佟小剛 吳發(fā)啟

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

當前，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，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”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］，使教學很難盡善盡美。因此，探尋出一條切實可行、快捷有效的學習和應(yīng)用的途徑，是“土力學”教學亟待解決的問題。

在西北農(nóng)林科技大學（以下簡稱“我?！保┧帘３峙c荒漠化防治專業(yè)的教學中，“土力學”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)特點及其與土力學知識構(gòu)成的關(guān)系，就教學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”課程教學效果與質(zhì)量的提升提供參考。

一、“土力學”課程的作用

“土力學”是一門研究土的物理、力學性質(zhì)及其受荷載作用后變形與強度規(guī)律的一門學科。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、工程力學之后，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。“土力學”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］?？梢?，該課程直接將理論學習與實踐應(yīng)用相聯(lián)系，培養(yǎng)和鍛煉學生從理論性思維轉(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”課程教學中存在的主要問題

（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)了為完成教學計劃，壓縮原有課程學時數(shù)的現(xiàn)象，這已成為許多學科共同面對的問題［4］。我校水土保持專業(yè)“土力學”課程總學時數(shù)為40，其中實驗10學時，理論教學30學時，這些學時數(shù)很難滿足“土力學”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，所以形成了學時少而內(nèi)容多的矛盾。在10個學時的實驗中，要安排3～4個試驗題目，學生只能機械地操作，弄不清實驗的目的和意義，也談不上培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，更不利于力學和后續(xù)專業(yè)課的學習。

（二）課堂教學呆板，教學效果一般

為完成“土力學”大綱要求的講授內(nèi)容，在課堂教學中教師多采用傳統(tǒng)的講授方法，缺少實際應(yīng)用實例的分析，每節(jié)課超負荷的信息量使得學生來不及理解消化，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。課堂教學枯燥乏味，學生聽不進去，也跟不上教學進程，被動受教，學習效果差。雖然多媒體的引入使課堂教學中知識點和力學理論的展示變得容易，彌補了板書教學無法達到的效果［5］，但是多媒體課件信息量多、信息呈現(xiàn)快的特點，又使學生的思維變得遲鈍，學生因來不及思索和理解而對學習的內(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效果和課堂氛圍。

（三）實驗與實踐教學乏力，影響教學質(zhì)量

“土力學”中關(guān)于土體的物理學特性、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”課程具有很強的實踐性。實驗和實踐教學不僅是學生進一步理解和掌握土體力學基本原理和經(jīng)驗公式的重要手段，也是學生科研思維形成、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、教學硬件資源有限、專業(yè)實驗教師少等因素，使得實驗教學方式單一，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)，學生只需按照規(guī)程操作即可，沒有獨立思考過程；實踐教學更是少之又少。這種情況有悖于“土力學”實踐性強的特點，嚴重影響到課程教學目標的實現(xiàn)及學生綜合素質(zhì)的提升。

（四）理論教學與實驗教學脫節(jié)，學生得不到應(yīng)有的鍛煉

長期以來，“土力學”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，擺在學生面前的試樣已是“半成品”，這樣學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，當分開實驗時，學生就很難將這些指標聯(lián)系起來，進行綜合分析，造成了學生對“土力學”理論和知識點認知斷鏈。這樣既不能培養(yǎng)和建立學生綜合分析實驗數(shù)據(jù)的思維過程，也無法鍛煉和提升學生分析和解決問題的實際能力。

三、“土力學”課程教學的改革與創(chuàng)新

（一）整合和優(yōu)化教學內(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”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)目標及水土保持工程實踐，有針對性地整合和優(yōu)化教學內(nèi)容，在有限課時內(nèi)為本專業(yè)學生學習和掌握“土力學”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。這樣可以加深學生對“土力學”在本專業(yè)中重要性的認識，同時也能拓展學生分析、解決問題的思路，提高學習效率和質(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內(nèi)容，保持課堂教學“新鮮”，才能不斷激發(fā)學生思考和創(chuàng)新的潛能。

（二）改進教學方法，激發(fā)學生興趣，提升課堂教學效果

良好的教學方法能夠?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)式和互動式教學方式已成為大多數(shù)學科提倡的教學方法，這同樣適用于我校水土保持專業(yè)。真正的啟發(fā)、互動式教學應(yīng)該是能夠引起學生的思維共鳴，激發(fā)起學生的學習興趣，讓學生愉快、輕松地學會和掌握講授內(nèi)容。針對“土力學”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，使學生自然跟上講授的思路，調(diào)動起學生主動參與課堂教學的積極性，使學生產(chǎn)生求知欲，主動探索和主動學習，并不斷發(fā)現(xiàn)、思索和研究問題，這才是教學需要達到的效果。為了鞏固課堂教學效果，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方法，這樣才能充分挖掘每位學生的潛能，達到培養(yǎng)和提高學生綜合素質(zhì)的目的。

（三）革新教學手段，培養(yǎng)學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，其與傳統(tǒng)授課方式結(jié)合產(chǎn)生的教學效果受到了大多數(shù)科教學者的認可［7］。特別是“多媒體”的應(yīng)用，將“土力學”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，對于抓住學生學習興趣，提高學習效率和培養(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，影響了教學效果。因此，教學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，邏輯嚴密，系統(tǒng)性強的教學輔助手段。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理論及其過程。最后，在教學過程中，還可自制實體教學模型和模具，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生看得見、摸得著的“實體”理論和知識。通過以上教學手段和方法的革新，將有利于學生對知識點有更透徹的掌握，同時還能激勵學生進行思考和探索，培養(yǎng)和提高學生思辨和創(chuàng)新的能力。

（四）加強實驗與實踐教學，提高學生解決實際問題的能力

要加強實驗教學，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”實驗涉及的理論和力學參數(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，這樣學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，還可以讓學生系統(tǒng)地理解和掌握土力學理論知識，學會運用土體力學不同理論和性質(zhì)參數(shù)，綜合分析土體的力學狀況，提高分析和解決問題的實際能力。其次，要加強實踐教學，可以安排學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理論和知識及在實踐工程中的運用，培養(yǎng)學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”有濃厚興趣的學生自主設(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，還可以讓學生參與到相關(guān)科研活動中，這樣學生不僅能夠?qū)Α巴亮W”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”問題，真正做到學而會用，切實提高分析、解決問題的能力。

綜上所述，“土力學”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，對教學內(nèi)容進行整合優(yōu)化、對教學方法進行改進、對教學手段進行革新，尋找出一條適宜“土力學”課程教學的最佳方式，達到教師教有成效，學生學有所用的教學效果，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.在土力學教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力［J］.中國電力教育，2009（18）：101－102.

［2］劉紀峰，張會芝.“土力學”課程教學內(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［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”課程教學改革與實踐［J］.高等教育研究學報，2007，30（4）：50－51，4.

［5］徐玉芬.多媒體教學在土力學課程中的有效應(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)“土力學與基礎(chǔ)工程”課程教學改革探討［J］.科技信息，2011（3）：101，160.

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