新形势下土力学教学方法分析

新形势下土力学教学方法分析

刘加冬

皖江工学院安徽马鞍山243000

摘要：土力学是一门与实际工程结合比较紧密的专业基础课，为土木、地质、水利以及交通等专业后续专业课的学习提供了必要的理论基础，如果掌握不好，必将影响人才培养的质量。针对当前应用型、创新型人才培养的新形势，结合建筑行业的发展特点和多年的教学经验对土力学教学方法进行了一些探索和改革。

关键词：新形势；土力学；教学方法

一、土力教学的简要概述

相比土木工程、地质工程、水利工程及交通工程等专业其他专业基础课程，土力学课程中概念比较多，知识点较分散，公式比较多、内容连贯性较差，学生学习起来头绪繁多，不具备结构力学的严谨性，不像《测量工程》类似课程具备较强的操作性，不仅给教师教学增加了难度，而且给学生的学习也增加了难度。土力学教学中普遍存在的问题是教学过度注重于教材，缺乏向工程实践方面的延伸，导致课堂枯燥，学生误认为在将来工作中很难用到，从而缺乏学习的兴趣和动力。而工程建设的对象包括土体、岩体以及工程结构物。工程建设中所遇到的关于土的问题还很多，可以归结为土的强度问题、土的变形问题以及土中的渗流问题，如果掌握不好土力学，严格按照规程设计和施工，必将造成严重的事故，如2009年上海莲花河畔小区一栋在建的7号楼全部倒塌。当前国家要求重点培养应用型、创新型人才培养，在新形势的背景下，通过土力学课程的学习，学生应具备利用土力学基本原理及知识去分析、解决工程中所遇到的土力学问题。随着工程技术、测试技术的飞速发展，土力学教学内容及方法也应随之进行创新和改革。

二、土力学教学的重点探究

1、教学过程中增加学生动手实践的机会。合理利用教学方法是提高学生学习兴趣的重要途径，土力学教学授课知识密度大，强度高，长时间的理论分析和讲解容易引起学生的疲劳和厌学心理。土工试验及测试技术是土力学学习的基础，也是锻炼学生动手能力的重要途径，在土力学课堂教学过程中有效整合土工试验技术以及原位测试技术教学资源，引导学生动手，掌握这些测试技术尤其是原位测试技术的目的、原理、操作流程以及数据处理和分析方法。土的碎散性和三相组成决定了土在变形、强度等特性上与其它连续介质都大为不同，仅靠基本的力学知识不能完全解决问题，这就需要采用必要的试验技术和手段去发现问题、解决问题。随着科技的不断进步，新的测试技术层出不穷，教学过程应适时增加一些新的测试技术的讲解，例如三维激光扫描技术、光纤测试技术、图像图形处理技术等，不断更新教学内容，拓宽学生的知识面，以此激发学生的学习兴趣。

2、课堂知识与重大工程建设相联系，能够有效提高教学效果。本人利用网络资源搜索了大量与土力学有关的工程建设案例应用于教学。例如在土力学绪论讲解过程中通过介绍一些著名的重大工程事故来引出土力学三大问题，如加拿大的特朗斯康谷仓、日本关西机场等等。在讲解地基土的强度、地基沉降及变形问题时，穿插为同学们播放了央视纪录片《超级工程》中的路桥篇，结合这些路桥工程为同学们讲解了工程建设中经常遇到的地基强度和沉降变形问题。另外，将相关学科知识进行交叉融合，将相关专业知识进行串联，激发学生的学习兴趣。例如，课堂讲解第四章土的变形特性和地基沉降计算，第五章土的抗剪强度以及第六章挡土结构物上土压力的计算等时，渗透了后续基础工程课程中的地基处理问题的知识点，这对于目前缺乏现场工作经历的本科生来说，不仅能够增加学生对知识点的理解，也能使他们对今后工作中可能面对和解决的工程问题有新的认识。

3、土力学教学目的和内容也应该注重发展和创新。与《理论力学》、《材料力学》以及《结构力学》等课程相比，土力学研究对象更加复杂多变，而随着土木工程功能化、城市立体化和交通高速化的发展，新现象和新问题屡见不鲜，这就要求我们在课堂教学过程中，要结合工程建设的新发现和新问题对教学内容进行发展和创新。而人类生活不断向城市地下空间以及海洋空间的拓展带来了很多新的问题和挑战，需要我们在土力学教学过程中时刻做到概念、原理等的学习要与工程实际相联系，应该思考如何将土力学教学内容与分析新的工程问题，解决工程问题挂钩。这就要求授课教师除了依据教材备课以外，还要有大量的关于工程实例的分析和积累，同时也应该注意实时把握相关的工程热点，抓住时机启发学生的学习兴趣和创造力。2018年12月世界最长的跨海大桥港珠澳大桥经历七年的建设终于顺利通车，它不仅为两岸三地的贸易往来与感情交流建立起来纽带，同时也为土木工程、岩土工程等相关专业的学生带来了新的思考，为土力学、基础工程以及材料工程课程的学习创造了良好的素材。作者在授课前做了大量的课堂准备，查阅了相关文献，会议记录并全程观看了央视关于港珠澳大桥施工过程的纪录片，结合笔者的心得体会在课堂上为同学们讲解了如何应用土力学知识和原理解决实际工程问题，显著提高了学生的学习兴趣。

三、新形势下土力学教学方法分析

1、设置合理的土力学实验项目及内容。选择合适的实验项目，是搞好实验教学的首要条件，为学好土力学的奠定基础。为了培养学生对土力学实验课程的兴趣，提高学生的动手能力，充分发挥学生的主动性，教研室经过调研、讨论，对土力学的实验项目及内容进行改革：

1.1保留基本的验证性实验，如土的密度、含水率、渗透、压缩等实验。这些实验是学生进行土工测试的基础，能充分培养学生基本的实验技能；不仅如此，这些实验内容还可以促进学生对土力学基本理论知识的掌握。

1.2开设一些综合性、设计性实验。如测混合土的颗粒组成和比重，实验过程中，采用筛分法和密度计法分别对粗颗粒和细颗粒进行颗粒分析实验，综合两部分实验数据绘出混合土的颗粒级配曲线，采用比重瓶法测出不同粒径土颗粒的比重。在这些综合性、设计性实验过程中，学生必须熟练掌握土力学的基本知识，灵活运用所学知识和综合利用各种实验方法，全面提高学生的综合利用知识和设计的能力。

2、优化土力学实验教学师资队伍。土力学实验教师必须具备4个特征：其一，专业基础知识扎实；其二，工程实践经验丰富；第三，关注岩土学科的发展动态；第四，拥有一定的科学思维能力。根据以上目标，现有的土力学实验教学师资队伍需要采取以下3方面的措施进行优化：首先，安排实验室现有教师走出去，进行有关的专业培训，积极鼓励实验教师积极参加工程实践；其次，鼓励教研室理论教师参与实验教学工作，结合自己的科研课题和工程项目，设置综合性、设计性、创新性的土力学实验；另外，从校外土木工程单位聘请经验丰富的高级工程师或技术员指导土力学实验的相关教学活动。

3、完善实验教学方法和手段。为了提高教学质量，达到应用型、创新型人才的培养目的，实验教师在教学过程中运用多种教学方法，如多媒体、视频、互联网等现代化教学手段，大大激发学生对土力学实验的兴趣。让学生作为实验的主体，教师只需给予必要的指导和建议，学生在实验中获得成就感和满足感，从而提高学习的积极性和创造性。

结束语

土力学是以土为主要研究对象，以力学理论为基础的一门课程，与其实际工程结合比较紧密。在当前重点培养应用型、创新型人才培养的新形势下，土力学教学过程中一定要不断充实课本的教学内容，设置合理的实验项目及内容，完善教学手段和方法，拓宽学生的知识面，培养学生的动手能力。

参考文献

［1］周晓南.土力学学科特点及对教学的影响［A］．全国土力学教学研讨会．2016．

［2］袁俊浩．互动式教学在土力学教学中的应用［A］．全国土力学教学研讨会．2017．

［3］杨国香徐能雄张彬．土力学教学方法的思考［J］．山西建筑．2019．