陳玲 許繼恒 任睿 連小瑩

[摘要]當前，土力學與地基基礎(chǔ)課程存在以下問題：理論教學主要采用傳統(tǒng)的講授式教學模式，教學模式單一;實驗教學學時少，教學方法采用“以教為主”，學生重視程度不夠，考核機制不合理;教育資源形式單一，并且不能滿足課程教學改革的需要。為了解決這些問題，提高教學效果，應(yīng)從以下幾個方面對該課程進行教學改革：理論教學部分，綜合運用學生為主體、教師為主導的多種教學模式，教、學、做、說一體化教學模式，使知識的學習過程由“硬灌”變?yōu)椤扒晒唷?實踐教學部分，實施“以學為主”的教學方法，制作實驗微課，開放實驗室，完善實驗成績評價機制;采用信息化手段優(yōu)化教學資源。

[關(guān)鍵詞]土力學與地基基礎(chǔ);教學改革;教學模式;微課;實驗

[中圖分類號]G642.0[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3437（2020）02-0105-03

一、引言

土力學與地基基礎(chǔ)是高等院校土木T程專業(yè)本科學生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)核心課程，也是我校合訓本科土木工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)核心課程。課程教學目標是通過本課程的學習，使學生掌握土力學的基本概念和基本理論，具有應(yīng)用土力學基本理論和計算方法解決實際-程問題的能力，例如用土壓力理論對擋土墻以及基坑設(shè)計，用強度理論對地基承載力計算和對基礎(chǔ)進行設(shè)計。

該課程概念多，理論跨度大，數(shù)學推導偏多，給教師教學帶來了很大的困難。如何針對這些特點組織教學，實現(xiàn)課程教學目標，培養(yǎng)學生遂行多樣化軍事任務(wù)的能力[1]，是本課程教學改革的重點內(nèi)容。

二、課程教學中存在的主要問題

土力學與地基基礎(chǔ)課程包括兩部分內(nèi)容：理論部分和實驗部分，教學實施分別安排40學時與10學時。目前，該課程的教學存在以下幾個問題。

（一）理論教學主要采用傳統(tǒng)的講授式教學模式，教學模式單一，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

本課程的授課對象是我校土木工程專業(yè)合訓本科學生，他們思維敏捷，有強烈的求知欲望。然而，傳統(tǒng)的講授式教學模式以課本為中心，以教師為主，教師講到哪，學生學到哪。雖然采用這種教學模式給學生灌輸?shù)闹R內(nèi)容很多，但是學生學習的主動性被忽視，甚至被壓制，實際學習效果并不是很好。很顯然，只致力于灌輸知識的教學方法會扼殺或毀滅原始的創(chuàng)造性。創(chuàng)造性從哪里來？那就是好奇心、想象力和批判性思維。他們都不是“知識”本身，而是超越“知識”本身的[2]。

（二）實驗教學學時少，教學方法采用“以教為主”，學生重視程度不夠，考核機制不合理

土力學實驗教學是本課程巾非常重要的實踐性環(huán)節(jié)，是學生理解土力學基本概念，檢驗土力學基本原理，探討土力學工程應(yīng)用的主要途徑，其在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、實踐動手能力和綜合分析問題的能力等方面有著理論課教學無法替代的作用。然而，由于學生平時要進行軍事洲練并完成一定的軍事任務(wù)，實驗學時僅安排了10學時，學生利用實驗課進行操作，時間很緊張。

以往的實驗教學，主要采用以教為主的教學方法。實驗課堂上，教師把實驗內(nèi)容，操作方法與步驟，報告形式甚至每一步得到什么結(jié)果都講得一清二楚。這種教學方法過程太枯燥，難以調(diào)動學生的積極性，學生一旦離開了教師，就不知所措，這不利于學生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。同時，這種教學方法太占用時間，留給學生的操作時間有限。

學生對土力學實踐的重視程度不夠，大部分學生習慣了課堂上的被動接受，不提前預(yù)習實驗指導書，進了實驗室像無頭蒼蠅，有的學生對實驗儀器一無所知，更談不上讓他們直接操作。部分學生依賴他人的勞動成果，因此，評定實驗成績只考查實驗報告的做法是片面的。

（三）教育資源形式單一，并且不能滿足課程教學改革的需要

采用講授式為主的多媒體課件，越來越不適應(yīng)新的教學方法，需要對原來的多媒體課件加以完善。由于學生缺乏工程經(jīng)驗，他們希望能夠在校園里就可以了解土

力學在工程中的應(yīng)用情況，拓寬自己的工程視野。有的學生對相關(guān)知識內(nèi)容有濃厚的興趣，希望能夠進行更深層次的學習，以滿足白己的個性化需求。因此，我們還需要補充大量的其他方面的資源，如動畫錄像、微課視頻、網(wǎng)絡(luò)學習平臺等，用以拓展課堂教學內(nèi)容。

三、土力學與地基基礎(chǔ)課程的教學改革

為了解決上述問題，提高教學效果，筆者認為應(yīng)從以下幾個方面對該課程進行教學改革。

1.理論教學部分，綜合運用以學生為主體、教師為主導的多種教學模式相結(jié)合的方式，集教、學、做、說于一體，使知識的學習過程由“硬灌”變?yōu)椤扒晒唷薄?/p>

下面對部分教學內(nèi)容教學模式的運用情況進行舉例。

（1）緒論部分，綜合運用案例分析法與分析討論法的教學模式。

土力學的奠基人太沙基說過：“一個記錄完善的工程實錄等價于十個有創(chuàng)造性的理論?！笔〉陌咐瘸晒Φ陌咐訉氋F，因為我們可以從中總結(jié)經(jīng)驗，吸取教訓。

在教學準備會上，教師給學生布置案例搜集任務(wù)，并提供一個大概的范圍，如地基破壞引起的建筑物倒塌、擋土墻滑移與傾覆、基坑失穩(wěn)、土坡滑坡、建筑物的傾斜開裂、路基沉降，橋頭跳車、滲透引起的堤壩潰決。

課堂上，教師篩選出典型的工程案例，以“案例趣談”為主題，組織學生分享案例，引導學生根據(jù)已經(jīng)獲得的網(wǎng)絡(luò)資源，對工程案例進行初步地分析討論，歸納出土力學要處理的三大類工程問題：強度問題、變形問題、滲透問題。學生之間，教師與學生之間的互動極大地提高了學生對該課程學習的興趣，這有利于學生后續(xù)課程的學習。

學生搜集的案例可以作為教師講授后續(xù)內(nèi)容的教學輔助資料。教師在講授相關(guān)內(nèi)容時，適時引入，前后呼應(yīng)，這樣可以加深學生對后續(xù)內(nèi)容的理解。

（2）土中白重應(yīng)力計算及土中附加應(yīng)力計算部分，綜合運用講解示范法與模仿練習法。

土中白重應(yīng)力計算部分，教師根據(jù)定義在黑板上演示單一土層的白重應(yīng)力計算，引導學生根據(jù)同樣的方法推導出有地下水情況和多層土情況下土中任意一點白重應(yīng)力的計算公式。

土中附加引力計算部分，教師以受中心荷載作用的矩形基礎(chǔ)中心點下土的附加應(yīng)力計算為例，闡明角點法的實質(zhì)，引導學生舉一反三，推導出其他情況下（如計算點不在基礎(chǔ)中心點下，矩形基礎(chǔ)受偏心荷載作用）土中附加應(yīng)力計算方法。

（3）土的抗剪強度部分，綜合運用案例分析、問題驅(qū)動以及分析討論法的教學模式。

古希臘教育家亞里士多德說過一段名言：“思維白驚奇和疑問開始?！眴栴}是開啟思維和發(fā)展思維的源泉。英國著名科學方法論學者（K.R.Popper）認為：“正是問題激發(fā)我們?nèi)W習，去發(fā)展知識，去實踐，去觀察?！盵31

引入緒論課上學生分享的工程案例——加拿大特朗斯康谷倉地基破壞，通過提問“土是如何破壞的”，詳細分析土的破壞機理;通過提問“土的強度有多大”，引出庫侖定律;通過提問“土是否破壞”引導學生掌握用作圖法判別土中任意一點的應(yīng)力狀態(tài)的方法;最后提問“破壞面在哪兒”，組織學生分析討論出破壞面的位置。四個問題密切相關(guān)，層層推進，在這一答一問的過程中，學生不僅學到了知識，而且分析和思考問題、解決問題的能力也得到了培養(yǎng)。

土的抗剪強度是學習后續(xù)課程土壓力計算的基礎(chǔ)，但是該部分內(nèi)容有很多分枝，涉及很多新概念，想讓學生建立起知識的構(gòu)架，不是一件容易的事。為此，筆者制作了微課——土中任意一點的狀態(tài)判別，幫助學生理解相關(guān)概念，構(gòu)建起合理的知識架構(gòu)。微課，是按照新課程標準及教學時間要求，以教學視頻為主要載體，反映教師在課堂教學過程中針對某個知識點或教學環(huán)節(jié)而開展教與學活動的各種教學資源的有機組合[4]。微課是很好的教學輔助資源，是傳統(tǒng)教學活動的一種補充與拓展。

（4）朗肯土壓力計算部分，綜合運用問題驅(qū)動法、分析討論法以及模仿演練法的教學模式。

采用問題驅(qū)動法講授朗肯主動土壓力的計算方法，通過依次提出以下三個問題，層層推進，循序展開。①作用在重力式擋土墻上的土壓力是哪一種土壓力？②如何計算主動土壓力？③如果考慮施工荷載，那么主動土壓力如何計算？

提出問題②后，教師板書演示主動壓力計算公式的推導過程，組織學生分組討論，讓學生分別討論無黏性土與黏性土的主動土壓力分布。教師對討論結(jié)果進行點評，引導學生得到正確的結(jié)果。提出問題③后，引導學生根據(jù)教師的板書推導過程，自己演練推導出結(jié)果。

2.實踐教學部分，實施“以學為主”的教學方法，制作實驗微課，開放實驗室，完善實驗成績評價機制。

（1）改變教學方法

將以往的以教師為主體的教學方法變?yōu)橐詫W生為主體的教學方法。課堂上，教師僅僅指導學生進行實驗操作。當然，這并不是說教的環(huán)節(jié)就不重要了。那么，教的過程怎么實現(xiàn)呢？——制作實驗微課，以視頻為載體，記錄教師講授相關(guān)知識點的全過程。

通過學生課前觀摩微課，實現(xiàn)教的環(huán)節(jié)。這樣，課堂上就為學生留下了更多的操作時間，發(fā)揮了學生的主體作用。同時，這也不影響學生學的效果，只不過學的過程由課上前置到課前了。

目前，筆者已經(jīng)完成了一個實驗方面的微課的制作——土的密度與含水率試驗，放在學院的教學松露網(wǎng)上，供學生課前觀摩學習。該微課也被用于畢業(yè)聯(lián)考——《測定土的密度》科目的指導中，學生完成實驗的效果非常好。其他的實驗微課還在制作巾，相信也會達到同樣的預(yù)期效果。

（2）合理安排時間

根據(jù)學生所有課程的安排情況，與學生共同確定開放實驗室的時間，學生可以根據(jù)自己的學習情況，白主安排實驗時間。學生在實驗前要提交實驗預(yù)習報告，經(jīng)過教師審閱后方可進行實驗，并計人最后的實驗考核成績。鼓勵數(shù)據(jù)不合理的學生重新做實驗，以培養(yǎng)他們嚴謹求實的學習態(tài)度。

（4）完善成績評價機制

教師要明確實驗過程的重要性，強調(diào)實驗的目的不是簡單地測量數(shù)據(jù)、看看現(xiàn)象、最后驗證某個結(jié)論，教師要使學生明白，通過實驗不僅可以得到正確結(jié)論，而且還應(yīng)達到培養(yǎng)學生實際動手能力的目的[5]。教師要強調(diào)實驗結(jié)果應(yīng)互不相同，嚴禁互相抄襲實驗數(shù)據(jù)。實驗成績采用綜合評定法，由三部分組成：預(yù)習報告、實驗操作過程、實驗報告。

3.采用信息化手段優(yōu)化教學資源。

優(yōu)質(zhì)的教學資源是對課堂教學的補充與拓展。優(yōu)化教學資源主要從以下幾個方面著手。

完善以PowerPoint為平臺的<<土力學與地基基礎(chǔ)>>課件，根據(jù)多媒體輔助課堂教學信息量大、表現(xiàn)力豐富等特點，重新組織、整合課程的教學內(nèi)容，把過去由于教學方式落后難以講好的內(nèi)容，根據(jù)教學目的更多地組織進來。這樣，課堂教學巾不需要板書的時間可以被節(jié)省下來，用于增加教師與學生的交流，從而調(diào)動學生的學習積極性。

為了開拓學生的工程視野，拉近書本和實踐的距離，可以搜集和積累相關(guān)的錄像和動畫，并且整理歸類，使之與教學內(nèi)容一一對應(yīng)。例如在擋土墻設(shè)計講授完畢之后，引導學生觀摩錄像《基坑支護》;在土坡穩(wěn)定分析講授完畢后，引導學生觀摩錄像《錨噴護坡》。

教育的成功在于使每個人的能力和創(chuàng)造性得到最充分地開發(fā)。巖土論壇是工程師相互學習和交流的平臺，教師應(yīng)引導學生借助這個平臺，對相關(guān)問題做更深層次地探究，以滿足自己的個性化需求。

四、結(jié)語

筆者結(jié)合教學實踐巾的突出問題，從理論教學、實驗教學、資源建設(shè)三個方面進行了教學改革研究，取得了良好的效果。但是，教學改革的任務(wù)仍然艱巨。肖川先生在《教育的理想與信念》巾提到，“完美的教學一定會使學生學有所獲，甚至是喜出望外的收獲”。為了實現(xiàn)完美的教學，作為教育工作者應(yīng)該具有追求不止、奮斗不息的精神，積極投身到現(xiàn)代教肓發(fā)展的洪流中，展示自己的才華，做出自己的貢獻。

[參考文獻]

[1]尹峰，張敏芝.合訓專業(yè)工程技術(shù)課程案例教學模式創(chuàng)新研究[J].大學教育，2013（10）：92-93.

[2]錢穎一.大學的改革[M].北京：中信出版集團股份有限公司.2017：23.

[3]董榮森.“啟發(fā)性提示語”的追溯、發(fā)展及應(yīng)用[J].數(shù)學通報，2012（3）：13-15.

[4]胡鐵生.“微課”：區(qū)域教育信息資源發(fā)展的新形式[J].電化教育研究，2011（10）：61-65.

[5]張尚京.土力學實驗教學改革初探[J].長沙鐵道學院學報：社會科學版，2005（4）：144.

[責任編輯：陳明]

[收稿時間] 2019-03-20

[作者簡介]陳玲（1982-），女，江蘇徐州人，陸軍工程大學國防工程學院講師，東南大學巖土工程專業(yè)碩士，研究方向：巖土工程。