“土力学与地基基础”课程的教学改革探讨

摘要：作为高校土建工程相关专业的实践性、基础性强的课程，“土力学与地基基础”课程教学目前仍存在很多问题。现根据笔者亲身实践的教学活动，并结合该课程的特点，分别从理论课和实验课的教学方法和教学手段出发，针对不同专业要求、学生层次、教师业务水平和教材建设等提出了相应的改革设想。改革措施的重点和核心是要激发学生学习“土力学与地基基础”课程的兴趣、自主学习的动力和增强自主创新的实践能力。

关键词：土力学；地基基础；教学改革；理论教学；实验教学

作者简介：王丽艳（1980-），女，江苏盐城人，江苏科技大学张家港校区，讲师。（江苏 张家港 215600）姜朋明（1970-），男，江苏盐城人，江苏科技大学科技处，教授。（江苏 镇江 212003）

中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）14-0086-02

随着国民经济的高速发展、人口的过于密集和生活节奏的加快，高层建筑越来越高，高速铁路和高速公路的修建要求越来越高，穿江高速隧道建的越来越长、越来越深。这些一系列的工程建设都涉及土力学知识的应用，“土力学与地基基础”课程是土建工程专业的一门非常重要的专业基础课程。总体而言，该课程包括土力学和基础工程两大部分：土力学部分主要介绍土的渗透特性、变形特性、强度特性以及与此相关的工程问题，基础工程部分主要介绍浅基础和桩基础等基础设计与施工，前者是后者的理论基础。该课程寓理论和实践、设计和施工于一体，随着生产建设的迅猛发展，新技术、新结构、新工艺层出不穷，教学难度加大，为了实现培养目标，让学生真正掌握这门课程的主要内容并能将其应用于工程实践，必须不断进行课程建设。[1]

“土的事情讲不清楚”是搞岩土方向的专业人士公认的观点，因此，在大学本科教学活动中如何向学生讲授好土力学与地基基础知识是一个较复杂和困难的事情。这里，作者根据近两年承担该门课程的教学经历，针对教学过程中出现的问题，对该门课程的教学改革进行一些尝试和探讨。

一、课程教学存在的问题

土力学与地基基础课的研究对象是具有三相体系的土，是一门研究土的形成、组成、结构、物理性质、土体渗流、土的压缩、固结和强度的学科，它是土木、水工、农水和水土保持等多个专业本科生的专业基础课，该门课程的突出特点是理论性与实践性强。[2]土力学与基础工程课程涉及的预备知识和相关领域较多，课程横向跨度大，对学生而言，学该门课程前首先要掌握工程地质、水力学、建筑材料、混凝土结构理论、材料力学和弹性力学等学科的一系列基本知识。因此，本课程的整体特点是研究对象复杂、理论抽象、公式繁多且推导过程复杂不易被学生理解和掌握。理论课是土力学与地基基础课程教学的主要部分。由于土的问题讲不清楚且经常更新，但教学内容以及教材多年没有更新，理论课上学生基本都是单向地接受老师的传授，学生一般不预习，上课积极性也不高，平时没有主动和老师交流的勇气。

实验课是教学活动的一个重要的辅助手段。但是，目前对实验教学重视不够，实验教学方面存在很多问题，国内传统的土力学实验教学依附于理论课程，随理论课程设课、实验项目的开设受限于高校实验室的硬件设施，由于目前招生人数在逐年增加，有的高校由于实验室设备不足，大多只能进行演示性实验教学，且开设的实验项目远远低于教学大纲的要求。总体来说，实验室建设相对滞后，仪器设备老化以及新实验设备的欠缺，这些都跟不上教学新形势，因此，实验教学改革方面首先要加快试验室建设的步伐，不断充实与更新。除了课内实验之外，针对对土力学感兴趣的学生，应适当开展一些其他辅助性的实验实训，增加实践教学环节，开发他们的创新意识和创新能力，因此，实验教学是提高学生综合素质的一种重要途径。自主实践环节促使学生努力自学和创新。

二、理论课程教学的改革探讨

理论课的改革是课程教学改革的首要任务，但如何上好理论课涉及到的影响因素太多，理论课的改革不能急于求成，要针对不同的专业要求、不同素质的学生以及不同的教师等逐步进行改革。

（1）专业要求。土力学与地基基础课程是土木工程、水利工程、港口工程以及工程管理等一系列土建专业的专业基础课程，因此，需要根据各个专业的不同要求进行教学改进，不能统一灌输相同的知识，譬如对工程管理专业的学生要求就相对较低，讲授过程中需要针对工程管理专业的要求对土力学与地基基础课程内容适当精简，学生只要知道土力学的一些现象和防止措施即可。港口工程中土体所承受的随机动载荷的几率比较大，因此在授予土力学课程时要涉及一些关于随机荷载下土的动力特性。

（2）针对不同素质的学生。笔者自从担任土力学与地基基础课程的教学任务以来，面对不同层次的学生（分别有本一、本二、本三和成教四个不同录取分数线的学生），由于土力学的授课过程中涉及到物理和化学的知识，总体上是录取分数线高的理科出生的学生学习这门课程的过程中相对容易些，而录取分数线比较低而且文科出身的学生理解起来比较困难，成教的学生则更难以理解该课程内容。因此，由于学生基础的不同，学生在上课之前、之后都要有针对性地预习和复习相关的知识点才能理解本课程内容的实质。

（3）任课教师。教师首先自身具有较高的教学水平，这个教学水平不但涉及教师的专业知识水平，而且还包括传授知识的表达能力。因此，教师要根据实际需要不停地“充电”，充实自己的专业业务水平。在课程的理论教学过程中，任课教师应能够根据岩土工程技术的发展，及时调整与充实新内容。要坚持不懈地研究如何将土力学专业基础知识更形象、更贴切地传授给具有不同基础层次的学生。另外，教师传授过程中一定要把教学从单方面的传授知识转变为激发学生对土力学的兴趣和自主学习的能力，并且培养学生的思考和创新能力。

（4）教材的选择。为了培养不同专业的学生，土力学与地基基础的培养计划和课程教学大纲都要进行有针对性的修订，就是不同的专业要追求不同的难度和深度，要追求实践运用，这就是要根据专业特点和学生层次不同而定，譬如水利工程专业要多增加些土的渗透问题内容，港口工程专业补充介绍些有关随机波浪载荷下土的动力特性。每个专业都要定期组织专业教师对所选用的教材进行质量评价，并且对学生进行教材问卷调查，使教材的选用更合理。[3]由于它与很多课程联系密切，与其他课程交叉、重复的内容也比较多，在讲授时，应将传统的经典教学内容加以精选和融会贯通，减少土力学与已学课程间的重复，这样既有利于减少教学学时数，提高课程的教学效率，又有利于学生学会如何寻找事物的内在联系，掌握课程的精华。关于地基基础方面，如近几年，一些教材增加了沉井和地下连续墙等现代高层建筑深基础工程的内容，同时，任课教师要注重现行的工程设计与施工技术规范或行业标准的应用，突出对学生的应用能力的培养，如在教学中给学生适当介绍国家建筑行业标准《建筑桩基技术规范》等有关基础工程设计与施工方面的内容。[4]

（5）教学方法与教学手段。理论课教学方法和教学手段应符合实际需要，要形象化，结合学生和教师的特点摸索出符合本课程教学规律和要求的方法和手段，结合课程教学实践，笔者认为在课堂教学中，多介绍一些与课程内容相关的工程实例，涉及到的基本概念辅以工程实例说明。另外，笔者认为影响教学效果的一个重要原因是学生对土力学与地基基础课程的学习兴趣不高，因此，如何提高学生的学习积极性是任课教师首要的任务。这就是说，理论教学课程中要开展互动式教学，不能单方面的传授，尤其是土力学知识点比较散、碎而多，需通过不停地提问，激发学生学习的乐趣，并培养他们发现问题和探讨问题的能力，来正确理解和领会课程的主要内容。

三、实验教学的改革探讨

对于土力学实验教学来说，实验既是验证理论正确性，又是演示理论原理产生的过程，是土力学学科诞生和发展的重要手段，而且通过实验能够培养学生的动手操作能力、运用知识解决实际问题的能力。土力学实验是土力学课程学习中非常重要的实践性教学环节，在对土力学基本概念、基本理论学习的同时，熟悉土工实验的各种仪器设备，学会整理测试资料和分析测试数据，充分调动学生学习的主动性和学习兴趣，有利于培养学生的工程意识和综合素质，为其今后从事土木工程专业技术工作打下基础。[5]

土力学实验基本项目包括土体基本的物理力学指标和某些特殊的指标，1999年颁发的国家标准《土工实验方法标准》中共计35项实验：含水量、密度、比重、颗粒、界线含水量、相对密度、击实、承载比、回弹、渗透、固结、湿陷、三轴、抗压、直剪、反复直剪、自由膨胀率、膨胀力、收缩、冻土密度、化学成分、离心含水当量等。但实验课的内容也很少，很多重要的知识点涉及的实验仪器都没有涉及到，学生没有形成深刻的认识和理解的意识。[6]

随着高校大量博士、教授等高素质人才的增多，科研工作的要求也逐步提高，因此，科研实验硬件条件也需不断改善，同时，学生对科研实验充满了好奇。因此，从事科研实验的教师可以在进行相关实验时，让感兴趣的学生们一起参与、体验和实践创新实验的过程。另外，土力学实验在不断更新，各种新的仪器设备的发明和各种先进的教学方法的诞生，都对实验教学教师提出了严格要求。因此，学校要对实验教师的实验技能和各种先进的实验教学方法进行定期培训，以提高实验室师资队伍的素质。

四、结论

土力学与地基基础课程的教学改革是比较复杂的问题，应根据目前存在的问题，有针对性地把握每一教学环节，根据不同的专业要求增减和优化教材的内容，提高教师教学水平，激发学生的学习兴趣，提高学生的自我学习和分析能力，以及在教学方法与手段和实验实践等环节方面不断地探讨与实践，突出学生的主体性、主动性和创新性，以实现培养各项专业人才的目的。

参考文献：

[1]史贵才,代国忠.土力学与基础工程课程教学实践与思考[J].常州工学院学报,2007,20(5):81-84.

[2]谌芸,史冬梅.构建具有专业特色的土力学教学体系[J].理工高教研究,2010,29(1):125-127.

[3]武建华,徐建曼,刘德华,等.关于编写材料力学教材的思考[J].高等建筑教育,2001,12(4):26-27．

[4]代国忠,史贵才,吴晓枫.“土力学与基础工程”课程建设与教学改革探索[J].长春理工大学学报(社会科学版),2009,22(6):1028-1030.

[5]刘金龙,任小琴.“土力学”实验教学的改革探索[J].合肥学院学报(自然科学版),2009,19(1):90-92．

[6]罗才松,陈华艳,黄建华.“土力学”实验教学的思考与改革实践[J].实验室科学,2009,8(4):27-28．

（责任编辑：沈清）