新工科背景下土木工程專業土力學課程實踐教學的探討

曾永慶，劉曉紅，胡衛東，祝新念，吳長青

（湖南理工學院 土木建筑工程學院，湖南岳陽 414000）

自教育部推進新工科建設以來，更強調學科實用性、交叉性與綜合性的新工科建設方案被廣大教育工作者不斷提出并在高校開展應用實踐[1-2]。新時代發展下新興產業和新經濟需要理論基礎扎實、工程實踐能力強、創新能力強的高素質復合型人才[3-4]。新工科建設的提出為我國高等教育的人才培養方案改革指明了方向，推動了傳統工科專業的升級改造，也為地方民辦應用型本科院校轉型發展提供了機遇。

土力學作為工程力學的分支，是研究土體在力的作用下的應力—應變—時間關系的應用學科，可為工程建設中涉及土體的計算問題提供定量的理論依據和計算方法[5]，被廣泛應用于地基、擋土墻、土工建筑物、堤壩等工程設計中。土力學作為一門大學生專業基礎課，存在課程實踐教學體系建設滯后于新工科建設高速發展需求的情況。湖南理工學院土木建筑工程學院巖土力學課題組針對土力學課程目前存在的實踐教學與理論教學聯系不緊密、缺乏對學生創新能力的培養、未達到培養學生工程思維目標的教學現狀[6]，在新工科建設背景下開展實踐教學探討，以促進工程專業的發展，提高工程專業人才培養質量。

1 土力學課程教學存在的主要問題

1.1 理論性與實踐性較強，學習難度大

土力學涉及礦物學理論、理論力學、材料力學、流體力學、彈性力學等經典理論。隨著科研的深入，出現了大量的新理論，在工程建設過程中也不斷應用新技術和新規范。因此，土力學具有較強的理論性[7-8]。土力學研究對象是地基、擋土墻、土工建筑物、堤壩、鐵路隧道、公路邊坡等具體工程項目，因此，也是一門實踐性很強的學科。

1.2 教學模式較為單一，教學內容工程實踐要求高

目前，大部分高校土力學的教學模式仍以教師講授為主，運用板書結合PPT 進行授課，學生缺乏直觀感受和系統的理論邏輯思維，容易造成學習興趣不高和缺乏獨立思考的現象[9]。學生對于土力學概念的理解不深刻，運用相應的理論知識求解實際工程問題的能力較弱。因此，在教學過程中，教師需結合工程視頻案例展示、土工實驗和現場實習等多種方式培養學生。

1.3 課程學時較少，思政教育有待加強

湖南理工學院土木工程專業土力學理論課程為32 學時，實驗課程為6 學時，總課時量偏少。土力學課程教學時間的合理安排尤為重要。課程思政教育的有機融入是土木工程專業課程體系建設的重要目標[10]。目前，土力學課程的思政教育正在逐步探索，缺乏完整有效地將課程思政教育融入土力學理論知識體系授課過程的教學方法；教師如何在較好地完成理論教學的基礎上，潤物無聲地實現思政教育的目標，是亟須解決的問題。

1.4 課程考核方式單一

湖南理工學院土木工程專業土力學課程采用期末考試成績加平時成績的考核方式，分數比例為7∶3。該考核方式存在一些問題，如理論性知識較多、片面強調概念、客觀記憶題占比大，容易導致學生只記憶教材知識[11]；所以，該課程需結合學科競賽、專家講座、課外實習實踐組成全方位實踐教學體系，全面考核學生的理論知識和創新能力，真正達到考查學生實際能力和提高教學質量的目的。

2 土力學課程實踐教學的探索與實踐

2.1 構建土力學課程實踐教學體系的整體規劃

湖南理工學院土木工程專業土力學課程每年選課人數為6 個班，共300 人，是一門較重要的專業基礎課，為學生后續學習道路與橋路方向和房屋建筑方向課程奠定了堅實的基礎。實踐教學體系是落實新工科人才培養目標的重要組成部分，巖土力學教學團隊成員選取土力學課程進行實踐教學的改革與實踐，結合已有的教學環境和教學資源，提出由課堂理論教學、課堂實驗、學科競賽、專家講座、課外實習實踐組成的全方位實踐教學體系，有利于更好地進行課堂教學，培養學生的實踐創新能力[12]。

2.2 土力學課程實踐教學體系的具體內容

（1）課堂理論教學。

課堂理論教學是全方位實踐教學體系的基礎，主要通過教師講授基本理論知識、解析經典案例以及與學生互動交流等方式培養學生的基本理論素養[13]。在土力學教學中，可以引入現代教育技術，如多媒體教學、虛擬仿真實驗等，提高教學效果。

（2）課堂實驗。

課堂實驗是培養學生實際操作能力的重要環節。通過設計和搭建一系列相關的土力學實驗，學生通過操作儀器設備、觀察實驗現象、分析實驗數據，從而加深對理論知識的理解和掌握。

（3）學科競賽。

學科競賽是評價學生綜合素質和應用能力的重要途徑，同時也是激發學生學習熱情和增強創新意識的有效措施。在土力學教學中，教師可以組織學生參加各類學科競賽，提高學生的知識水平和解決問題的能力。

（4）專家講座。

專家講座是將理論與實踐結合的重要方式。通過邀請土力學領域的專家學者舉辦講座，讓學生了解行業領域最新的研究進展和專家的實踐經驗，拓寬自己的視野，提高對土力學的認識。

（5）課外實習實踐。

課外實習實踐是全方位實踐教學體系中的重要環節。高校通過與土木工程施工現場、設計院所、相關企業進行合作，使學生能夠參與工程項目實踐，了解實際問題的解決方法，提高解決問題的能力和團隊協作意識。

全方位實踐教學體系在土力學教學中的應用有助于提高學生的實際操作能力和解決工程實際問題的能力，在實踐過程中需要教師的指導和學生的積極參與，以確保實踐教學的有效性和高質量。未來，可以進一步探索更多創新的實踐教學方式，以培養優秀的土力學工程人才。

2.3 制定土力學課程實踐教學體系的保障措施

為了將理論教學與實踐教學相結合，提高教學質量，教學團隊采取了如下實踐教學改革與保障措施。

（1）強調教師的主導作用和學生的參與體驗感同等重要，在課堂理論教學、課堂實驗教學過程中，教師仍處于主導地位，積極引導學生學習；同時，在學生學科競賽、專家講座、課外實習實踐等實踐教學過程中，要求學生參與完整的實踐過程，完成競賽作品，寫下感想和心得，讓學生有切實的感受。

（2）采用以課程教學為基礎、以競賽項目為載體、以技術訓練為方式的培養模式，鼓勵學生積極參加全國大學生巖土工程競賽，融合多學科理論知識，以解決競賽難題。開辦高水平的研究生講座論壇，每年聘請3～5 批高水平教師舉辦講座，提高學生的工程認知和研究能力。

（3）借助湖南省普通高校創新創業教育基地、湖南省虛擬仿真實驗教學項目等多個實踐教學平臺，吸引科研骨干和學科帶頭人，將最新科研成果轉化為實踐教學內容，形成實踐教學和科研平臺“共享式”的開放模式，鼓勵學生積極參與國家級、省級大學生創新創業訓練計劃項目[14]。

（4）教師在土力學教學過程中應融入思政教育，堅持以德育人，注重培養學生職業素養；將實踐教學與國家需求和生產實踐相結合，堅持育人成才全過程管理，切實培養學生的職業道德和愛國情懷。

3 土力學課程實踐教學的成果

近年來，湖南理工學院巖土力學課題組獲得了3項省級和5 項校級教學改革項目，指導大學生獲批6項湖南省大學生創新創業訓練計劃項目，發表教學及科研論文13 篇。課程實踐教學效果顯著，有效培養了學生的專業知識、綜合素質和實踐創新能力。

4 結語

推進土木工程專業土力學課程實踐教學體系的探索與實踐至關重要，有助于提高土木工程專業技術人才的培養質量。本文基于新工科理念，明確了人才培養目標和定位，分析了土力學課程教學的主要問題，在教學中提出由課堂理論教學、課堂實驗、學科競賽、專家講座、課外實習實踐組成的全方位實踐教學體系，以及具體的保障措施，可為高校培養應用型創新人才提供參考。