石明生 徐 平 鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院, 河南 鄭州 450001

道橋?qū)I(yè)《土力學(xué)》課程教學(xué)模式探討

石明生 徐 平 鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院, 河南 鄭州 450001

介紹了鄭州大學(xué)交通系的科研情況，概述了《土力學(xué)》在該系新開(kāi)設(shè)的道橋?qū)I(yè)的重要性。為更好地培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)以及工程創(chuàng)新和實(shí)踐能力，借鑒其他學(xué)科的成功經(jīng)驗(yàn)，著重對(duì)道橋?qū)I(yè)《土力學(xué)》的教學(xué)模式進(jìn)行了系統(tǒng)的探討，結(jié)合該學(xué)科的特點(diǎn)，指出在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)綜合運(yùn)用多媒體教學(xué)、開(kāi)放式教學(xué)、引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)、案例教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)等多種先進(jìn)的教學(xué)模式。

土力學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)模式

soil mechanics; teaching methods; teaching modes

交通運(yùn)輸工程系是鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院的四個(gè)系之一，近年新開(kāi)設(shè)了本科專業(yè)道路橋梁與渡河工程專業(yè)（簡(jiǎn)稱道橋?qū)I(yè)），該專業(yè)包括道路、橋梁和地下空間三個(gè)主要方向。交通系現(xiàn)有專職教師31人，擁有三個(gè)省級(jí)重點(diǎn)科研機(jī)構(gòu)：河南省道路技術(shù)檢測(cè)工程技術(shù)中心、河南省基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)與維護(hù)工程研究中心、河南省重大基礎(chǔ)設(shè)施安全檢測(cè)修復(fù)技術(shù)與裝備工程實(shí)驗(yàn)室，交通系教師以第一負(fù)責(zé)人獲得相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)，省、部級(jí)獎(jiǎng)多項(xiàng)，全體師生正共同努力把道路橋梁與渡河工程專業(yè)打造成河南省乃至全國(guó)的品牌專業(yè)。

一、道橋?qū)I(yè)開(kāi)設(shè)土力學(xué)的必要性

土力學(xué)主要講授土的組成、結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、土中滲流、土中應(yīng)力、土的變形和強(qiáng)度等知識(shí)，是以土為研究對(duì)象的學(xué)科，教學(xué)過(guò)程中涉及擋土建筑物、邊坡穩(wěn)定和地基承載力等方面知識(shí)。土力學(xué)是一門(mén)以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題能力和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力為目的的學(xué)科[1]。

道橋?qū)I(yè)三個(gè)方向都離不開(kāi)土力學(xué)：道路方向需要了解和掌握路基土的顆粒分析、界限含水量的測(cè)定、擊實(shí)、壓實(shí)度的測(cè)定、承載比試驗(yàn)等；橋梁方向需要了解樁基土的物理組成、摩擦力系數(shù)等；地下空間方向需要了解土體的物理力學(xué)參數(shù)、土壓力分布、滲流等。土力學(xué)是學(xué)好道橋?qū)I(yè)課的必備基礎(chǔ)之一。

二、教學(xué)模式探討

(一) 多媒體教學(xué)

傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)存在著以下不足：一方面，板書(shū)的整體布局、條理性、清晰度甚至美觀性都會(huì)影響到學(xué)生的聽(tīng)課效果，另一方面，板書(shū)占用了教師的課堂時(shí)間，其傳授的知識(shí)量、信息量必然會(huì)減少，特別是那些不能生動(dòng)地用言語(yǔ)描述的內(nèi)容，例如圖片、聲音和動(dòng)作等[2]。

多媒體教學(xué)突出的優(yōu)點(diǎn)是圖文聲像并茂，能在視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上給學(xué)生帶來(lái)鮮明的印象，取得傳統(tǒng)教學(xué)方法往往達(dá)不到的教學(xué)效果。多媒體教學(xué)可以大量穿插實(shí)物、工程實(shí)例、施工現(xiàn)場(chǎng)的照片、圖片、動(dòng)畫(huà)等，較簡(jiǎn)單明了地闡述板書(shū)教學(xué)難以講清的問(wèn)題，不僅完美呈現(xiàn)圖片、節(jié)省教師的板書(shū)時(shí)間，還能給學(xué)生提供一個(gè)形、色、質(zhì)并存的教學(xué)空間，使他們與所學(xué)知識(shí)有了感性接觸的機(jī)會(huì)，使原本枯燥、平面的教學(xué)變得生動(dòng)、立體起來(lái)，無(wú)形中就會(huì)提高他們學(xué)習(xí)的熱情和興趣。同時(shí)我們可以利用多媒體增加教學(xué)內(nèi)容，彌補(bǔ)教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少的矛盾。當(dāng)然，這也給教師提出了更高的要求，課件素材要豐富、資料要準(zhǔn)確、內(nèi)容要不斷地補(bǔ)充和更新[3]。

將土力學(xué)與道橋?qū)I(yè)的三個(gè)方向結(jié)合起來(lái)講授：(1) 將路基土的現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)、壓實(shí)度檢測(cè)和道路運(yùn)營(yíng)后出現(xiàn)的病害等相關(guān)照片或錄像加入到多媒體教學(xué)，使學(xué)生更能了解壓實(shí)的機(jī)理和壓實(shí)度的重要性；(2) 將國(guó)內(nèi)外各種高橋的照片加入到多媒體教學(xué)，讓學(xué)生在欣賞橋梁美觀的同時(shí)，深刻理解樁基礎(chǔ)的重要性；(3)將國(guó)內(nèi)外各種大型地下建筑(例如大型商場(chǎng)、地鐵站)，通過(guò)介紹不同條件下各種建筑尺寸的設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解土壓力和地下水壓力對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要影響。

鄭州正在修建地鐵，為道橋?qū)I(yè)《土力學(xué)》的講授提供了素材，教師可以利用節(jié)假日，錄制和拍攝盾構(gòu)的施工現(xiàn)場(chǎng)，在多媒體上播放，結(jié)合課本知識(shí)加深學(xué)生的理解。

(二) 開(kāi)放互動(dòng)式教學(xué)

開(kāi)放互動(dòng)式教學(xué)模式以學(xué)生為中心，充分利用靈活多樣的信息渠道和先進(jìn)的教學(xué)手段，使學(xué)生廣渠道、多元化吸收知識(shí)[4]。該模式不僅能夠增強(qiáng)學(xué)生的求知欲，使其從檢索、講演、制作等學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得樂(lè)趣、滿足、自信、成就與價(jià)值，而且還可以讓學(xué)生根據(jù)自己的能力選擇最有利的方案，有利于學(xué)生進(jìn)行自我設(shè)計(jì)，拓寬知識(shí)面，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。

開(kāi)放互動(dòng)式教學(xué)模式從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方法均能營(yíng)造出學(xué)生參與教學(xué)的空間，使學(xué)生能夠深刻領(lǐng)會(huì)和掌握運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教學(xué)過(guò)程，加強(qiáng)師生之間的交流及反饋。另外還能使學(xué)生深刻地領(lǐng)會(huì)和掌握所學(xué)知識(shí)并運(yùn)用到實(shí)踐中去，讓學(xué)生領(lǐng)略克服困難協(xié)同攻關(guān)收獲成果的喜悅，從而最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與參與意識(shí)，啟迪創(chuàng)新思維。

(三)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

自主學(xué)習(xí)是學(xué)生在總體教學(xué)目標(biāo)的宏觀調(diào)控下，輔以教師指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生的自身?xiàng)l件、特點(diǎn)和需要，借助現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)資源，通過(guò)多種途徑，自主獲取信息、建構(gòu)自己的知識(shí)體系的過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中：(1)要培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，學(xué)生只有在寬松、平等、和諧的環(huán)境中學(xué)習(xí)才能獲得心理上的安全感，才能思路開(kāi)闊，思維敏捷，主動(dòng)參與學(xué)習(xí)；(2)教師要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的興趣、愛(ài)好，培養(yǎng)學(xué)生的特長(zhǎng)，充分發(fā)掘?qū)W生內(nèi)在的潛能；(3)教師與學(xué)生或?qū)W生與學(xué)生之間互動(dòng)學(xué)習(xí)，通過(guò)小組討論，互相啟發(fā)，達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，共解疑難。學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)和深入思考與相互交流和討論相結(jié)合，教師成為學(xué)習(xí)促進(jìn)者；(4)側(cè)重學(xué)習(xí)方法的教育，提高學(xué)習(xí)效率。在自主學(xué)習(xí)情況下，方法比知識(shí)更重要，教師要教會(huì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，只有以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，教材為主線，使學(xué)生與教師有機(jī)結(jié)合，才能使教學(xué)不斷提升、發(fā)展、完善[5]。

土動(dòng)力學(xué)建立在土力學(xué)之上，主要介紹土體中振動(dòng)波和地震波的傳播機(jī)理，以及相應(yīng)的防震措施。2008年5月12日在四川省汶川縣發(fā)生了強(qiáng)大地震，對(duì)道路、橋梁和地下建筑都造成了重創(chuàng)，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)土動(dòng)力學(xué)的課外自學(xué)，了解不同形式的結(jié)構(gòu)在地震時(shí)的破壞形態(tài)和抗震性能，開(kāi)拓學(xué)生土動(dòng)力學(xué)的知識(shí)面。

(四) 工程案例教學(xué)

工程案例教學(xué)是指在進(jìn)行工程專業(yè)課程系統(tǒng)的理論教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)理論系統(tǒng)的階段性要求，師生圍繞某個(gè)取自于真實(shí)生活情境、具有典型性和代表性、具有專業(yè)探討價(jià)值的工程實(shí)況，利用當(dāng)前學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行分析，以求學(xué)生在解決疑難問(wèn)題并做出相應(yīng)決策時(shí)，加深對(duì)基本原理和概念的理解，進(jìn)而提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的一種教學(xué)方法[6]。

案例教學(xué)應(yīng)注意以下問(wèn)題：(1)案例選擇應(yīng)以小見(jiàn)大，由淺入深案例設(shè)計(jì)編排要注意內(nèi)容的系統(tǒng)性和循序漸進(jìn)性。問(wèn)題涉及應(yīng)該由易到難、由表及里、由簡(jiǎn)單到綜合，分層次梯度式或螺旋式的上升，并要符合教材知識(shí)框架系統(tǒng)。(2)分析過(guò)程中注意引導(dǎo)培育學(xué)生專業(yè)興趣。興趣是最好的老師，可以幫助學(xué)生盡快實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)”施教到“主動(dòng)”求教。繁復(fù)的理論基礎(chǔ)令學(xué)生喪失學(xué)習(xí)積極性，迷失了專業(yè)意義，在案例教學(xué)中可以有針對(duì)性地把理論基礎(chǔ)與工程實(shí)際進(jìn)行對(duì)應(yīng)引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的思考樂(lè)趣和學(xué)習(xí)積極性。(3)注意案例分析與教學(xué)大綱和教學(xué)進(jìn)度相結(jié)合。工程類案例教學(xué)的重要功能是為教學(xué)內(nèi)容服務(wù)，為理論要點(diǎn)教學(xué)提供現(xiàn)實(shí)案例支撐，案例教學(xué)不能替代理論講授。同時(shí)案例教學(xué)需有一定的靈活性，不強(qiáng)求每一項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容均采用案例教學(xué)[7]。

道橋?qū)I(yè)涉及土力學(xué)的內(nèi)容很多，例如各種等級(jí)的路基結(jié)構(gòu)、路塹和路堤的邊坡、橋梁的各種樁基、盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)、沉井和沉箱、箱涵等，教師可以根據(jù)自己的科研項(xiàng)目和網(wǎng)絡(luò)資源，編排合適的案例，通過(guò)反復(fù)的教學(xué)—反思—總結(jié)，提高課堂教學(xué)效率，更新教育觀念，逐步提高該專業(yè)教學(xué)質(zhì)量、深化推進(jìn)教學(xué)改革。

(五) 實(shí)踐教學(xué)

組織學(xué)生參加必要的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，完成較高水平的實(shí)踐報(bào)告，是理論知識(shí)與實(shí)踐相聯(lián)系的主要途徑。道橋?qū)I(yè)同大土木的其他工程一樣，建設(shè)的工程量大、工序多且較復(fù)雜、建設(shè)周期較長(zhǎng)，短時(shí)間的實(shí)習(xí)往往只能看到工程的某個(gè)局部或某個(gè)工序，很難觀看到工程的全過(guò)程；由于時(shí)間和經(jīng)費(fèi)的限制，一次實(shí)習(xí)又不可能到多個(gè)不同工地進(jìn)行；擴(kuò)招后學(xué)生多，施工單位考慮到安全、食宿等方面的困難，往往不太愿意接待學(xué)生實(shí)習(xí)，使得有些實(shí)習(xí)只能是走馬觀花，流于形式，不可能動(dòng)手參加生產(chǎn)實(shí)踐；有的學(xué)校干脆由學(xué)生自己找工地實(shí)習(xí)，回來(lái)交一個(gè)實(shí)習(xí)報(bào)告了事，實(shí)習(xí)效果難以保證。學(xué)生對(duì)工程項(xiàng)目的具體內(nèi)容及施工組織管理不可能有深入、全面的了解，能一知半解就算有所收獲了，畢業(yè)后工程實(shí)踐能力差，不能馬上獨(dú)立承擔(dān)工程任務(wù)，求職時(shí)常因“沒(méi)有工程經(jīng)歷”而被拒之門(mén)外。

針對(duì)以上問(wèn)題，結(jié)合道橋?qū)I(yè)的學(xué)科特點(diǎn)，在以下幾方面進(jìn)行加強(qiáng)：(1)在實(shí)踐教學(xué)基地方面，要充分利用地域位置，與當(dāng)?shù)亟ㄖ窘㈤L(zhǎng)期的合作關(guān)系，鄭州目前正在建設(shè)地鐵，為道橋?qū)I(yè)地下空間方向提供了長(zhǎng)期且非常重要的實(shí)習(xí)基地；(2)在實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍方面，聘請(qǐng)校外經(jīng)驗(yàn)豐富、業(yè)務(wù)過(guò)硬、責(zé)任心強(qiáng)的高級(jí)工程師，參與指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)踐，保證實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量；(3)校外實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，與校外聘請(qǐng)的指導(dǎo)教師進(jìn)行雙向選擇，以師徒關(guān)系實(shí)行對(duì)口指導(dǎo)與培養(yǎng)，學(xué)生可以在課余時(shí)間隨時(shí)以各種方式向校外指導(dǎo)教師請(qǐng)教、上工地實(shí)習(xí)，并完成規(guī)定的學(xué)習(xí)與實(shí)踐任務(wù)，讓學(xué)生在校、內(nèi)外教師的聯(lián)合指導(dǎo)下，結(jié)合實(shí)習(xí)基地的工程實(shí)踐，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步訓(xùn)練和提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力。

三、結(jié)語(yǔ)

土力學(xué)是鄭州大學(xué)交通系是新開(kāi)設(shè)道路橋梁與渡河工程專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)課之一，在借鑒相關(guān)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)該課的教學(xué)方法進(jìn)行了探討，對(duì)該課程的安排、講授具有重要的指導(dǎo)意義，當(dāng)然今后還需要繼續(xù)努力、不斷探索，繼續(xù)做好教學(xué)探討和改革。

[1]陳勇, 談云志, 王世梅,等. “土力學(xué)”課程教學(xué)改革與創(chuàng)新的探討[J].中國(guó)電力教育.20011, 192(5): 81-82

[2]劉艷華, 任慶新. 多媒體教學(xué)方式在地基基礎(chǔ)專業(yè)課中應(yīng)用的探討[J].中國(guó)科技信息. 2007, 219-220

[3]繆志萍.“土力學(xué)與基礎(chǔ)工程”課程教學(xué)實(shí)踐與體會(huì)[J]. 基建優(yōu)化.2007, 28(5): 163-165

[4]邱林. 開(kāi)放互動(dòng)式教學(xué)方式在高等傳熱學(xué)研究生課程教學(xué)中的實(shí)踐[J].高等建筑教育. 2008, 17(4): 95-97

[5]繆林昌, 經(jīng)緋, 邵俐. 大土木工程類土力學(xué)教學(xué)改革思考與實(shí)踐[J]. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版)(增刊).2009, 11: 255-257

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[7]王海龍. 土木工程學(xué)科教學(xué)中宜注重工程案例教學(xué)[J]. 長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(高教版). 2009, 4(2): 122-123

Discuss of Teaching Mode for Soil Mechanics of Road and Bridge Major

Shi Mingsheng, Xu Ping (School of Water Conservancy and Environment, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001)

The research conditions of department of transportation engineering of Zhenzhou University are introduced, and the importance is disused to open soil mechanics in the new major of road and bridge. In order to cultivate students' professional quality, engineering innovation and practice ability, some successful and advanced experiences of the similar curriculums are referenced, and the teaching modes for soil mechanics in road and bridge major are discussed. It is suggested that several teaching methods and modes be adopted together such as teaching methods of multimedia method, opening teaching mode, leading self-study of students, case teaching mode and practice teaching mode.

U4

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.120

石明生(1963-)，男，河南南陽(yáng)人，副教授；

徐平(1977-)，男，山東五蓮人，副教授。