于鋒，陳海明，馬宏偉，姚韋靖 （安徽理工大學土木建筑學院，安徽 淮南 232001）

1 引言

在長期的工程實踐觀察中，太沙基在1925 年出版《土力學》，標志著土力學發(fā)展成為一門獨立學科，雖然目前的土力學仍然有諸多不完善的地方，很多帶有半經(jīng)驗性質(zhì)的公式和理論，建立在各種經(jīng)驗和假設的基礎上，但這是作為一門發(fā)展中的學科必須要經(jīng)歷的過程。由于土體組成復雜，它的力學性質(zhì)往往不能通過材料力學、結(jié)構(gòu)力學、彈性力學等以連續(xù)介質(zhì)為基礎的相關力學來研究[1]，因此在應用土力學一些理論的時候不得不做出一定的妥協(xié)，這就加大了教師的教學難度和學生的學習難度。“土力學”課程的主要任務是使學生掌握土體的基本物理性質(zhì)、滲透特性以及土體的強度與變形特性，并掌握應用土體的抗剪強度理論與極限平衡條件分析計算擋土結(jié)構(gòu)上土壓力、地基承載力、土坡穩(wěn)定性的基本方法，其作為土木工程、水利工程、城市地下空間工程等專業(yè)的主要必修課程，具有十分重要的地位。筆者根據(jù)自己在“土力學”課程中的教學經(jīng)歷，簡述了“土力學”的教學特點，并對這些問題進行了分析和探討，以期幫助學生提高學習效果，并為該課程教學方式的改進提供一定的參考。

2 “土力學”教學中存在的問題

2.1 教學難度大

“土力學”是一門不斷發(fā)展中的學科，隨著科研設備和試驗方法的改進，國內(nèi)外學者在不斷推動土力學相關理論的發(fā)展。但是，因為土力學創(chuàng)立時間較晚、研究基礎薄弱，僅現(xiàn)有的理論難以對土的很多力學性質(zhì)和現(xiàn)象給出合理的解釋，導致很多土力學問題存在爭議，不同的學者有著自己不同的解釋。因此，在向?qū)W生教授有爭議的知識點時，教師自己必須對此類知識點有較為深入的認識，這勢必加大了教學的難度。另外，由于部分土力學理論是建立在各種經(jīng)驗和假設的基礎上，而且有些重要的概念和理論較為抽象，學生在學習的時候感覺很吃力，即使課堂上聽懂了，但做題的時候仍然不會。因為大多數(shù)土力學題目都有工程背景，包含的信息比較多，這就需要學生加強自學，正確理解相關理論的應用條件。教育部頒布的《高等學校課程思政建設指導綱要》指出，對于工學類專業(yè)課程，要注重強化學生工程倫理教育。然而“土力學”這樣的傳統(tǒng)工科專業(yè)課程思政內(nèi)涵不夠豐富[2]，在課程教學中如何豐富土力學課程思政內(nèi)涵，培養(yǎng)學生具有高尚的道德操守是一大難題。

2.2 教學形式單一

目前“土力學”的課堂教學占用了絕大部分教學時間，但該課程屬于與工程實踐聯(lián)系極為緊密的課程[3]，要學好土力學，必須試驗與實踐相結(jié)合，很多土力學中的理論公式都是帶有經(jīng)驗或者半經(jīng)驗性質(zhì)的，只有通過相關試驗，才能讓學生更好地去理解這些公式的來龍去脈。但是由于科研條件的限制，很多土工設備普通本科生很少有機會使用并去做復雜的土力學試驗，比如土的三軸試驗，僅靠教師在課堂上闡述這些土力學概念和理論，學生會覺得很抽象，不太容易接受。

2.3 “土力學”教學內(nèi)容不夠完善

目前市場上流通的教材至少有數(shù)十種，每本教材都有自己的特色和優(yōu)勢，也都有各自的側(cè)重點但是由于土力學內(nèi)容過于繁雜、涉及面太廣，很難找到一本教材可以對土力學的諸多理論進行詳細的闡述，而本科生上課時只用到一種教材，因此學生不能較全面地了解土力學，甚至對于一些概念的理解全部來自于課堂上所用的教材。

3 教學模式的改革措施

3.1 豐富教學方式

單純的課堂教學對于“土力學”這門課來說是不夠的，學生很難通過課堂教學去理解抽象的概念和理論，筆者認為要重視土力學中的土工試驗。土力學實驗屬于土力學教學體系的重要組成部分，具有較強的應用性和實踐性[4]。通過土工試驗可以讓學生對土的三相比例換算、顆粒級配、抗剪強度指標等內(nèi)容會有直觀的認識，如果試驗設備欠缺，教師應該注意搜集相關的試驗視頻或者試驗照片，在課堂上展示給學生。

近年來，網(wǎng)絡技術迅速發(fā)展并廣泛應用到教育領域，網(wǎng)絡技術的應用不僅拓展了形象教學的演示時空，而且打破了以課堂為主的教學時空觀念[5-6]。學?？梢猿浞掷镁W(wǎng)絡規(guī)模效應來分攤教學人均成本，并通過大數(shù)據(jù)分析學生的學習行為，對教學活動進行優(yōu)化，以彌補傳統(tǒng)課堂教學的局限[7]。另外應該加強現(xiàn)場實習，除了在現(xiàn)場進行一些標準貫入實驗、旁壓實驗，更重要的是帶領學生到基坑、邊坡等工程項目中參觀學習，了解實際工程進行支護和降水的相關施工工藝，以及支護方式的選擇和支護機理。這樣把課堂搬到工地上，既生動又能提高學生的學習效率，讓學生能真正懂得并學以致用。

3.2 改進教學方法

教學方法是實現(xiàn)教學目標、理解教學內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)，在課程的授課中，對于土力學理論部分，由于學生幾乎沒有土力學概念，因此可以采用教育學中的“講授法”和“類比法”。這種教學方法有利于學生直觀、快速地建立土力學的基本概念和力學行為特征，特別是與“材料力學”相關原理的異同比較，能夠加深學生對土力學基本原理的理解。對于應用土力學部分，可以采用教育學中的“案例法”和“討論法”教學，在學生已經(jīng)具有土力學基本知識的基礎上，增加學生主動學習的興趣，培養(yǎng)學生應用土力學原理解決實際問題的能力。

具體實施可通過引入“典型案例”增加學生對問題的關注度，提高學生的興趣；引導學生運用學過的土力學原理思考案例中的問題是如何解決的，從而引入教學內(nèi)容，進行講授；最后強調(diào)本次課程的重點及學習本次課程的目的，同時提出課后思考問題或布置作業(yè)。此外，不能僅僅依靠教材作為唯一的知識來源，教師應該鼓勵并指導學生進行和土力學相關的課外閱讀，鼓勵學生利用多種手段獲取信息，如互聯(lián)網(wǎng)資源、校園網(wǎng)資源（校園網(wǎng)數(shù)據(jù)庫）、圖書館資源（期刊、專業(yè)文獻）等進行課外閱讀。通過課外閱讀，既能輔助某些教學內(nèi)容的學習，又能增加學生的知識面，拓展專業(yè)視野。

3.3 對學生的學習狀況進行調(diào)查研究

教師在教學的時候，應該采用科學的教育方法，有時候即使教師本人對土力學有著深入的研究和理解，但是如果教學方法不得當，教學效果也未必很好。因此教師應該注重學生的學習效果，隨時把握好學生的學習動態(tài)，比如通過問卷調(diào)查來調(diào)研學生的學習狀況。筆者曾對所教的大三學生進行過一次簡單的問卷調(diào)查，對于問題“將本科期間所學力學按照課程難度從難到易排列（這些力學課程包括“材料力學”“理論力學”“土力學”“流體力學”“結(jié)構(gòu)力學”）”，調(diào)查結(jié)果顯示，以上課程的難易順序依次為“結(jié)構(gòu)力學”“土力學”“材料力學”“理論力學”和“流體力學”。可見對于本科生來說，土力學的學習難度僅次于結(jié)構(gòu)力學。對于問題“土力學中最難的三個章節(jié)”，53%的學生認為地基沉降計算、土的抗剪強度和土壓力計算是最難的三個章節(jié)。了解學生的學習動態(tài)以后，就可以有針對性地對這三部分內(nèi)容進行更詳細的講解，并可以多布置相關習題供學生們練習，同時在課堂上可以預留一些時間給學生們答疑解惑。

3.4 鼓勵學生參加與土力學相關的科技競賽

大部分學生參加課外活動熱情度較高，但對于學科競賽、科技競賽，如果缺乏有效指導，培養(yǎng)機制缺乏系統(tǒng)整合，沒有形成良好的傳幫帶傳統(tǒng)，都會導致學生對此類競賽參與度不夠且成績不理想[8]。目前與土力學相關的競賽有全國大學生巖土工程競賽、全國高校城市地下空間工程專業(yè)大學生模型設計競賽等賽事，學?？梢越⒁粋€專門的競賽基地來培養(yǎng)學生的競賽能力。學生在參加這些科技競賽的時候，一方面能將自己的土力學知識應用到競賽中去，另一方面通過與其他高校參賽師生的交流，也能擴展學生的知識面，且加深自己對土力學相關知識的認知。

3.5 多種土力學教材配合使用

任何一種土力學教材都有其局限性，教材的編者根據(jù)個人擅長的知識點，可能會對某些理論闡述的比較詳細，而對自己不擅長的地方只進行簡單介紹。因此筆者建議教授“土力學”時，可以以某一版本的教材為主，其他版本的教材為輔，互相配合使用。高校也應該充分考慮在教材內(nèi)容基礎上建立一套完善且多方監(jiān)督的教材選擇流程[9]，這樣在教材的選用上就有了一定的標準，可以更加科學合理地選取教材。筆者在教授該課程時，用到了市場上主流的四本土力學教材。

4 結(jié)語

“土力學”作為一門理論性和實踐性都很強的基礎課程，在很多高校已經(jīng)開展了多年，培養(yǎng)了大批土木工程人才。本文針對目前教學中存在的一些主要問題和學習內(nèi)容的重難點，基于筆者個人的教學經(jīng)驗，提出了教學改革的幾條措施。當然，想取得良好的教學效果，前提是教師個人要不斷加強學習、豐富專業(yè)知識、提高理論水平。只有這樣，才能充分調(diào)動學生的學習興趣，讓學生更好地掌握土力學知識。