基于應用型本科土木工程人才培養的土力學教學改革

陳忠清+呂越

【摘要】應用型人才培養是新時期高等教育的重要內容。基于應用型本科土木工程人才培養目標，結合土力學課程特點，對土力學教學內容進行了重新梳理，以突出基礎理論知識。同時在土力學教學過程中引入CBL（Case Based Learning）教學法，通過工程案例教學，以提高學生的工程意識和實踐創新能力，作為土力學基礎理論知識教學過程的重要補充。

【關鍵詞】土力學課程 CBL教學法 應用型本科 教學方法

【基金項目】2016年紹興文理學院土力學課程教學模式改革項目；2015年紹興市高等教育課堂教學改革項目（B類）“基于理論知識與工程案例并重的《基礎工程》教學模式改革”；2016年紹興文理學院教師教學發展研究項目“基于基礎工程課程設計改革的實踐教學反思”。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）29-0217-01

2016年3月5日，在繼2015年11月教育部、發改委、財政部聯合印發了《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》之后，政府工作報告再次明確提出，提升高校教學水平和創新能力，推動具備條件的普通本科高校向應用型轉變。普通本科高校向應用型轉變已成為我國高等教育未來發展的重要內涵。因此，應用型人才培養是新時期高等教育的重要內容，基于應用型本科人才培養的教學改革也是當前高等教育改革的重要環節。

土力學是土木工程專業的核心主干課程，對培養學生的實踐和創新能力，是學生學習后續專業課程以及今后從事土木行業設計、施工等相關工作的重要基礎。土力學的教學效果對于實現構建以能力為導向的應用型本科土木工程人才培養目標具有舉足輕重的作用。本文基于應用型本科土木工程人才培養目標，結合土力學課程特點，對該課程的課堂教學改革進行探討。

一、土力學教學內容重新梳理

自1925年太沙基（K. Terzaghi）發表第一本土力學專著《Erdbaumechanik》以來，土力學作為一個獨立的學科經歷了經典土力學階段和現代土力學階段，理論內容不斷豐富，學科體系不斷完善[1]。作為土木工程專業的重要理論基礎，土力學成為國內外土木工程及相關專業人才培養當中的核心課程，也出版了大量的土力學教材[2]。目前土力學的教學內容基本上包括以下內容：土的組成和物理性質、土的滲透性與土中滲流、土中應力分布及計算、土的壓縮性與地基沉降計算、土的抗剪強度、土壓力計算、土坡穩定分析、地基承載力、土的動力性質。結合應用型本科土木工程人才培養目標，對土力學教學內容進行重新梳理，更突出土力學的基礎知識和基本理論。具體梳理過程如下：

（1）土的組成和物理性質主要介紹土的物理性質指標及其三相換算，無黏性土和黏性土的物理性質；（2）土的滲透性與土中滲流主要介紹土的滲透特性概念與達西定律；（3）土中應力分布及計算主要介紹土的自重應力和地基中附加應力的計算方法，以及有效應力原理；（4）土的壓縮性與地基沉降量計算主要介紹土的壓縮性指標以及分層總和法；（5）土的抗剪強度主要介紹莫爾-庫侖抗剪強度理論，以及土的抗剪強度指標及其應用；（6）土壓力計算主要介紹土壓力的分類和朗肯土壓力理論；（7）土坡穩定性分析主要介紹砂性土土坡的穩定分析方法以及均質簡單粘性土土坡的整體穩定分析方法；（8）地基承載力主要介紹地基破壞模式的類別以及確定地基承載力的基本方法。

二、土力學教學方法改革

土力學是一門以地質歷史時期形成的巖土體為研究對象，理論與實踐并重，并以解決與土的利用與處理有關的工程問題為目標的學科。因此，土力學課程具有知識面廣、公式符號多、經驗性強及實踐性強等特點。針對該課程特點及應用型土木工程人才培養目標，對傳統的課堂傳授知識的教學模式（如圖1所示）進行改革，提出CBL（case based learning）教學法，作為土力學基礎理論知識教學過程的重要補充。

借助巖土工程中的實際案例教學模式組織課堂教學，通過在一個具體工程案例中展現工程場景，引導學生多角度思考，應用土力學基礎理論知識尋求解決工程問題的合理有效途徑，從而實現學生對土力學及相關專業知識的理解和掌握，同時培養良好的工程意識。案例教學過程如圖2所示。比如，2008年11月15日發生的杭州地鐵湘湖站北2基坑工程事故，其事故原因包括推薦用于設計的主要地層中土的三軸CU、UU試驗指標、無側限抗壓強度指標與驗證值、類似工程經驗值差異顯著，不符合土力學基本理論。因此，可以通過該基坑工程事故展示，講解相關土力學內容，同時讓學生展開討論，最終使學生在課堂上可以直接感受自己所學土力學知識的用處以及對實際工程的重要性，并逐漸學會如何運用這些知識去處理實際巖土工程問題。

三、結束語

培養創新性應用型人才是新時期高校教學改革追求的目標。土力學是土木工程及相關專業的重要專業基礎課，具有知識點分散、概念及數學公式多、理論性及實踐性強等特點。教師在土力學教學過程中應不斷吸收最新的教學理念，積累最新的工程案例，既要給學生傳授基礎理論知識，也要注重學生工程意識與實踐創新能力的培養，為地方土木及相關行業培養高級應用型人才。

參考文獻：

[1]李鏡培主編.土力學（第2版）.北京：高等教育出版社，2008.

[2]李廣信著.巖土工程50講（第二版）.北京：人民交通出版社，2010.

作者簡介：

陳忠清（1984-），男，浙江人，博士，講師，主要從事土木工程方面的科研與教學。