劉榮

摘要：土力學(xué)課程有較強的理論性和實踐性，涉及概念眾多，比較難學(xué)。啟發(fā)式教學(xué)是高校研究性教學(xué)中的一種方法，注重引導(dǎo)學(xué)生主動、積極地掌握知識。本文選取土的形成、土的變形和土的強度三個知識點，具體闡述了啟發(fā)式教學(xué)模式在土力學(xué)課程教學(xué)過程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：啟發(fā)式教學(xué)；土力學(xué)課程；研究性教學(xué)；教學(xué)模式

中圖分類號：G642.41 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）17-0207-03

一、概述

啟發(fā)式教學(xué)是指授課教師根據(jù)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，從學(xué)生的具體情況出發(fā)，諸如心理特征、知識結(jié)構(gòu)等，采用各種生動活潑的方式，引導(dǎo)學(xué)生的積極思維，是能夠使他們主動地獲取知識、發(fā)展智能的一種積極的雙向教學(xué)方式。

啟發(fā)式教學(xué)方法和教學(xué)思想很早以前就已經(jīng)被采用?？鬃邮菃l(fā)式教學(xué)的創(chuàng)始人，“不憤不啟，不悱不發(fā)，舉一隅，不以三隅反，則不復(fù)也”。宋代理學(xué)家朱熹的解釋是“憤者，心求通而未得之意；悱者，口欲言而未能之貌；啟，謂之開其意；發(fā)，謂之達其詞”。孟子對孔子的啟發(fā)式教學(xué)思想作了進一步的闡述和發(fā)展，“君子引而不發(fā)，躍如也。中道而立，能者也”是孟子對孔子的啟發(fā)式教學(xué)思想的形象說明。可見，啟發(fā)式教學(xué)不是把結(jié)論和盤托出，而是只引導(dǎo)而不強迫，學(xué)生才可以自由發(fā)展。

筆者所講授的土力學(xué)課程是土木工程、水利工程、交通工程、港航工程等專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容很重要，同時又比較難學(xué)。土力學(xué)課程的重要特點之一是理論和實踐的高度結(jié)合。土力學(xué)的先修課程有理論力學(xué)、材料力學(xué)和彈性力學(xué)等。初等土力學(xué)的理論基礎(chǔ)是彈性力學(xué)，因此課程中有比較多的理論推導(dǎo)、基本假定和理論分析。同時，又因為土力學(xué)課程為工程服務(wù)的基本特點以及土體的復(fù)雜性，所以土力學(xué)課程的實踐性也需要很好的關(guān)注。但從課程內(nèi)容上看，土力學(xué)課程既不像材料力學(xué)等課程具有的嚴謹性，也不像建筑施工等課程具有的可操作性。因此，學(xué)生有時候覺得比較難把握，容易有畏難情緒。為了提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，教師在授課時有必要采用科學(xué)有效的教學(xué)方法來教授這門課程。以下結(jié)合筆者的教學(xué)經(jīng)驗，通過土力學(xué)課程的幾個知識點闡述啟發(fā)式教學(xué)在土力學(xué)課程教學(xué)中的具體應(yīng)用。

二、土的形成

土力學(xué)的研究對象是土，是研究土的應(yīng)力、應(yīng)變以及滲透規(guī)律的一門力學(xué)分支。本課程所接觸到的第一個主要內(nèi)容就是土的形成的概念，也是后續(xù)學(xué)習(xí)土力學(xué)三大問題的一個重要基礎(chǔ)，因此如何學(xué)好這部分內(nèi)容就顯得很重要了。

在講授該章節(jié)時，筆者基于啟發(fā)式教學(xué)中“引而不發(fā)”的基本思想，首先拋出“土是怎么來的”這樣一個問題。學(xué)生們在生活中，對“土”這個概念可能不是很陌生，但是很少有學(xué)生去主動想這個問題。因此，筆者拋出這個問題之后，并沒有直接回答，而是利用幾分鐘的時間讓學(xué)生們自己去思考，這樣一下子就把學(xué)生們的思路從抽象的土力學(xué)課程拉到這個比較具體的問題上來了。學(xué)生們的回答各種各樣，有的說是巖石變來的，有的說是地球上原來就存在的，等等。這時候筆者用了一個類似電影鏡頭的比喻，將時間一下子拉到60億年前，提問學(xué)生：“60億年前是什么樣子的？”學(xué)生們答不出來。接著教師解釋到：“60億年前大概地球剛剛誕生”。剛剛誕生的地球暴露在太空當(dāng)中，會經(jīng)受各種內(nèi)外作用。外部作用主要包括宇宙射線、太陽的輻射、隕石的撞擊以及地球表面的各種風(fēng)、霜、雨、雪、溫度、地震等。內(nèi)部作用主要包括由于地球的公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)以及地球內(nèi)部巖漿的運動而產(chǎn)生的各種復(fù)雜的作用力。在這些內(nèi)外作用之下，從地球內(nèi)部噴涌而出的巖漿，會逐漸冷凝，形成地球上最初連續(xù)的巖漿巖，而連續(xù)的巖漿巖會繼續(xù)經(jīng)受各種作用逐漸分裂、破碎，形成一堆碎屑物質(zhì)，這就是土力學(xué)課程廣義概念下所定義的“土”。講到這里，學(xué)生們的腦海里有了比較清晰的畫面感，抽象的土力學(xué)概念開始有了比較具體的印象。接著解釋在前面的課程中提到的“各種內(nèi)外作用”。這種內(nèi)外作用統(tǒng)稱為“風(fēng)化作用”，分為物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化兩種類型。所謂物理風(fēng)化，是指巖石僅僅發(fā)生大小和形狀的變化，由大變小，由小變得更小，但其化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生任何改變。所謂化學(xué)風(fēng)化，是指暴露在空氣中的碎屑物質(zhì)，與水、二氧化碳等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不僅僅使巖石變得更小，更重要的是其化學(xué)成分發(fā)生了變化。

經(jīng)過風(fēng)化形成的一堆碎屑物質(zhì)，如果沒有被搬運走，仍然停留在原地，那就稱之為殘積物。如果被某種作用力搬運走，重新堆積，那就稱之為運積物。如果是由水力的方式搬運而到另外的地方重新沉積，則稱之為沖積物。比如，我們腳底下的長江中下游沖積平原，如果是由風(fēng)力的方式搬運到別的地方重新沉積，則稱之為風(fēng)積物，比如關(guān)中平原等。此外，加上冰川運動形成的冰積物以及湖泊靜水環(huán)境形成的沼澤土沉積物。自此，本節(jié)的主要概念經(jīng)拋出一個主線問題后得到了全部的解釋，也回答了“土是怎么來的”的問題。

三、土的變形

土的變形是土力學(xué)課程中的三大主要問題之一。對于一部分建筑物，除了要滿足強度要求之外，還要滿足變形要求。用公式可以表述為Δ≤[Δ]，式中，Δ為擬建建筑物將要發(fā)生的變形值，[Δ]為規(guī)范許可值。土力學(xué)課程中關(guān)于變形問題的主要任務(wù)就是要學(xué)習(xí)土體變形的基本原理，掌握計算土體變形值的基本方法。

四、土的強度

土的強度問題是土力學(xué)課程中要解決的核心問題之一。其問題可以概括為，所有建筑物所產(chǎn)生的豎向應(yīng)力都不應(yīng)大于地基土的承載力，用公式可以表示為p≤f。式中p為建筑物的豎向應(yīng)力，f為土體的承載力。本課程這部分的主要任務(wù)是弄清楚土體在荷載作用下的基本強度機理及在工程中的主要應(yīng)用。

五、結(jié)語

以上三個知識點的講解思路基本都是貫徹執(zhí)行了啟發(fā)式教學(xué)中“不憤不啟，不悱不發(fā)”的教學(xué)思想。通過提出一個關(guān)鍵問題，引而不發(fā)，逐步引導(dǎo)，激起學(xué)生的求知欲。通過邏輯嚴密的知識講解，似庖丁解牛般，將知識點逐步解剖，直至大白于學(xué)生面前，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。很多學(xué)生反映，開始對土力學(xué)有畏難情緒，覺得很難學(xué)，但真正跟上教師的思路，層層推進，逐步理解，最后也都取得了很好的成績。

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