趙志峰

(南京林業(yè)大學土木工程學院,南京 210037)

“土力學”是土木工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課,它在一般基礎課和專業(yè)課之間起著承上啟下的關鍵作用?！巴亮W”的教學質量將直接影響學生后續(xù)專業(yè)課程的學習,因此提高“土力學”的教學水平對于從事巖土工程的教師尤其是青年教師十分重要。自從博士畢業(yè)任教至今,筆者有幸擔任了土力學、基礎工程等相關課程的教學工作,也接觸了不同層次的學生?，F(xiàn)將教學實踐中的感受進行疏理,簡要介紹在“土力學”教學中的個人體會,與同行青年教師進行交流。

一、教學中面臨的困難

(一)內容多、概念多、公式多

“土力學”課程涉及工程地質、材料力學、水力學、工程設計與施工等相關知識內容,表現(xiàn)出理論繁多、知識體系較松散、內容連續(xù)性不強的特點,學生學習時感到頭緒繁多,難以掌握。歸納起來,學生覺得“土力學”有“三多”:即內容多、概念多、公式多。一般的“土力學”教材分為8章內容,涉及大約150多個概念、200多個公式。與此形成矛盾的是“土力學”的課時一般只有48學時,其中大約40學時用于課堂教學。要學生在40學時左右的時間掌握如此多的內容,難度可想而知。因此,單純的照本宣科、填鴨式地灌輸很難達到好的教學效果。

(二)課程實踐性強

“土力學”主要研究三大問題:強度、變形和滲流。之所以研究這些內容,是因為工程建設中經常遇到。由于土是由巖石經過風化作用后形成的礦物顆粒堆積在一起[1],所以它的性質同一般力學學科研究的連續(xù)均質材料完全不同。由于地質環(huán)境和工程條件千差萬別,“土力學”中的理論知識必須同實際相聯(lián)系,具體情況具體分析?！巴亮W”中的許多定律都是在對實際問題進行了適當?shù)暮喕图俣ê笸茖Ф鴣淼?目的是為了抓住工程中反映出的帶有共性的問題,解決主要矛盾。如果對工程實際不了解,忽略理論或公式的適用條件、內涵的簡化和假定,盲目地使用公式無法得到正確的答案和結論。

(三)學生主動思考問題的能力不足

學生的學習總的來說帶有一定的被動性?，F(xiàn)在無論是課堂上還是課后,“不恥下問”的學生越來越少,這反映出學生的主動思考能力不足。從考試反映出的結果來看,學生對于計算題一般掌握得比較好,得分率高;而對于概念的選擇題、需要自己總結的問答題或者案例題掌握得相對較差,很難回答出要點。這也從另一個方面反映出學生仍然停留在死記硬背的層面上,習慣于被動接受知識。

(四)“只見樹木,不見森林”

“土力學”是一門內涵深、外延廣的學科,小到單個土顆粒的微觀結構,大到交通、土木、水利工程建設,都是“土力學”的研究范圍。前面已經介紹過,“土力學”具有“三多”的特點,而且不同章節(jié)之間的聯(lián)系看似不夠緊密,學生學習時往往難以把握住其內在的知識脈絡。所以,學生常會出現(xiàn)某章學得好、某章學得差的情況。學生只能看到單個的知識點,難以把知識點聯(lián)系起來理解,這樣就造成了“只見樹木、不見森林”的狀況。全部內容結束后,學生只得到了一堆孤立的公式、定義、定理,無法運用多個知識點的相關內容來解決實際問題。

總的來說,“土力學”屬于難學習、難掌握、難運用的課程,要想取得滿意的教學效果就必須在改進教學方法上不斷努力。

二、教學方法的改進

(一)重視緒論,把握整體

很多教師和學生都不注重緒論的講解和學習,實際上緒論對于把握教材整體的知識結構非常有用,因此第一節(jié)課應對緒論進行重點介紹。從“土力學”和其研究對象的特點入手,介紹土的形成和應用背景,介紹古今中外一些著名的工程案例,說明學習“土力學”的意義,培養(yǎng)學生學習的興趣。在此基礎上,引出“土力學”的知識結構體系,強調內容的核心是土的三大特性(滲透特性、壓縮特性和強度特性),研究這些特性的基礎是土的基本物理性質,而土中應力計算是為了計算土體的變形和沉降。掌握了這些基礎知識后,便可將其應用于解決具體的土力學問題——土壓力計算、邊坡穩(wěn)定分析、地基承載力確定。

(二)深入講解,注重過程

由于學生缺乏實際工程經驗和相關的知識儲備,難以將理論知識進行解構和理解,更難以形成新的認知結構,因此在教學中應該著重對細節(jié)問題的講解,尤其是對于“土力學”中區(qū)別于一般力學的概念更應該講清楚它們之間的差異。例如,“土力學”中的經典理論——有效應力原理,教材一般只用一頁進行介紹,公式看上去也非常簡單,但這一理論卻是“土力學”的基本支柱,是“土力學”的拱心石[2]。如果只按照教材進行介紹,學生難以理解這一原理的重要意義,更談不上活學活用。所以,在授課時應從有效應力原理的提出、理論的推導與簡化、理論的應用舉例及意義等方面進行系統(tǒng)的講解。

“土力學”中有相當一部分內容與計算有關,同一般力學不同,初等土力學中沒有十分復雜的公式,計算的特點是“繁而不難”。從考試反映的情況來看,很多學生在計算上常因為某個細小的環(huán)節(jié)出錯或對某個概念理解不準確而導致整道題失分。因此,日常教學中應重視計算過程的正確與規(guī)范,使學生養(yǎng)成良好的解題習慣。

(三)善于聯(lián)想,趣味教學

現(xiàn)在的學生大多害怕理論性強的課程,尤其是對于力學課程,基本到了“談力色變”的地步。其中很重要的一個原因是,學生覺得力學課程比較枯燥,缺乏學習興趣。因此,這給授課教師提出了一個十分嚴峻的任務:想辦法激發(fā)學生的學習興趣。

有學者認為,教學過程中應該提倡發(fā)現(xiàn)學習而不是被動接受學習,其主要特征是:學習的主要內容不直接向學習者提供,提供的是與學習內容有關的線索或例證;學習者必須經歷自己發(fā)現(xiàn)的過程才能得到結論[3]。在現(xiàn)有的條件下想實現(xiàn)完全的發(fā)現(xiàn)學習比較困難,但可以通過互動式教學增強學生的思考能力。相對于灌輸式教學,互動式教學的主要特征在于教學過程中的“溝通”與“對話” 。雖然由于課程自身特點的限制,“土力學”教學中教師不大容易與學生進行溝通,但教師通過發(fā)揮想象力,引入生活中的一些小例子,增加教學中的趣味性還是可以做到的。例如,在講解無黏性土的抗剪強度定理時,可以引導學生思考為什么風可以將地面上的細砂吹起,但同樣的砂土卻可作為建筑物的地基;在講解土的顆粒級配時,可以用籃球隊需要不同高度的隊員組合來說明不均勻系數(shù)對于評價級配好壞的意義;在講解有效應力原理的應用時,可以通過輪胎底為什么要制成紋路及雨雪后路面為什么要撒砂等問題,與學生進行交流。其實,只要平時注意積累,就會發(fā)現(xiàn)“土力學”中的許多知識在生活中都有應用。將這些小的例子運用在教學中,既能喚起學生的共鳴、增加教學的趣味性,又能引導學生運用知識解決實際問題。

(四)案例討論,淺入深出

“土力學”的誕生與發(fā)展離不開人類的工程實踐活動,學習“土力學”的目的也是為了以后能夠解決實際工程問題。因此在“土力學”的教學上,應重視工程案例的引入,這樣既有利于學生培養(yǎng)工程概念,也有助于對理論知識的吸收和掌握。我國正處于快速發(fā)展的時期,各大城市均在大興土木,這本身就提供了非常豐富的“土力學”案例素材。尤其是一些發(fā)生事故的工程案例,學生聽起來非常認真,效果也很好。在講解工程案例時應注意做到淺入深出,即以大家都熟悉的工程為著眼點,首先簡要介紹工程概念、失事情況,引導學生思考問題,然后將學生的思路加以引導,引出其中涉及到的“土力學”相關知識,同相關的理論知識講解相結合,這樣學生就會對相關理論留下深刻的印象。

(五)一絲不茍,完善細節(jié)

細節(jié)決定成敗,對于教學也是如此。在教學中如果對許多細節(jié)問題視而不見或聽之任之,那么必然影響到最終的教學效果。因此,應注重講述時的細節(jié)、備課時的細節(jié)、板書時的細節(jié)、制作課件時的細節(jié)、與學生交流的細節(jié)、批改作業(yè)的細節(jié)。筆者曾經采用問卷的形式對教學情況進行調查,當問到在教學中哪些環(huán)節(jié)做得比較好時,大部分學生提到了兩個細節(jié):一個是作業(yè)批改;一個是課件的制作。其中,學生對作業(yè)批改的回答我有些出乎意料。我對作業(yè)批改認真,每個錯誤的旁邊都進行了注釋,而且最后還用Good、Excellent等詞匯對他們進行鼓勵,給他們留下了深刻印象。其實,我覺得我只是在批改作業(yè)上做好了本職工作而已,但學生就可以通過這些細節(jié)感受到教師認真的態(tài)度,并也用認真的學習進行回饋。這充分說明只要教師從細節(jié)出發(fā),切實為學生著想,做好自己的工作,學生一定會看在眼里并記在心上。

三、今后努力的方向

從事教學以來深刻地感受到了作為一個教師的壓力,尤其是作為一個青年教師,自身的不足非常多,需要不斷地學習與思考。雖然在教學上付出了一定的努力,但相對于“土力學”的博大精深,今后要努力的地方很多,概括起來主要有以下幾方面:

(一)廣泛收集工程案例并升華為理論層面

“土力學”這門學科來源于工程實踐,也是面向工程實踐的,在基礎設施建設的大好環(huán)境下,要充分利用這一機遇,深入工地一線,參與科學研究。將科研中或者收集的工程案例中反映出的問題進行疏理和總結,找到關鍵問題并升華為理論層面。

(二)作業(yè)中增加面向實際的分析題,增強學生的思考能力

好的作業(yè)可以督促學生自己思考問題、解決問題?，F(xiàn)在教學中還是沿用老作法,就是課程結束后布置教材上相應知識點的問答題或計算題。而國外的很多教學都傾向于布置源于工程實際的分析題目,學生必須通過查閱大量的文獻書籍資料才能自己找到解答,這樣無疑大大增強了學生的思考能力。由于學生數(shù)量較多,要做到這一點還比較難,但這一點是今后要努力的一個方面。

(三)教師之間定期討論,共同提高教學質量

老一輩教師有一個很好的習慣,就是教研室定期開會,討論教材的問題、教學上的問題等,發(fā)揮集體智慧,掃清每位教師教學上的盲點?，F(xiàn)在這一優(yōu)良傳統(tǒng)已經被束之高閣了。對于青年教師來說,尤其需要這種集體討論的機會來向優(yōu)秀的同事學習。以后要定期組織課程教師的討論活動,共同促進教學質量的提高。

(四)不斷學習,增強自身業(yè)務素質

筆者曾有幸參加過第二屆全國土力學教學會議,從與老前輩、優(yōu)秀同行的交流中受益匪淺。通過學習交流不但讓自己看到了先進教師是用什么要求、什么態(tài)度來從事“土力學”教學的,而且讓自己教學上很多不清楚的概念得到了澄清和鞏固。最重要的是通過這種會議,讓自己找到了努力的方向。

正如土力學奠基人太沙基所言,土力學既是一門科學又是一門藝術。其實教學又何嘗不是如此?教師要用藝術家對待作品的態(tài)度來對待自己的教學。教師只有立足于本職工作,完善知識結構、改進教學方法、提高教學水平,進行不斷的積累,才能使教學質量得到切實的提高。

[1]楊平.土力學[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.

[2]李廣信.巖土工程20講——巖壇漫話[M].北京:人民交通出版社,2007.

[3]王美嵐,王琳.布魯納的發(fā)現(xiàn)學習及其啟示[J].當代教育科學,2005(21):42-45.

[4]張增田.對話教學的內涵和特點[J].涪陵師范學院學報,2005,21(6):149-153.