劉少東　薛凱喜　鄭鑫等

摘要：作為土木工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，土力學(xué)與地基基礎(chǔ)從學(xué)習(xí)方法到實際應(yīng)用都與工程實踐有密不可分的聯(lián)系。目前，土力學(xué)與地基基礎(chǔ)教學(xué)實踐性不足的問題廣泛存在。文章分析了該課程教學(xué)實踐性不強的原因，提出強化實踐教學(xué)模式，從課程學(xué)時分配、增加實踐性內(nèi)容、提高教師實踐能力、完善實踐環(huán)節(jié)課、改進實驗方法等方面著手，對該課程教學(xué)從工程實踐的角度予以強化。實踐表明，采用新教學(xué)模式效果顯著，是改善教學(xué)質(zhì)量的有益探索。

關(guān)鍵詞：土力學(xué)與地基基礎(chǔ)；教學(xué)模式；強化實踐； 教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：TU4；G642 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2015）03-0078-05

土力學(xué)與地基基礎(chǔ)是土木工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，在土木專業(yè)課程體系中具有非常重要的地位。該課程包括土力學(xué)和基礎(chǔ)工程兩大部分，在內(nèi)容設(shè)置上，圍繞地基基礎(chǔ)的設(shè)計、施工等方面展開，理論性和實踐性強[1]。從學(xué)習(xí)方法的角度講，清華大學(xué)李廣信教授指出：“土力學(xué)是一門‘感性多于‘理性的力學(xué)學(xué)科。對于缺少實踐知識和經(jīng)驗的本科學(xué)生，剛接觸它時對于其內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法很不適應(yīng)，也難以建立正確的概念和學(xué)習(xí)方法”[2]。從學(xué)習(xí)應(yīng)用的角度看，該課程最終應(yīng)用于地基基礎(chǔ)設(shè)計、施工的工程實踐。由于實踐的特殊重要性，在土力學(xué)與地基基礎(chǔ)教學(xué)中必須發(fā)揮其從實踐中來、到實踐中去的學(xué)科特點，同時培養(yǎng)學(xué)生在理論知識、試驗操作和工程應(yīng)用三方面的能力，才能有效提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)教學(xué)中存在的問題

目前，在土力學(xué)與地基基礎(chǔ)教學(xué)中普遍存在實踐性要求未得到重視的問題。學(xué)生在完成該課程學(xué)習(xí)后，分析、解決地基基礎(chǔ)工程實際問題的能力不足，在工程應(yīng)用方面出現(xiàn)明顯短板。分析教學(xué)中實踐內(nèi)容安排不足的原因，主要有以下幾點。

（一）教師教學(xué)思想陳舊，實踐能力較弱

中國高等教育注重培養(yǎng)學(xué)生形成系統(tǒng)、完整的知識體系，而處于課程體系前端的基礎(chǔ)理論知識的不足，極易導(dǎo)致學(xué)生專業(yè)知識的學(xué)習(xí)缺乏充足理論支

撐，因而，“厚基礎(chǔ)”也成為高校專業(yè)課程設(shè)置的重要原則。相應(yīng)的，教學(xué)過程中偏重于基礎(chǔ)知識教學(xué)和理論的傳授，應(yīng)用能力的培養(yǎng)被忽視[3]。此外，高校引進的教師多為剛畢業(yè)的博士、碩士，從教后由學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)榻處煟冀K處在較為封閉的校園環(huán)境中，參與工程實踐較少。這些因素導(dǎo)致了教師在教學(xué)工作中更傾向于關(guān)注課程中理論性較強的部分，實踐性內(nèi)容難以在教學(xué)過程中得到充分體現(xiàn)。

（二）課時有限，學(xué)時分配不合理

土力學(xué)與地基基礎(chǔ)內(nèi)容多、涉及面廣，但在實際教學(xué)安排中，課程學(xué)時往往非常有限，不足以完成所有的教學(xué)內(nèi)容。為確保學(xué)生具備深厚的學(xué)科基礎(chǔ)，教師經(jīng)常會在力學(xué)原理上安排較多篇幅，舍棄部分工程應(yīng)用內(nèi)容（如條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)的設(shè)計與施工），形成理論強、實踐弱的教學(xué)結(jié)果。

（三）教材內(nèi)容落后于行業(yè)發(fā)展

近年來，伴隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，中國建筑設(shè)計思想、結(jié)構(gòu)類型、計算軟件不斷涌現(xiàn)，建筑施工領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝、新方法、新材料的應(yīng)用日益廣泛，建筑行業(yè)的規(guī)范、標準也在隨之不斷進行修訂完善，然而土木工程專業(yè)的課程教材卻未能及時跟進。土力學(xué)與地基基礎(chǔ)也存在許多教材內(nèi)容落后于行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)象，如：許多教材列舉的案例陳舊，近些年出現(xiàn)的廣受關(guān)注的地基基礎(chǔ)失敗案例未予關(guān)注；基礎(chǔ)施工中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用或國家明令推廣的施工方法未在教材中得以強調(diào)；部分教材雖然一版再版，但其援引的規(guī)范、標準仍為老舊版本，給學(xué)生帶來了極大的困擾。課程教材是學(xué)生獲取學(xué)科知識最為重要的來源，但體現(xiàn)行業(yè)最新發(fā)展動態(tài)的內(nèi)容偏少。學(xué)生的知識體系和實踐能力難以滿足行業(yè)要求。學(xué)生走向工作崗位以后，往往需要經(jīng)過進一步的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，才能滿足用人單位的要求。

（四）實踐環(huán)節(jié)課模式固定，達不到實踐目的

實踐環(huán)節(jié)課是工科專業(yè)為彌補部分實踐環(huán)節(jié)不足但應(yīng)用性較強的課程而設(shè)置。對于土力學(xué)與地基基礎(chǔ)，各高校通行做法是通過開設(shè)地基基礎(chǔ)課程設(shè)計來提高學(xué)生的應(yīng)用能力。教師按照教學(xué)大綱要求和實踐需要給出題目、計算要求和基礎(chǔ)資料，交由學(xué)生根據(jù)基本資料完成給定題目的設(shè)計計算。由于各高校給定設(shè)計題目大同小異，目前圖書市場已經(jīng)出現(xiàn)了針對性的課程設(shè)計參考書，學(xué)生往往對這類參考書中具有指導(dǎo)性意義的設(shè)計思想和計算方法不求甚解，而僅僅套用其中固定的設(shè)計計算模式，按照書中的計算模板代入數(shù)據(jù)得出結(jié)果，實踐環(huán)節(jié)課最終淪為數(shù)字計算游戲，達不到強化理論、提高工程應(yīng)用能力的目的。

（五）學(xué)生動手積極性不足，課程實驗形同虛設(shè)

土力學(xué)實驗是認識土的性質(zhì)、驗證土力學(xué)理論的有效途徑，也是在工程建設(shè)中獲取地基設(shè)計參數(shù)的重要手段。在土力學(xué)教學(xué)中，土的概念、性質(zhì)和土工原理也只有通過教學(xué)實驗才能為學(xué)生牢固掌握[4]。目前，土力學(xué)實驗的通行辦法是分組進行，各實驗小組根據(jù)需要分工協(xié)作，每人負責(zé)實驗操作的一個環(huán)節(jié)，共同完成整個實驗過程。這種方式難以使學(xué)生從宏觀角度思考實驗?zāi)康暮蛯嶒炘?，僅專注于一個環(huán)節(jié)實驗操作，實驗達不到應(yīng)有的目的。

二、強化實踐教學(xué)模式的具體措施

事實上，中國高校工科專業(yè)在實踐方面的不足已成為普遍存在的問題，這一問題能否有效解決關(guān)系到高等教育質(zhì)量?！督逃筷P(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》（教高【2012】4號）指出“增加實踐教學(xué)比重，確保各類專業(yè)實踐教學(xué)必要的學(xué)分（學(xué)時）……加強實踐教學(xué)管理，提高實驗、實習(xí)實訓(xùn)、實踐和畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量。”黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)根據(jù)教育部文件精神，適時地提出了“重基礎(chǔ)、強實踐、多能力、高素質(zhì)”的教育理念，將學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)設(shè)定為主要的教育培養(yǎng)目標。在土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程教學(xué)中，必須充分重視實踐因素的影響，對教學(xué)中對實踐性內(nèi)容進行充分強化，才能進一步提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，具體措施有如下幾方面。

（一）以實踐應(yīng)用為導(dǎo)向，合理分配學(xué)時

學(xué)校土木工程專業(yè)主要培養(yǎng)房建行業(yè)的設(shè)計和施工人才。結(jié)合該培養(yǎng)目標，對教材中的力學(xué)原理內(nèi)容進行梳理和分析，并區(qū)別對待：對基礎(chǔ)設(shè)計和施工有重要支撐作用的理論知識予以保留；在實際工程應(yīng)用少或聯(lián)系不緊密的理論知識予以刪減或壓縮學(xué)時。在對予以保留的理論知識教學(xué)過程中，重點強調(diào)理論的應(yīng)用條件和應(yīng)用方法，減少理論的推導(dǎo)和分析過程。對基礎(chǔ)設(shè)計和施工等工程應(yīng)用內(nèi)容，增加授課學(xué)時。通過這種方式增加工程實踐應(yīng)用內(nèi)容的教學(xué)，達到強化課程實踐性的目的。

學(xué)校采用的教材為武漢大學(xué)出版社出版的《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》，由于學(xué)時（56學(xué)時）所限，目前完成的教學(xué)內(nèi)容僅為前八章的內(nèi)容。通過對課程內(nèi)容按照培養(yǎng)目標和實踐導(dǎo)向要求進行重新分配，重置結(jié)果如表1所示。

表1中的變動，被壓縮的教學(xué)內(nèi)容主要為在房屋建筑行業(yè)應(yīng)用較少的理論，如滲流流網(wǎng)、滲透力理論公式推導(dǎo)等；而增加學(xué)時的內(nèi)容主要為在學(xué)生畢業(yè)后應(yīng)用較多的知識，如條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)的設(shè)計與施工等內(nèi)容。需要說明的是，部分章節(jié)課時的減少并非真正減少，而屬于課時“轉(zhuǎn)移”。換而言之，將本屬于理論公式應(yīng)用練習(xí)的學(xué)時轉(zhuǎn)移到基礎(chǔ)設(shè)計中的對應(yīng)內(nèi)容中，如將沉降計算、地基承載力計算等理論課內(nèi)練習(xí)的學(xué)時減少，而增加基礎(chǔ)設(shè)計中沉降計算、承載力計算的學(xué)時，相關(guān)理論的應(yīng)用轉(zhuǎn)入到基礎(chǔ)設(shè)計的具體環(huán)節(jié)中，使理論應(yīng)用的綜合性和實踐性更強。

（二）加強教師實踐能力培養(yǎng)，增加理論教學(xué)中的實踐內(nèi)容

充分重視教師工程實踐能力的培養(yǎng)，積極鼓勵引導(dǎo)教師到“工程一線”參與工程實踐。一方面，提高教師的工程實踐能力，增加工程經(jīng)驗；另一方面，在實踐過程中教師能收集到大量可用于課堂教學(xué)的實際工程圖片或視頻。在授課過程中，靈活加入工程現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及施工方法等方面的圖片或視頻，強化學(xué)生對理論的認識，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，中國建筑工程領(lǐng)域施行的執(zhí)業(yè)資格考試制度已經(jīng)成為行業(yè)入門乃至職業(yè)晉升的重要條件。這類考試的考試內(nèi)容往往能夠緊跟土木行業(yè)最新要求和發(fā)展趨勢。在教學(xué)內(nèi)容安排上，參考這類考試的考試大綱和復(fù)習(xí)要求，既能緊跟土木工程行業(yè)發(fā)展步伐，又為學(xué)生以后參加類似考試奠定基礎(chǔ)。

（三）改進實驗組織方法，調(diào)動學(xué)生動手積極性

一方面改進實驗評分手段，增加實驗操作的分值比例；另一方面改變過去實驗小組分工方法，由每人負責(zé)一個實驗環(huán)節(jié)改為每人負責(zé)主導(dǎo)完成一組完整數(shù)據(jù)量測，要求學(xué)生在實驗報告中分別形成個人數(shù)據(jù)實驗結(jié)論和小組平均數(shù)據(jù)實驗結(jié)論，并在實驗報告中分析小組結(jié)論和個人結(jié)論的差異的幅度和原因。通過這種方式引導(dǎo)學(xué)生積極參與實驗操作，并獨立完成整個實驗的各個環(huán)節(jié)，使學(xué)生對實驗?zāi)康暮蛯嶒炘碚J識更加清晰，充分實現(xiàn)實驗教學(xué)的目的。

學(xué)校土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程共開設(shè)4項實驗（共計8學(xué)時），分別為粘土液、塑限聯(lián)合測定實驗、土的壓縮性實驗及砂土與粘土的直接剪切實驗。實驗分組（4人一組）進行，每小組一臺實驗儀器。學(xué)生在自由分工的情況下，取土樣、儀器操作、數(shù)據(jù)記錄等工作分別由不同的組員完成，每個實驗重復(fù)3次取平均值，最終形成本小組的實驗結(jié)論和實驗報告。這種情況下，每名學(xué)生僅專注于自己的工作（重復(fù)同一工作3次），而對其他實驗操作過程僅限于觀察，并不能達到全部操作都親自動手完成的實驗?zāi)康?，最終學(xué)生對該項實驗的宏觀認識差強人意。此外，由于每個小組的學(xué)生完成的工作不同，難以對其實驗操作合理評分，實驗成績常常取決于小組整體實驗情況及個人實驗報告完成情況，學(xué)生對實驗操作的積極性大打折扣。通過改進實驗組織手段，要求每名學(xué)生“主導(dǎo)”一次實驗操作，學(xué)生對該次實驗數(shù)據(jù)負責(zé)，并且每次實驗都對實驗分工進行重置。這樣，一方面，增強了學(xué)生的責(zé)任意識，使學(xué)生在主導(dǎo)實驗過程中對實驗產(chǎn)生整體認識；另一方面，學(xué)生在實驗過程中，從事的實驗操作不重復(fù)，客觀上完成了實驗的每一個操作環(huán)節(jié)。最終的評分規(guī)則也做出相應(yīng)調(diào)整，實驗報告完成情況與實驗操作各占50%分值比例，引導(dǎo)學(xué)生重視實驗操作。這樣，實驗次數(shù)由原來的3次變?yōu)?次，實驗時間增加很少，但學(xué)生的參與程度卻提高較多，實驗學(xué)時幾乎不變的情況下，能更好地達到實驗?zāi)康摹?/p>

（四）完善實踐環(huán)節(jié)課的設(shè)置模式，提高學(xué)生工程應(yīng)用能力

針對目前學(xué)生在課程設(shè)計完成過程中存在的不足，在課程設(shè)計題目的設(shè)置上，一方面設(shè)計任務(wù)書與實踐緊密結(jié)合，任務(wù)書里的基礎(chǔ)信息和數(shù)據(jù)源于實際工程或貼近實際工程；另一方面針對每級學(xué)生安排不同基礎(chǔ)類型的設(shè)計任務(wù)書，各級學(xué)生在不同基礎(chǔ)類型里進行輪換。此外，課程設(shè)計的考核采用答辯制考核：學(xué)生利用多媒體手段，從課程設(shè)計的整體程序、計算原理方法、規(guī)范要求及數(shù)據(jù)計算等方面著手，向由指導(dǎo)教師和任課教師組成的考核小組闡述其設(shè)計思路和計算過程，最終由考核小組根據(jù)其答辯表現(xiàn)及計算成果綜合給出考核成績。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課程設(shè)計中的實際問題，提出并闡述解決方案，最終完成課程設(shè)計，除了分析解決問題能力以外，學(xué)生的語言表達能力也得到了鍛煉。

（五）與施工生產(chǎn)實習(xí)相結(jié)合，靈活設(shè)置課程實習(xí)

到工程建設(shè)工地現(xiàn)場參與施工操作是提高學(xué)生實踐能力的手段之一。土力學(xué)與地基基礎(chǔ)一般不安排獨立的實習(xí)課程。可在施工實習(xí)任務(wù)中增加地基基礎(chǔ)部分的專門實習(xí)要求，改變學(xué)生在施工實習(xí)中對地基基礎(chǔ)內(nèi)容走馬觀花、一帶而過的現(xiàn)狀。學(xué)校土木專業(yè)培養(yǎng)方案中，土木工程施工和土力學(xué)與地基基礎(chǔ)兩門課程均在第六學(xué)期開課，這為在施工實習(xí)中加入地基基礎(chǔ)實習(xí)要求提供了便利。這種方式能強化學(xué)生地基基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力，也能保證更好更全面的施工實習(xí)效果。需要指出，學(xué)校土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課時偏少的原因之一是學(xué)生要提前離校參加施工實習(xí)，在施工實習(xí)中加入地基基礎(chǔ)實習(xí)內(nèi)容，客觀上相當(dāng)于把理論學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換為地基基礎(chǔ)實踐。

三、強化實踐教學(xué)模式的應(yīng)用效果

作者從2012年開始在學(xué)校

土木工程專業(yè)探索并實踐強化實踐教學(xué)模式，并獲得了校級教研項目立項資助。具體的技術(shù)路線為：“方案規(guī)劃—班級試點—修改方案、擴大試點—全面推行”，具體方案如圖1所示。

強化實踐教學(xué)模式是指在土力學(xué)與地基基礎(chǔ)教學(xué)各環(huán)節(jié)中強化工程應(yīng)用訓(xùn)練和動手要求。在該課程最終成績中，理論課與實驗課占比并不發(fā)生改變。

通過改進教學(xué)模式實踐，該課程的教學(xué)質(zhì)量有了明顯提高。圖2所示為09級和10級試點班與普通班的平均成績對比，由圖可見兩個年級的試點班成績均高于普通班級成績：2009級試點班平均成績較普通班平均成績高2.1分，2010級試點班平均成績較普通班平均成績高3.5分。

從3個年級不同分數(shù)段人數(shù)占比情況來看（如圖3所示），高分區(qū)間（90～100分）學(xué)生人數(shù)比例并未明顯變化，而低于60分的不及格區(qū)間人數(shù)占比顯著下降，而中間區(qū)間（含60～70分區(qū)間、70～80分區(qū)間及80～90分區(qū)間），學(xué)生人數(shù)占比整體呈增加趨勢。實踐強化教學(xué)模式對成績較差學(xué)生效果更明顯。這說明：一方面，新教學(xué)模式能夠穩(wěn)定學(xué)習(xí)能力強的高分學(xué)生，明顯提高學(xué)習(xí)能力較弱的中低分學(xué)生學(xué)習(xí)成績；另一方面，新教學(xué)模式在教學(xué)實踐中日臻成熟，教學(xué)效果也在穩(wěn)步向好。這一現(xiàn)象對于旨在提高課程整體教學(xué)質(zhì)量的新教學(xué)模式而言，意義重大。

此外，調(diào)查顯示，施行強化實踐教學(xué)模式后極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中，查閱規(guī)范等相關(guān)資料的主動性明顯提高，學(xué)生間的交流和討論也明顯增加。然而，強化實踐教學(xué)模式對于能否增強學(xué)生實踐能力還缺乏量化評價指標，只能通過對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)、上課表現(xiàn)及實踐環(huán)節(jié)考核表現(xiàn)等方面做出定性的判斷。

四、 結(jié)語

目前，中國經(jīng)濟由高速發(fā)展步入穩(wěn)定發(fā)展階段，房地產(chǎn)行業(yè)的投資過熱現(xiàn)象已經(jīng)開始逐步降溫，工程建設(shè)規(guī)模和數(shù)量必將隨之逐漸趨于穩(wěn)定。這一新的發(fā)展趨勢意味著建筑行業(yè)能夠吸納的人才數(shù)量也將減少，前些年出現(xiàn)的建筑業(yè)人才供不應(yīng)求的局面難以為繼。目前，用人單位在引進人才的過程中，已經(jīng)開始注重人才質(zhì)量，除理論知識外，對學(xué)生的實踐經(jīng)驗和實踐能力等方面也提出了更多更高的要求。作為行業(yè)人才培養(yǎng)基地的高校，必須重視行業(yè)就業(yè)環(huán)境的變化，以市場需求為導(dǎo)向，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面上不斷改進，加強學(xué)生的實踐訓(xùn)練，彌補學(xué)生實踐能力不足的短板，增加學(xué)生的就業(yè)競爭力，才能真正實現(xiàn)以學(xué)生為本的要求，更好地為行業(yè)發(fā)展服務(wù)。參考文獻：

[1] 王麗艷，姜朋明.“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程的教學(xué)改革探討[J].中國電力教育，2011， （4）：86-87.

[2] 李廣信.關(guān)于土力學(xué)教材討論的一些體會（二）——土力學(xué)中的正負號[J].巖土工程界，2008，11（11）：21-22.

[3] 王偉， 李娜，白文輝等.校企聯(lián)合培養(yǎng)土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才模式研究[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報（ 社會科學(xué)版），2010，27（3）：126-127.

[4] 李廣信.土力學(xué)的學(xué)科特點和學(xué)習(xí)方法[C].第一屆全國土力學(xué)教學(xué)研討會（論文集）.北京：人民交通出版社，2006：27-32.

（編輯 歐陽雪梅）