畢慶濤,胡金虎,黃志全
(華北水利水電學院資源與環境學院,河南鄭州450011)
土力學課程教學方法的探討
畢慶濤,胡金虎,黃志全
(華北水利水電學院資源與環境學院,河南鄭州450011)
土力學課程是土木工程類專業的專業基礎課,在專業知識體系中占據著重要的位置。土力學知識點繁雜,體系龐大,教師要把握住土力學的核心理論,使學生明白知識的系統性,抓住重點。
系統性;核心理論;教材選用
土力學是土木、交通、水利、港口、地質、工程力學類等專業的專業基礎課程,也是農業、工程管理類等有關專業的專業基礎課程,它在學生的專業課程體系里占據著重要的位置,是學生后續課程的重要基礎。因此,土力學的教學就顯得尤為重要。
大學本科一般是在三年級上學期開設土力學這門課程。雖然在這之前,學生學習過理論力學、材料力學等力學類課程,但是在面對土力學時,仍然常常不知所措,覺得很難。有很多學生甚至覺得土力學不能算作一門力學學科,因為他們找不到與經典力學能夠銜接的地方,難以尋覓到力學的影子。有學生說土力學和土質學課程差不多,沒有什么力學理論。還有學生覺得土力學課程知識很散碎,沒有一條主線,給人云遮霧繞的感覺。
因此,在土力學課程的教學中,要注意到土力學學科的特點,梳理出課程內容的知識主線,讓學生非常清晰地看到土力學內容的全貌,這對于引導學生的興趣,建立學生學習的信心很有幫助。
圖1是本科生土力學課程的知識體系。從圖1可以看出,土力學最核心的理論就是有效應力原理和滲流固結理論,這兩個理論是土力學獨立成為一門學科的標志。在教學過程中,要讓學生明白,在土力學的理論體系中,除了上面的核心理論之外,其他的理論都可以從彈性力學、塑性力學等力學知識中推理得到。

圖1 土力學課程知識體系
教材是課程教與學的重要知識載體,同時,教材的理論體系是否完整也是衡量一門學科成熟與否的標志。但是,土力學教材的市場卻有些怪異。一方面,土力學教材種類在不斷創造新高(幾乎每一個學校都要出版一本自己的土力學教材);另一方面,高水平的土力學教材少之又少。為何?一個外國土力學學者說過,“中國的教材只要買一本就可以了,其他都一樣”[1](P179-182)。國內的大多數土力學教材千篇一律,內容大多雷同。其原因有多種,有認識方面的偏差,許多人認為編教材與寫專著不同,無需創造性勞動,只需“復制+粘貼”即可,隨手拈來,整章節地抄寫別的教材。也有體制方面的缺陷,由于晉升職稱的教師必須出書,于是催生出來很多教材的“雙胞胎兄弟”。不過,更為嚴重的是,這些復制出來的教材常常還有很多錯誤的地方。
選用一本高水平的教材,對于課程的教學非常重要,學生將受益無窮。目前國內出版的本科土力學教材,就其內容的廣度、深度、結構體系以及表述特點而言,陳仲頤教授等人編著,清華大學出版社出版的《土力學》當屬最優秀的教材之一。全書注重述理,深度適當,對某些問題又有其新穎獨特的見解[2]。盧廷浩教授主編,河海大學出版社出版的《土力學》也是非常優秀的一本教材。
對土力學課程,學生普遍感覺知識點較多,各部分內容缺乏聯系,沒有系統性,學習起來不得要領。這源于教師上課的時候,未將整個課程知識體系串聯起來,給學生一個通觀認識。
以河海大學盧廷浩教授主編的《土力學》為例。第一章“土的物理性質和工程分類”,是整個課程的基礎和主線;第二章“土體應力計算”,是后面強度、滲透、變性問題的先導;第三章“土的滲透性”、第四章“土的壓縮性和地基沉降”、第五章“土的抗剪強度”,是整個課程的三大理論,為主體內容;第六章“擋土結構物上的土壓力”、第七章“邊坡穩定分析”、第八章“地繼承載力”,是土力學三大理論的具體應用。教師在授課時,一定要注意到各個章節的關聯性。比如,講到第六章第三節“郎肯主被動土壓力”的具體計算公式時,一定要與第五章第二節“中土的極限平衡條件”聯系起來,使學生明白二者的本質聯系。
如今,多媒體作為一個要素被引入到傳統的以“教師、學生和教材”為主的教學系統當中,并應用于課堂教學,收到了良好的教學效果。尤其是在工程類課程當中,有時教師幾分鐘的語言描述不如一張圖片、一個flash動畫來得直觀、深刻。但是,當前很多年輕教師過分地依賴多媒體,自己變成放映員和解說員,這無疑會增大課堂容量,但忽視了課堂教學中學生的主體地位、教師的主導作用、師生之間的情感交流,學生和老師就會感覺被課件牽著鼻子走,沒有足夠的反思時間,從而也得不到思想上的升華,這不符合學生的認知規律;同時,多媒體課件也影響板書的整體性,本來一節課結束,通過板書就可回顧整堂課的重點,但多媒體由于屏幕限制,只能分項顯示。所以,教師應把多媒體定位為教學的輔助手段,把一些重要的、不太容易用語言講解的知識用多媒體展示出來。
在土力學課程的教學中,要注重知識的系統性,捋清課程內容的知識主線,將整個課程體系串聯起來,給學生一個通觀認識,讓學生非常清晰地看到土力學內容的全貌,這有利于增強學生學習的信心。另外,選用高質量的教材,結合多媒體講解理論的工程背景,也會提高土力學課程教學的效果。
[1]劉滔,劉明振,羅云.土木工程本科土力學教與學點滴體會[A].第一屆全國土力學教學研討會論文集[C].北京:人民交通出版社,2006.
[2]張永謀,王旭.清華《土力學》之我見[J].蘭州交通大學學報,2005,(24).
Exploration on Know ledge Framework and Education of Soil Mechanics Curriculum
BIQing-tao HU Jin-hu,HUANG Zhi-quan
(School of Resources and Environmental,North China University ofWater Resources and Electric Power,Zhengzhou450011,China)
Soilmechanics curriculu Mis the primary course of civil engineering,and the knowledge is the foundation of other curricula.There are many theories and formula in soilmechanics knowledge framework,so as tomake student hold the keystone and understand the systematicness of the theory,it should instruct the core theory that is effective stress principle clearly.
Systematicness;Core theory;Textbook selection
G642.0
A
1008—4444(2011)04—0182—02
2011-05-28
華北水利水電學院高層次人才引進科研基金(001273)
畢慶濤(1980—),男,河南羅山人,華北水利水電學院資源與環境學院講師,博士。
(責任編輯:王菊芹)