“土力学”课程教学内容和方法的一些体会

摘要：结合课程的特点及专业课程整体设置，对“土力学”课程教学内容进行了合理优化，并通过选择合适的教学方法，注重在教学过程中向学生灌输国家规范、标准的理念，结合专业案例教学激发学生的学习兴趣，培养其解决实际问题的能力；注意对学生综合素质的培养；对实验课内容进行适当选择和安排等多方面的努力，使学生通过课程学习，较好地掌握教学相关知识点。

关键词：土力学；教学内容；教学方法；体会

作者简介：刘纪峰（1979-），男，河南沈丘人，三明学院建筑工程学院，讲师；张会芝（1981-），女，河南太康人，三明学院建筑工程学院，讲师。（福建 三明 365004）

基金项目：本文系三明学院教学改革项目（L1005/Q）的研究成果。

中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）25-0115-02

一、“土力学”课程特点

“土力学”课程是研究土的物理力学性质的一门学科。要求通过本课程的学习，使学生掌握以下几部分的内容：一是土体的物理性质和分类（包括土的物理指标含义与换算，土的形成和分类方法）；二是渗流理论；三是土体压缩理论（包括地基应力计算及变形和沉降计算）；四是强度理论（包括地基承载力计算、土压力计算和进行土坡稳定分析），[1]以上四部分的内容基本上各有其理论体系，且相互间的联系不甚密切，是分散的、各自成体系的，不像其他力学那样有系统性，因而使得土力学成为一门很“土”的力学。[2,3]

目前，“土力学”课程只安排了34学时，其中还包括6个学时的实验课，真正上课讲授的时间只有28个学时，因此，如何在有限的时间内采用有效的教学方法，做到教学内容重点突出，使学生真正掌握相应的知识点就成了讲好这门课程需要思考的关键问题，结合教学的一些具体做法谈一下心得体会。

二、“土力学”课程教学内容的优化

考虑到“土力学”课时少、教学任务重的现实，结合应用型高级专门人才的培养目标，在不同的教材侧重点各不相同的情况下，有必要对课程教学的内容做一下优化，有些内容需要参考相应的国家规范、标准进行补充，有些内容需要参考国家注册岩土工程师的专业案例进行适当深化，有些内容则需要结合将来应用进行适当删减，具体如下。

1.规范明确规定的、易于理解掌握的内容不详细讲解

比如土的分类方法，在《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）的相关章节、条目中有具体的规定，[4]没有必要占用太多的时间讲解，但不详细讲解并不是不要求学生掌握，在课堂上把一些容易忽略或者不易理解的部分结合例题讲述一下，比如砂土的分类，要根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）的表3.3.3进行判别，定名时根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定，在讲解基础上留适量的作业题让学生练习，重点解决作业中存在的问题即可。

2.与专业方向关系不密切的内容不详细讲解

比如有的“土力学”教材中关于渗流理论，讲述流网的概念和应用，这部分内容对水工专业的学生可能是重点，但对于建筑工程方向的学生则未必，因此，类此的知识点在课堂上略做讲解即可，况且本科生开设有“流体力学”课程，里面有此部分的内容，也没有必要重复讲解。同样是渗流理论部分的流砂、管涌的知识点，因在建筑基坑、城市地下工程中应用较多，处理不好极易造成工程事故，就有必要给学生讲解细致一些，当然，结合工程案例讲述效果会更好。

3.为后续课程基础理论的知识点要重点讲解

比如土的压缩理论，是后续课程“基础工程”中计算地基变形、桩基沉降的理论基础，强度理论中的土压力计算是深基坑支护选型的基础，这些内容掌握不扎实，后续课程学习时难度就比较大，因此，在这些知识点的讲解时需要结合专业案例、后续课程的具体应用加以详细讲解，并通过布置和批改作业了解学生掌握这些知识点的情况，及时进行反馈。

三、“土力学”课程教学方法的选取

1.多媒体+板书的教学方法

“土力学”牵涉的知识点比较多，有些概念性的东西需要在较短的时间内呈现给学生并让其理解，还有些涉及到课程的重要性方面的内容，需要结合工程实际讲解才能更有说服力，因此，采用多媒体教学不但能节省时间，也能结合图片、视频更形象的说明问题。但在有些理论知识的应用或者一些例题或专业案例的讲解上，有些教师认为通过合理的设计多媒体课件也能达到较好的教学效果，不过通过实践，个人认为还是结合板书更能让学生紧跟思路，因为单纯使多媒体课件机械式的显示出一些过程和结果，教师的语言解释有时候难以抓住学生的注意力，课堂教学效果不一定比板书更好。

2.教学过程中灌输使用国家规范、标准的理念

“土力学”中牵涉到的建筑方面的国家规范、标准主要有《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001，2009修订版）、《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）[5]和《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）[6]等。另外，由于我国计划经济时代部门分割的缘故，在铁路、水利水电、港口等部门又有《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2001）、《铁路工程特殊岩土勘察规范》（TB 10038-2001）、《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）、《港口岩土工程勘察规范》（JTS133-1-2010）等规范或标准，由于各自的侧重点不同，相互交流、借鉴较少，以上规范或标准关于同一问题的表述有时候并不一致；[2，3]另外，以上规范标准随理论发展和时间推移，隔若干年限就会更新一次。因此，在具体的教学过程中要提醒学生注意相对应的规范、标准的合理选用和及时更新，使其在学习过程中养成学规范、用规范的良好习惯，养成重视更新知识的思想，为将来就业、工作、自我提升打下较好的基础。

3.结合专业案例教学，激发学习兴趣，培养解决实际问题的能力

理论课程的讲述，如果不结合实际应用激发学生兴趣，通常会使得课程较为枯燥，学生不太爱学，积极性不高。“土力学”也有不少比较抽象的理论，为了使学生更好的掌握这些理论，在教学过程中有必要结合一些专业案例激发学生的学习兴趣，培养其解决实际问题的能力。比如土体的有效应力原理，公式比较简单：，解释起来也容易，就两句话：（1）饱和土体内任一平面上受到的总应力等于有效应力加孔隙水压力之和；（2）土的变形（压缩）与强度的变化都仅取决于有效应力的变化。如果课堂上只是这么解释一下，估计大部分同学会印象不深，但是，如果结合城市大面积降低地下水位导致地表下沉、广武高铁广州段施工降水导致临近民房不均匀沉降而开裂的工程案例进行进行讲解，学生就比较有兴趣，更容易理解和掌握。再如莫尔-库仑强度理论，是国家注册岩土工程师常考的内容，如果课堂上讲几个例题、课后学生做些习题，虽然也能掌握这个知识点，但未必能灵活应用，如果在课堂上结合一个专业案例，分别采用假定大主应力法、假定小主应力法、作图法、理论剪破角法、点到直线距离法进行求解，[7]就更能吸引学生注意力，激发他们求知欲望，一道练习题做下来，学生就能理解并掌握此知识点。

4.注重对学生综合素质的培养

课堂教学仅限于一门课程的讲解是不够的，还应该注重对学生综合素质的培养，比如“土力学”中涉及计算的内容较多，而且很多计算是重复性的，这就完全具备了训练学生计算机应用能力的机会，课后作业可以鼓励学生用计算机编程进行解答，当然，应当考虑到学生能力的差异，水平较高的学生可以选择相应的语言，比如C语言、BASIC语言或者Matlab程序，水平差一些的学生，起码也应该能用excel解决一些问题（目前excel和word、powerpoint一起已成为必需掌握的办公软件之一，不掌握这些，就是“现代文盲”）；另外，由于专业外语还没有在系里开设起来，部分教师授课时对专业外语的讲述也不是很多，因此，在“土力学”这门课程讲解时，对一些专业名词或术语尽量做到中英文对照，并且搜集了和中文多媒体课件相对应的英文课件让有兴趣的学生自学，通过教师的努力尽可能让学生多掌握一些知识，否则，在越来越开放、竞争日益加剧、知识需要不断更新的现代社会中，学生将来走上社会就会不适应，就会吃亏甚至被淘汰。

四、实验课内容选择和总体安排

“土力学”中牵涉到的试验内容较多，主要是基于《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）而设立的，实验室基本具备做这些实验的条件，但在实际教学过程中，6个学时的课时不可能安排所有的实验，因此合理的选择实验内容需要从以下几方面进行考虑：一是实验时间和重要程度。宜选择一次实验时间能控制在2小时以内完成的实验，那些易于理解和掌握的实验，比如含水率实验、密度实验等，只要掌握其概念，了解实验方法和仪器，做起来比较简单的，可以放到开放实验室的实验内容中让学生自己完成，不宜安排在实验课上。二是实验仪器数量是否满足教学要求。比如击实试验、无侧限抗压强度试验等，实验仪器数量难以满足教学要求的实验，也不便于安排到实验课上，更合适放在实验室开放实验内容中。三是实验内容要具有综合性，属于对课程知识理解更为重要的内容。综合以上几点考虑，土力学实验课选取安排直接剪切试验、液塑限联合试验和固结试验三个的试验，其中直接剪切试验能让学生更深刻理解土体强度理论以及含水率对土体强度的影响、试验参数的合理选取等内容；液塑限联合试验有利于加深学生对土体物理力学性质的理解和掌握，并且在试验中可一并完成土的含水率和密度的测试；固结试验对于理解土体固结理论和相应的参数、牢固掌握土体变形理论具有重要意义。三次试验的内容分别对应“土力学”课程三大部分的内容，且具有综合性和设计性，总体上是比较合理的选择。

五、结语

“土力学”是一门经验性比较强的专业基础课程，知识点分布多而散乱，相互之间联系不像其他的力学课程那样紧密，而课时安排又非常有限，如何在有限的时间内教会学生需要掌握的知识，需要任课教师多下功夫思考，只有做到课程内容重点突出，详略得当，教学方法灵活变通，教学过程中注意对学生综合能力的培养（包括职业能力和计算机、专业英语等方面的培养等），并且精心选择实验内容，通过不懈努力，相信还是能够讲好这门课程的。

参考文献：

[1]赵明华.土力学与基础工程(第2版)[M].武汉:武汉理工大学出版社,2003.

[2]李广信.岩土工程50讲——岩坛漫话(第2版)[M].北京:人民交通出版社,2010.

[3]苗国航.岩土工程纵横谈[M].北京:人民交通出版社,2010.

[4]岩土工程勘察规范(GB50021-2001)(2009年版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[5]土工试验方法标准(GB/T 50123-1999)[S].北京:中国计划出版社,1999.

[6]建筑地基基础设计规范(GB50007-2002).北京:中国建筑工业出版社,2005.

[7]王伟,陶菲菲,卢廷浩,等.启发式教学在土力学教学中的应用[J].高等建筑教育,2008,17(5):83-86.

（责任编辑：刘丽娜）