进行评估。[1]
在三峡大学（以下简称“我校”）土木工程和水利工程博士点和重点学科建设中，“土力学”是一门举足轻重的专业基础课。如何教好本课程，是广大“土力学”教师一直探索的问题。结合多年的教学实践，笔者就该课程目前存在的问题和解决问题的途径开展探讨。
一、课程教学中存在的主要问题
1.内容多，课时少
根据培养方案及课程教学大纲，“土力学”课程总计48学时，其中，40学时为理论教学，8学时为实验教学。然而，该课程具有涉及学科内容广、经验公式多、实验内容多且操作复杂等特点，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，造成教学学时少与教学内容广泛之间的矛盾。在8个学时内最多安排四个常规实验，只能偏向基本操作技能的训练，很难在规定时间内完成，造成学生只会按部就班地操作，而弄不清各实验内容之间的相互关系，对于“土力学”中的一些重要实验如三轴实验、渗透实验等根本没时间安排。
2.理论教学呆板
“土力学”理论教学大多采用教师讲述的传统教学方法，但由于教学过程包含基本理论、实验方法、经验公式以及实际工程等众多内容，造成任课教师授课难，学生学习枯燥，学习效果差。尽管很多教师在教学改革中逐渐将多媒体与板书结合起来，但仍存在PPT课件不精致、动画和示意图太少、板书没有逻辑、不能前后连贯等问题。在实际教学中有些教师甚至只播放和讲述多媒体课件，没有公式推导的板书和实际应用的举例，造成理论教学过程与实际应用严重脱节。
3.缺乏实践教学
实践是“土力学”理论研究的基本手段，然而由于课时不足及实验教师缺乏等原因，目前实践教学的方式单一，主要是实验教学且基本以验证性实验、经典性实验为主，内容陈旧，乏味单调，学生只需按照规程照搬操作即可，这种情况有悖于“土力学”实践性强的特点，严重影响课程教学目标的实现，达不到培养学生积极主动思考的目的。虽然部分优秀的教师能够给学生讲解一些工程实践内容，也只能帮助学生在脑子中建立模糊的现实轮廓，远不如学生亲自观察、触摸、测试、接触等方法领悟的深刻。
4.理论教学与实践教学脱节
长期以来，实验课附属于“土力学”理论课，课堂理论知识由理论教师教授，实验课的教学和示范由实验室教师承担，不能充分保证理论教学内容和实验教学内容的连续性和完整性，起不到理论与实践融会贯通的作用。实验教学师资力量相对薄弱，影响总体教学质量，任课教师主动参与实验教学的积极性不高，有依赖实验员的思想，实践动手能力较差。从事实验室工作的人员作为教辅人员，在理论知识方面又相对欠缺，没有能力将实验与理论有机结合，在一定程度上制约了实验教学改革的深入开展。
二、“土力学”课程教学方法的改革
1.修订学时及课时分配
根据我校“高素质、强能力、应用型”人才培养目标以及注重学生创新精神、创新意识和实践能力的培养思想，在保持“土力学”课程总课时不变的情况下，增加实验教学与实践。实验学时的增加有利于提高学生的动手操作能力，但会造成理论学时的缩减，因此，理论教学内容要重新整合，提炼教材内容，较为系统、全面地介绍主要的概念和理论知识，对于部分经验性的知识点，可以通过学生自学和教师答疑的方式，让学生掌握和了解。[2]
2.培养学生以“土力学”的思想透过周围的现象，看清土体的本质
“土力学”的教学内容与日常生活是息息相关的，在教学过程中，要有意识地培养学生“透过现象看本质”的能力，例如，在某些章节的理论教学之后，带领学生到学校周边建筑物的沉降缝、挡土墙变形、地面开裂等位置实地观察，逐步引导学生通过刚学到的知识分析其变形原因和内在机理，培养学生在日常生活中发现问题、思考问题、解决问题的习惯和能力。在整个课程教学过程完成后，还可以结合大量工程实例，比如意大利比萨斜塔的倾斜、上海莲花河畔景苑倒楼案、汶川地震诱发滑坡等，利用“土力学”多方面的知识，综合讲解变形或灾害的成因机制，使学生开动脑筋，变被动接受为主动思考，活跃课堂气氛，激发学习兴趣。从而培养学生树立全面的、系统的、发展的思维方式，建立理解和认识复杂事物的正确思想方法。
3.理论教学要灵活多变
“土力学”课程教学内容具有繁多呆板的特点，因此教师必须吃透教材，参阅大量的参考资料，掌握教学内容的实质，弄清基本原理、基本理论的来龙去脉，才可能做到融会贯通，讲课中严格区分轻重缓急，做到各章节前后贯穿。[3]对于基本理论和公式演化，要注重严格详细的逻辑推理；对于思考题或计算题，应给出分析解决问题的思路、思维方法，只有当教师清晰明了地阐述了问题的思维过程，才能引起学生同步的思维，从而提高课堂教学的效率和效果。学生的兴趣被激发后，就可以与学生开展互动式讨论，并穿插理论讲解。
理论教学过程中，还应根据讲述内容，将教案、课件和板书有机地结合在一起。其中课件要图文并茂，充分发挥多媒体技术的特长，将土体的力学原理和变化过程以及工程案例等通过各种图片动画演示直观清晰地展示在学生面前，强化学生对理论知识的掌握，如土中水的渗流过程及其简化示意图、莫尔圆的绘制及其与大小主应力之间的关系等；板书要具有逻辑和对比性，比如土的弹性模量和变形模量定义的对比、主动土压力和被动土压力计算公式的细微差别等都可以通过板书写在一起对比，来体现其区别，加强学生的理解和记忆。
4.实验教学改革与创新
实验教学改革的前提是树立正确的思想，改变实验课附属于理论课的现状，避免教师和学生对实验课不重视的思想意识。首先，必须调整课程的考核模式，增大实验课比重，添加部分设计型、综合型实验。同时，可将简单的验证性、规范化的实验通过数字仿真、软件模拟等方法开展，[4]让学生在进入实验室之前熟悉操作过程，然后将基础实验融入到综合型实验中。比如土的孔隙率确定，需要学生针对同一类土完成比重、密度、含水率等实验，并进行换算。最后，还应要求高学历的授课教师参加实验教学，熟悉操作过程，将基本理论和实验技术有机结合，从而达到最佳的教学效果。[5]
5.进一步加强教学与科研实践的联系
“土力学”教学改革创新最有效的途径就是将教学与科研和生产紧密结合，尽可能多地为学生提供工程实践机会，这能够激发其学习兴趣，还能帮助检验理论和实验所学的知识，让学生在实践中深化对所学知识的理解。
根据学生个人爱好，可将”土力学”的教学分为三个层次：第一层次是基础课程和实验学习，是必修课。第二层次针对有兴趣的同学，开设0.5或1学分的“土力学应用”选修课或设置科技创新活动，使之有机会参与到科研实践中，对新型的高端科研设备有所了解，认识实验与科研的关系。第三层是面向对“土力学”抱有浓厚兴趣的同学，开设与“土力学”有关的毕业设计，通过半学期的实际锻炼，能够对“土力学”的基本理论和实验过程有较好的掌握，能够自主分析和处理数据、思考和解决简单“土力学”问题，能结合实际工程检验出教学过程的弊端，改进课堂教学，从而使教学过程真正做到教师教有成效，学生学有所用。
三、结语
“土力学”是一门实践性非常强的专业基础课程，需要加强理论与实验、实践三方面的有机结合，从而培养学生能够根据已有知识解决实际工程问题的能力。在“土力学”教学改革实践过程中，应加强实验教学示范中心建设，培养实验师资队伍、加大实验经费投入，广泛开展教师之间的交流，摒弃不足，总结经验，并将经验推广到其他类似课程的教学改革中去。
参考文献：
[1]庄宇.“土力学”课程的教学改革探讨[J].中国电力教育,2010,(30):69-70.
[2]姚笑青.土力学课程特点与课堂教学方法探讨[J].高等建筑教育,2007,16(4):81-85.
[3]郭进军.土力学教学方法改革与实践[J].科技信息,2010,(23).
[4]费康.虚拟三轴实验教学软件的开发及应用[J].高教论坛,2009,(2):60-61.
[5]潘健.土力学课程教学中的实验和实践环节[J].教育理论与实践,2007,(27):268-270.
（责任编辑：刘俊卿）