李傳勛 （江蘇大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

土木工程專業(yè)評(píng)估工作于1994年開始啟動(dòng)，目前已有89所高校的土木工程專業(yè)通過評(píng)估（認(rèn)證）。2017年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部高等教育土木工程專業(yè)評(píng)估委員會(huì)發(fā)布了最新版的土木工程專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，其主要由學(xué)生發(fā)展、專業(yè)目標(biāo)、教學(xué)過程、師資隊(duì)伍、教學(xué)資源、教學(xué)管理及質(zhì)量評(píng)價(jià)七個(gè)一級(jí)指標(biāo)組成[1]。其中專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)主要依靠各個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，如何在每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中完成專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)所賦予的要求，是擺在專業(yè)教師面前的一道難題，也是一道必答題。本文將結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)體會(huì)，淺析《土力學(xué)》課程對(duì)我校土木專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)所賦予知識(shí)、能力及素質(zhì)要求的具體實(shí)現(xiàn)途徑。

1 我校土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)

我校土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)能適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，德、智、體、美全面發(fā)展，掌握土木工程學(xué)科基本原理和基本知識(shí)，經(jīng)過工程師基本訓(xùn)練，能勝任房屋建筑、道路、橋梁等工程項(xiàng)目的技術(shù)與管理工作，具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論、寬廣的專業(yè)知識(shí)、較強(qiáng)的實(shí)踐創(chuàng)新能力、良好的國(guó)際視野和團(tuán)隊(duì)合作精神，能夠從事土木工程設(shè)施的勘察、設(shè)計(jì)、施工、管理以及投資開發(fā)等工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。

2 《土力學(xué)》的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求

《土力學(xué)》是土木工程專業(yè)的一門主要專業(yè)基礎(chǔ)課，是土木工程專業(yè)學(xué)科平臺(tái)的主干課程。依據(jù)我校土木專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及課程特點(diǎn)，確定該課程知識(shí)、能力及素質(zhì)要求如下：使學(xué)生了解土中固體顆粒、土中水和氣；掌握土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造；掌握土的三相比例指標(biāo)和土的物理特性；掌握土的壓實(shí)性和土的工程分類；掌握土中自重應(yīng)力、附加應(yīng)力的計(jì)算；掌握粘土的滲透性、滲透破壞及二維滲流的相關(guān)知識(shí)；掌握土的壓縮性指標(biāo)、地基沉降量、地基沉降與時(shí)間關(guān)系的理論和計(jì)算方法；掌握土的抗剪強(qiáng)度和極限平衡條件相關(guān)理論；掌握土壓力、地基承載力計(jì)算方法和土坡穩(wěn)定分析方法；掌握一般土工試驗(yàn)方法。

通過《土力學(xué)》課程的學(xué)習(xí)，為后繼課程準(zhǔn)備做必要的知識(shí)基礎(chǔ)，并為學(xué)生將來掌握新的巖土工程技術(shù)和開展相關(guān)的科學(xué)研究創(chuàng)造條件，培養(yǎng)學(xué)生具有一定的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神；培養(yǎng)學(xué)生能將理論與工程實(shí)際有機(jī)融合，使學(xué)生具備應(yīng)用土力學(xué)基本原理和方法分析并解決實(shí)際問題的工程能力和工程素質(zhì)；培養(yǎng)學(xué)生具備不斷探索工程問題的科學(xué)精神和工程素質(zhì)。

3 知識(shí)、能力及素質(zhì)要求在課程中的實(shí)現(xiàn)途徑

3.1 知識(shí)要求的實(shí)現(xiàn)途徑

①課堂加強(qiáng)師生互動(dòng)，積極采取案例式教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)興趣，夯實(shí)土力學(xué)基本理論和基本概念。

案例教學(xué)法是一種“以問題為中心的研究型學(xué)習(xí)”方法。案例教學(xué)就是通過師生互動(dòng)，在描述案例中啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生探究問題及并不斷鞏固知識(shí)點(diǎn)。在整個(gè)過程中，案例展示是基礎(chǔ)，興趣培養(yǎng)是目標(biāo)，問題的創(chuàng)設(shè)是關(guān)鍵，理論的闡釋是重點(diǎn)，知識(shí)的掌握是核心[2]。

土力學(xué)中典型的案例教學(xué)很多，僅以土中自重應(yīng)力計(jì)算為例。如圖1所示，結(jié)合實(shí)際土層的剖面圖，將土層自重應(yīng)力計(jì)算分4種工況：a.均質(zhì)土自重應(yīng)力計(jì)算（圖中的任意層內(nèi)自重應(yīng)力計(jì)算均可看成是均質(zhì)土自重應(yīng)力的計(jì)算）；b.成層土的自重應(yīng)力計(jì)算；c.成層土有地下水的自重應(yīng)力計(jì)算；d.成層土有地下水且存在不透水層的自重應(yīng)力計(jì)算。通過引入以上實(shí)際成層土自重應(yīng)力的計(jì)算實(shí)例，在教學(xué)過程中不斷設(shè)置不同工況間自重應(yīng)力的計(jì)算區(qū)別，引發(fā)學(xué)生思考，提升學(xué)生的求知欲。同時(shí)注意講清不同工況下自重應(yīng)力計(jì)算的區(qū)別和聯(lián)系，使學(xué)生切實(shí)掌握成層土自重應(yīng)力計(jì)算的知識(shí)點(diǎn)。

圖1 土層剖面圖

②理論與試驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，進(jìn)一步提升學(xué)生的知識(shí)水平。

學(xué)生牢固掌握基本概念與理論的同時(shí)，要結(jié)合試驗(yàn)教學(xué)以開闊學(xué)生知識(shí)面，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)基礎(chǔ)理論的理解，進(jìn)一步提升學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。試驗(yàn)教學(xué)一直是理論教學(xué)與工程實(shí)踐之間的橋梁和紐帶[3]。土的強(qiáng)度指標(biāo)有多種，剛接觸土力學(xué)課程的學(xué)生往往很難理解同一種土體具有多個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)的原因。通過土體的剪切試驗(yàn)，使學(xué)生具體認(rèn)識(shí)測(cè)試土體強(qiáng)度指標(biāo)的儀器有直剪儀、三軸剪切儀及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)儀，不同的試驗(yàn)儀器測(cè)試的強(qiáng)度指標(biāo)會(huì)存在差異。同時(shí)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)直剪儀存在3種試驗(yàn)方法，不同試驗(yàn)方法測(cè)試的強(qiáng)度指標(biāo)亦不同。通過直剪試驗(yàn)過程中的人人動(dòng)手操作，使學(xué)生進(jìn)一步加深試驗(yàn)儀器及試驗(yàn)方法不同所得土體強(qiáng)度指標(biāo)亦不同的知識(shí)點(diǎn)。

③課堂教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合，積極踐行科研反哺教學(xué)，使學(xué)生了解學(xué)科前沿，加深學(xué)生對(duì)基本理論及基本概念靈活掌握。

以經(jīng)典土力學(xué)的固結(jié)理論為例。經(jīng)典土力學(xué)中的固結(jié)理論是在諸多假定下建立的數(shù)學(xué)模型并獲得解答。經(jīng)講解使學(xué)生已熟練掌握了由基本假定、物理模型建立、數(shù)學(xué)模型解答及固結(jié)變形計(jì)算分析的整個(gè)過程。為使學(xué)生能進(jìn)一步加深理解固結(jié)理論的實(shí)質(zhì)，可將最新的研究成果引入課堂教學(xué)，如非線性固結(jié)理論、成層土固結(jié)理論、各種變荷載作用下土的固結(jié)理論、考慮非達(dá)西滲流的固結(jié)理論、豎井地基固結(jié)理論及比奧固結(jié)理論等等。經(jīng)梳理發(fā)現(xiàn)這些研究成果都是對(duì)經(jīng)典固結(jié)理論基本假定的不斷修訂，正是對(duì)基本假定的不斷修訂才使固結(jié)理論不斷地與實(shí)際地基土體固結(jié)性狀相一致，使固結(jié)變形計(jì)算更貼近真實(shí)值。將科研成果引入課堂教學(xué)，使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸到土力學(xué)的時(shí)代性特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，并使學(xué)生能夠?qū)纠碚摵突靖拍铎`活掌握和應(yīng)用。

3.2 能力及素質(zhì)要求的實(shí)現(xiàn)途徑

①通過介紹各類地基基礎(chǔ)工程事故和工程現(xiàn)象，以培養(yǎng)學(xué)生的工程倫理意識(shí)。

目前我國(guó)高校還普遍缺乏工程倫理教育，尤其土木工程專業(yè)在這方面更為突出[4]。工程倫理教育的缺乏體現(xiàn)在我國(guó)工程建設(shè)在前期策劃、設(shè)計(jì)、施工過程中出現(xiàn)了諸多工程倫理問題。通過結(jié)合土力學(xué)基本原理介紹工程中出現(xiàn)的各類事故和違背工程倫理的現(xiàn)象，對(duì)土木工程學(xué)生開展工程倫理教育，提升學(xué)生的基本工程素質(zhì)。如緒論中諸多地基基礎(chǔ)事故介紹，引導(dǎo)學(xué)生在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工過程中要勤思考，要遵照基本理論按章設(shè)計(jì)施工。地基承載力章節(jié)講授時(shí)，可針對(duì)工程界樁基礎(chǔ)過度使用的現(xiàn)象對(duì)學(xué)生開展工程倫理教育，告誡學(xué)生搞工程設(shè)計(jì)并不是保證工程安全就萬事大吉，而更應(yīng)該注重經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。事實(shí)上，這種在每個(gè)章節(jié)中設(shè)置倫理教育的效果要比單獨(dú)開設(shè)倫理教育課程好，學(xué)生評(píng)價(jià)也很滿意。

②設(shè)計(jì)綜合性試驗(yàn)及布置大作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的解決實(shí)際問題的能力。

《土力學(xué)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，這需要設(shè)置一些實(shí)踐性環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。我校土力學(xué)課程主要通過開放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)教師設(shè)計(jì)一些綜合性試驗(yàn)以培養(yǎng)學(xué)生解決工程問題的能力。如增設(shè)土體固結(jié)聯(lián)合滲透的綜合性試驗(yàn)，讓學(xué)生通過這樣的綜合性試驗(yàn)深刻認(rèn)識(shí)到土體的非線性壓縮及非線性滲透特性，培養(yǎng)學(xué)生解決地基土體非線性變形特性的工程能力和意識(shí)。通過布置大作業(yè)的形式提升學(xué)生解決工程問題的能力，如在地基變形計(jì)算章節(jié)，通過布置實(shí)際條形基礎(chǔ)的變形計(jì)算大作業(yè)，使學(xué)生綜合應(yīng)用土中應(yīng)力計(jì)算及變形計(jì)算的知識(shí)，解決了實(shí)際工程中基礎(chǔ)沉降變形計(jì)算問題。這樣的大作業(yè)每個(gè)月布置一次，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的解決實(shí)際工程問題的能力。

③充分利用第二課堂活動(dòng)，提升學(xué)生的科學(xué)與工程素質(zhì)。

我校目前提供的第二課堂實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，主要有教務(wù)處組織的“大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目”以及團(tuán)委組織的“星光杯”江蘇大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽?！锻亮W(xué)》課程任課教師積極指導(dǎo)學(xué)生通過第二課堂活動(dòng)在土力學(xué)方面遴選課題，或者組織本科生參與到課題組科研活動(dòng)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)，開啟學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生具備初步的創(chuàng)新素質(zhì)。目前筆者已經(jīng)在三屆本科生中指導(dǎo)8名同學(xué)參與科研訓(xùn)練，取得了不錯(cuò)的效果。盡管目前參與科研訓(xùn)練的學(xué)生人數(shù)還不多，但相信這種方式勢(shì)必在同學(xué)中引起一定效應(yīng)，起到以點(diǎn)帶面的效果。

4 結(jié)語

土木工程專業(yè)均有自設(shè)的培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)目標(biāo)落實(shí)在具體教學(xué)環(huán)節(jié)就體現(xiàn)為知識(shí)、能力和素質(zhì)要求。結(jié)合我校土木專業(yè)具體情況，提出了《土力學(xué)》課程在知識(shí)、能力及素質(zhì)方面的要求，并結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐和思考總結(jié)了這些要求在《土力學(xué)》教學(xué)環(huán)節(jié)中的實(shí)現(xiàn)途徑。