佟小剛 吳發(fā)啟

（西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西楊凌 712100）

當(dāng)前，培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新型高素質(zhì)人才已成為高校人才培養(yǎng)的重點目標(biāo)，這也符合我國社會和經(jīng)濟發(fā)展對人才的要求［1］。“土力學(xué)”作為集理論、實踐及工程應(yīng)用為一體的課程，因具有理論多、概念多、公式多及應(yīng)用廣的特性，決定了其存在著涉及前期知識和相關(guān)領(lǐng)域較多，課程橫向跨度大，基本理論和知識點抽象、分散等問題［2］，使教學(xué)很難盡善盡美。因此，探尋出一條切實可行、快捷有效的學(xué)習(xí)和應(yīng)用的途徑，是“土力學(xué)”教學(xué)亟待解決的問題。

在西北農(nóng)林科技大學(xué)（以下簡稱“我校”）水土保持與荒漠化防治專業(yè)的教學(xué)中，“土力學(xué)”與水土保持工程措施中涉及的擋土墻的設(shè)計、邊坡的穩(wěn)定性分析、土壓力的計算等問題都有直接的聯(lián)系。因此，筆者針對專業(yè)特點及其與土力學(xué)知識構(gòu)成的關(guān)系，就教學(xué)過程中存在的問題和解決的途徑加以探討，以期能為“土力學(xué)”課程教學(xué)效果與質(zhì)量的提升提供參考。

一、“土力學(xué)”課程的作用

“土力學(xué)”是一門研究土的物理、力學(xué)性質(zhì)及其受荷載作用后變形與強度規(guī)律的一門學(xué)科。在水土保持與荒漠化防治專業(yè)的課程體系中，它被安排在高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué)之后，水土保持工程之前。因此，它是一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，起著承上啟下的作用，直接服務(wù)于工程措施的設(shè)計?！巴亮W(xué)”課程包括土的組成、結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、土中滲流、土中應(yīng)力、土的變形和強度問題，擋土建筑物、邊坡穩(wěn)定和地基承載力等方面知識以及土的液塑限測定、土的滲透、壓縮、剪切等實驗均為其講授內(nèi)容［3］。可見，該課程直接將理論學(xué)習(xí)與實踐應(yīng)用相聯(lián)系，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生從理論性思維轉(zhuǎn)化到實際工程應(yīng)用過程中的獨立思考能力、動手能力、創(chuàng)新能力，為高素質(zhì)水土保持工程人才培養(yǎng)打下良好基礎(chǔ)。

二、“土力學(xué)”課程教學(xué)中存在的主要問題

（一）內(nèi)容較多，課時不足

目前，在“厚基礎(chǔ)，博知識”的教育理念影響下，各高校都為學(xué)生增加了課程種類，拓展了知識面，但也不可避免地出現(xiàn)了為完成教學(xué)計劃，壓縮原有課程學(xué)時數(shù)的現(xiàn)象，這已成為許多學(xué)科共同面對的問題［4］。我校水土保持專業(yè)“土力學(xué)”課程總學(xué)時數(shù)為40，其中實驗10學(xué)時，理論教學(xué)30學(xué)時，這些學(xué)時數(shù)很難滿足“土力學(xué)”課程內(nèi)容廣、定律多、公式多、實驗內(nèi)容多且操作復(fù)雜的特點，所以形成了學(xué)時少而內(nèi)容多的矛盾。在10個學(xué)時的實驗中，要安排3～4個試驗題目，學(xué)生只能機械地操作，弄不清實驗的目的和意義，也談不上培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實際問題的能力，更不利于力學(xué)和后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。

（二）課堂教學(xué)呆板，教學(xué)效果一般

為完成“土力學(xué)”大綱要求的講授內(nèi)容，在課堂教學(xué)中教師多采用傳統(tǒng)的講授方法，缺少實際應(yīng)用實例的分析，每節(jié)課超負(fù)荷的信息量使得學(xué)生來不及理解消化，更不可能對課程中眾多的抽象理論、經(jīng)驗公式的含義及工程應(yīng)用意義吃透和掌握。課堂教學(xué)枯燥乏味，學(xué)生聽不進去，也跟不上教學(xué)進程，被動受教，學(xué)習(xí)效果差。雖然多媒體的引入使課堂教學(xué)中知識點和力學(xué)理論的展示變得容易，彌補了板書教學(xué)無法達(dá)到的效果［5］，但是多媒體課件信息量多、信息呈現(xiàn)快的特點，又使學(xué)生的思維變得遲鈍，學(xué)生因來不及思索和理解而對學(xué)習(xí)的內(nèi)容失去興趣；同時，多媒體課件的制作質(zhì)量不高，動畫制作不精致、不到位等都影響到教學(xué)效果和課堂氛圍。

（三）實驗與實踐教學(xué)乏力，影響教學(xué)質(zhì)量

“土力學(xué)”中關(guān)于土體的物理學(xué)特性、滲透、變形、強度等知識和理論都是在實驗驗證和應(yīng)用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上得出的，因此“土力學(xué)”課程具有很強的實踐性。實驗和實踐教學(xué)不僅是學(xué)生進一步理解和掌握土體力學(xué)基本原理和經(jīng)驗公式的重要手段，也是學(xué)生科研思維形成、動手能力強化、創(chuàng)新意識建立的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前由于課時不足、教學(xué)硬件資源有限、專業(yè)實驗教師少等因素，使得實驗教學(xué)方式單一，基本以驗證性實驗、經(jīng)典性實驗為主，內(nèi)容陳舊，乏味單調(diào)，學(xué)生只需按照規(guī)程操作即可，沒有獨立思考過程；實踐教學(xué)更是少之又少。這種情況有悖于“土力學(xué)”實踐性強的特點，嚴(yán)重影響到課程教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)及學(xué)生綜合素質(zhì)的提升。

（四）理論教學(xué)與實驗教學(xué)脫節(jié)，學(xué)生得不到應(yīng)有的鍛煉

長期以來，“土力學(xué)”理論課都占據(jù)絕對的主導(dǎo)地位，實驗課開設(shè)都是隨著理論課的講授進度而安排，因此實驗課比較分散，且實驗課只是老師對操作步驟和注意事項的講解，因為課時有限，教師都是提前完成如液塑限實驗、壓縮試驗、直剪試驗等幾個環(huán)節(jié)的操作，擺在學(xué)生面前的試樣已是“半成品”，這樣學(xué)生在課堂上只能機械地進行幾個環(huán)節(jié)的操作，不能參與實驗的全過程。所以學(xué)生對整個實驗感到很抽象，實驗技能得不到提高，主觀能動性和思維也受到限制。同時，實驗課采取分散開設(shè)的方式，也使得原本相互關(guān)聯(lián)的力學(xué)理論知識喪失了系統(tǒng)性和連續(xù)性。如液塑限實驗測定的塑性指數(shù)和液性指數(shù)與固結(jié)試驗中測定的土的壓縮系數(shù)和壓縮模量有著密切聯(lián)系，當(dāng)分開實驗時，學(xué)生就很難將這些指標(biāo)聯(lián)系起來，進行綜合分析，造成了學(xué)生對“土力學(xué)”理論和知識點認(rèn)知斷鏈。這樣既不能培養(yǎng)和建立學(xué)生綜合分析實驗數(shù)據(jù)的思維過程，也無法鍛煉和提升學(xué)生分析和解決問題的實際能力。

三、“土力學(xué)”課程教學(xué)的改革與創(chuàng)新

（一）整合和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

水土保持專業(yè)與傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)有較大的區(qū)別。傳統(tǒng)土木工程專業(yè)的工程部分往往更重視獨立基礎(chǔ)、地基沉降變形、地基承載力等淺基礎(chǔ)知識的講解［6］，而水土保持專業(yè)工程方向更注重滲透、邊坡穩(wěn)定性、擋土墻側(cè)土壓力等方面的知識和理論。面對“土力學(xué)”課時少、任務(wù)重的現(xiàn)實，必須結(jié)合水土保持專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及水土保持工程實踐，有針對性地整合和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，在有限課時內(nèi)為本專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握“土力學(xué)”相關(guān)理論和知識點提供一條有效、快捷的途徑。

首先，對于易于理解掌握的以及與專業(yè)方向關(guān)系不大的內(nèi)容要略講，而銜接后續(xù)課程的基礎(chǔ)理論知識點要詳講。這樣可以加深學(xué)生對“土力學(xué)”在本專業(yè)中重要性的認(rèn)識，同時也能拓展學(xué)生分析、解決問題的思路，提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。其次，需要任課教師不斷提高業(yè)務(wù)水平，積累新的專業(yè)知識、工程技術(shù)、工程方法及工程應(yīng)用經(jīng)驗，以不斷補充和更新教學(xué)內(nèi)容，保持課堂教學(xué)“新鮮”，才能不斷激發(fā)學(xué)生思考和創(chuàng)新的潛能。

（二）改進教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生興趣，提升課堂教學(xué)效果

良好的教學(xué)方法能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的課堂講授，而這正是培養(yǎng)學(xué)生思辨能力及創(chuàng)新意識的基礎(chǔ)。目前，啟發(fā)式和互動式教學(xué)方式已成為大多數(shù)學(xué)科提倡的教學(xué)方法，這同樣適用于我校水土保持專業(yè)。真正的啟發(fā)、互動式教學(xué)應(yīng)該是能夠引起學(xué)生的思維共鳴，激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生愉快、輕松地學(xué)會和掌握講授內(nèi)容。針對“土力學(xué)”理論性、實踐性及綜合性強的特點，教師應(yīng)在掌握教材的實質(zhì)，弄清基本原理、基本理論及參閱大量資料的基礎(chǔ)上，對課程教學(xué)進行精心“設(shè)計”，如提出問題，給出分析、解決問題的思路和思維方法，逐漸推進，使學(xué)生自然跟上講授的思路，調(diào)動起學(xué)生主動參與課堂教學(xué)的積極性，使學(xué)生產(chǎn)生求知欲，主動探索和主動學(xué)習(xí)，并不斷發(fā)現(xiàn)、思索和研究問題，這才是教學(xué)需要達(dá)到的效果。為了鞏固課堂教學(xué)效果，采用網(wǎng)絡(luò)答疑、安排課后討論、提供經(jīng)典水土保持工程案例分析等也是很好的輔助教學(xué)方法，這樣才能充分挖掘每位學(xué)生的潛能，達(dá)到培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

（三）革新教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思維能力與創(chuàng)新意識

隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)引入教學(xué)，其與傳統(tǒng)授課方式結(jié)合產(chǎn)生的教學(xué)效果受到了大多數(shù)科教學(xué)者的認(rèn)可［7］。特別是“多媒體”的應(yīng)用，將“土力學(xué)”中難以理解的理論、原理、公式及土體剪切、滲流等變化過程化難為易、化抽象為具體，以圖文并茂的形式表現(xiàn)，既形象又生動，對于抓住學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率和培養(yǎng)能力有直接幫助。但目前，多媒體課件的制作還依賴于基本的PPT展示，加之制作技術(shù)不高，課件內(nèi)容往往按教材內(nèi)容拼接，邏輯和系統(tǒng)性不足，并且動畫、圖形質(zhì)量、顏色搭配不到位等原因，影響了教學(xué)效果。因此，教學(xué)手段的革新首先是提高課件質(zhì)量，課件要與設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，成為環(huán)環(huán)緊扣，環(huán)環(huán)相接，邏輯嚴(yán)密，系統(tǒng)性強的教學(xué)輔助手段。同時還應(yīng)注重課件動畫效果的逼真性及畫面的觀賞性。其次，引入新的課件制作技術(shù)，如flash動畫制作，可以更有效、生動地演示土體力學(xué)理論及其過程。最后，在教學(xué)過程中，還可自制實體教學(xué)模型和模具，如用反映土體剪切破壞發(fā)生機理模型附加應(yīng)力分布儀模具來演示土在各種荷載條件下的附加應(yīng)力分布等，這些模型和模具給了學(xué)生看得見、摸得著的“實體”理論和知識。通過以上教學(xué)手段和方法的革新，將有利于學(xué)生對知識點有更透徹的掌握，同時還能激勵學(xué)生進行思考和探索，培養(yǎng)和提高學(xué)生思辨和創(chuàng)新的能力。

（四）加強實驗與實踐教學(xué)，提高學(xué)生解決實際問題的能力

要加強實驗教學(xué)，首先要改變以往分散式的實驗課程安排，將各種典型“土力學(xué)”實驗涉及的理論和力學(xué)參數(shù)按照它們之間的聯(lián)系進行設(shè)計和整合，集中時間段進行實驗教學(xué)，這樣學(xué)生既能夠參與實驗的完整過程，完成所有操作程序，鍛煉獨立的動手能力，還可以讓學(xué)生系統(tǒng)地理解和掌握土力學(xué)理論知識，學(xué)會運用土體力學(xué)不同理論和性質(zhì)參數(shù)，綜合分析土體的力學(xué)狀況，提高分析和解決問題的實際能力。其次，要加強實踐教學(xué)，可以安排學(xué)生參觀水土保持工程或施工現(xiàn)場，用實例向?qū)W生傳授水土保持工程涉及的土體力學(xué)理論和知識及在實踐工程中的運用，培養(yǎng)學(xué)生進行工程判斷的能力，為今后的職業(yè)拓展奠定基礎(chǔ)。最后，還要為學(xué)生多提供實踐的機會?？梢蚤_放實驗室，提供必要實驗條件，鼓勵對“土力學(xué)”有濃厚興趣的學(xué)生自主設(shè)計實驗或建立創(chuàng)新實驗項目，挖掘自身的創(chuàng)新能力。同時，還可以讓學(xué)生參與到相關(guān)科研活動中，這樣學(xué)生不僅能夠?qū)Α巴亮W(xué)”的基本理論和實驗過程有更好的掌握，而且能夠自主分析和處理數(shù)據(jù)、思考和解決簡單的“土力學(xué)”問題，真正做到學(xué)而會用，切實提高分析、解決問題的能力。

綜上所述，“土力學(xué)”是一門理論性、實踐性極強，應(yīng)用廣泛的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，在課時和教學(xué)資源條件有限的情況下，要針對水土保持與荒漠化防治專業(yè)特點及人才培養(yǎng)目標(biāo)，對教學(xué)內(nèi)容進行整合優(yōu)化、對教學(xué)方法進行改進、對教學(xué)手段進行革新，尋找出一條適宜“土力學(xué)”課程教學(xué)的最佳方式，達(dá)到教師教有成效，學(xué)生學(xué)有所用的教學(xué)效果，培養(yǎng)出應(yīng)用和創(chuàng)新能力雙強的水土保持專業(yè)高素質(zhì)人才。

［1］師旭超.在土力學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力［J］.中國電力教育，2009（18）：101－102.

［2］劉紀(jì)峰，張會芝.“土力學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容和方法的一些體會［J］.中國電力教育，2011（25）：115－116.

［3］張克恭，劉松玉.土力學(xué)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005：1－2.

［4］高文華，萬文，陳秋南，等.“土力學(xué)”課程教學(xué)改革與實踐［J］.高等教育研究學(xué)報，2007，30（4）：50－51，4.

［5］徐玉芬.多媒體教學(xué)在土力學(xué)課程中的有效應(yīng)用［J］.科教文匯，2011（4）：93－94.

［6］張建偉，馮志芬，孫興亞.道橋?qū)I(yè)“土力學(xué)與基礎(chǔ)工程”課程教學(xué)改革探討［J］.科技信息，2011（3）：101，160.

［7］張緒濤，崔詩才.土力學(xué)教學(xué)與大學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)［J］.聊城大學(xué)學(xué)報，2007，20（4）：108－110.