《土力学》课程教学经验反思
摘要:本文针对《土力学》课程的特点,日常教学中所存在的问题,结合本人在实践教学中的经验和体会,对如何提高教学质量,改进教学方法,进行了总结。
关键词:土力学 教学经验 启发型
从教五年来,几乎每一学年都要与《土力学》这门课程打交道。这门课程不仅是我校工程地质专业一门重要的专业基础课,也是业内公认的一门学生感觉难学,教师不易教好的一门“困难课”。经过五年的教学实践,积累了一些教学经验,总结如下与业内同行共勉。
1 《土力学》课程的特点
该门课程的突出特点是内容丰富、理论性与实践性都非常强。在诸如房建、水利和道路桥梁等各项工程的兴建中均离不开《土力学与地基基础》的理论支持。课程中涉及的基本概念、基本理论、计算公式内容较多且大部分来自于经典土力学理论,是我们前人的经验、试验结论等。学习中要记、要背且要会画图、计算。该课程涉及的工程问题复杂多变,有时甚至出人意料,而且解决的手段和方法通常都不是唯一的,对学生而言,在学习中还必须具有一定的创新能力。
2 日常教学中存在的主要问题
由于我校的水工专业学生起点较低,基础不是太好,在以往的教学中许多学生经常反映这门课程不太好学,学不会。而教师在教学中又往往容易勿视学生的感受,采取“满堂灌”的填鸭式教学方式,导致学生上课倍觉枯燥、无聊;教师教学倍感疲惫且无成就感,导致教学效果差,质量低的被动局面。针对这种情况,教学实践中依据以下的教学原则,对教学方法进行一定的改进,取得了较为理想的教学效果。
3 目前采用的教学原则和方法手段
《土力学》教学强调理论讲授、难点讨论、习题解答、实例讲解、实验操作、现场实验、生产实习、多媒体演示等多种手段结合,以便提高教学效果。由于教学条件所限,教学中常采用的是前面四种教学方法和以下的教学思路(原则):
3.1 激发学生兴趣,提高学生学习的自觉性
在教学中注意激发学生的学习兴趣和求知欲望。如讲绪论时重点介绍该课程与实际工程的关系、地基基础成功与失败的具体实例,尤其是多介绍大家都熟悉的本地的工程例子,通过实例分析,引出本课程研究的主要内容及学好该课程的现实意义,激发学生的学习兴趣,使学生充分认识到地基基础作为建筑物的根基,在建筑工程中的重要性,并领会到土力学作为地基基础实践的理论基础,掌握其基本原理、概念和计算的重要性,从而使学生产生愿意听、想要学这门课的愿望。
3.2 运用启发式教学,培养学生独立思考能力
教学以学生为主体,教师为主导,采用启发式教学,引导学生积极思考。首先是提出问题,激发学生的求知欲望,提出问题的方法有:从简单问题引出复杂问题;从工程实际引出理论问题,例如,进行理论讲授时,要讲解一个原理或理论,不是简单地讲这个原理、理论的内容,通常是提出为什么要学它,作用是什么,我们应该如何来考虑它。例如,在讲到土压力问题时,举一个大家熟悉的或身边发生的某一基坑工程垮塌的事故,说明基坑垮塌是由于基坑周围土体存在主动土压力,而其支护产生的被动土压力不足所引起的,而土压力的计算及推导,是由于土体中的强度达到极限平衡条件,这样又联系了前面已讲述的土的抗剪强度和极限平衡条件的知识,并介绍由于土体处于极限平衡条件时,土体中大、小主应力的不同而分别引出主动土压力和被动土压力。此时,学生已产生了要学习土压力的愿望,因为土压力计算与工程实际联系密切、实用,并且还巩固复习了前面土的抗剪强度内容,教学效果很好。
培养学生独立分析问题和概括问题的能力。教师要给予学生必要的启发和引导,可以采用设疑、难点讨论、学生板演等教学方式,也可以要求学生学完每一节、每一章后进行总结、概括,这样既有利于学生对已学知识起到复习、巩固作用,又有助于学生掌握所学知识的精髓。
3.3 理解基本概念,打下牢固基础
课程中一些专业术语和基本原理,可采用教师讲解为主教学,引导学生进入学习本门课的最佳状态。例如“土压力”、“沉井基础”概念等,学生以前从未听过,单纯让学生自主学习,肯定会降低学习效率、影响授课进度。教师讲解时,应重点突出、详略得当,学生听了一清二楚,知道哪些是需重点掌握的,哪些是需一般了解的。教学中不仅要讲清楚基本原理、基本概念,而且要讲解、启发学生思考相关知识之间的相互联系,并重点突出其在实际工程中的应用。例如,计算主(被)动土压力的朗肯土压力理论是基于土的强度理论(极限平衡理论)发展起来的,课前先安排学生复习土的极限平衡理论知识,引起学生的有意注意,这样学生便易于接受朗肯土压力理论。天然地基上的浅基础设计、基坑支护设计等计算中都需计算土压力,使学生认识到学习土压力计算的重要性。
另外,在讲解时还必须注意方法,对易混淆的概念要介绍清楚概念建立的基本条件。如土的重度定义为单位体积土所受的重力,但为什么还有天然重度、干重度、饱和重度和有效重度之分呢?这是因为实际中的土体处在不同的环境中有不同的状态,水、气、土颗粒三相所占比例不同,那么单位体积土所受重力与体积之比也不同,一般有潮湿状态,烘干状态和饱和状态之分。当土体处于地下水以下时,土体所受的重力就应该扣除水的浮力,于是就有了有效重度之说。总之对于概念的讲解不能照书本上文字,要紧密结合实际分析叙述。
3.4 结合工程实例教学,灵活应用知识
《土力学》是一门理论与实践相结合很紧密的课程,在讲课时,多举一些发生在我们身边的工程实例,可以收到意想不到的效果,从而实现教学目的。例如运用所学过的知识解释常见的某些建筑物开裂倾斜的原因,解释为什么岩溶区相邻不远的两栋建筑物,须采用不同的基础类型,解释有时还会出现由于岩溶太发育,甚至不宜建设建筑物的情况(由于基础或地基处理造价太高)。又如,对于大家常见的抽水引起建筑物开裂的现象,结合教材中土的有效应力原理内容,并做适当沉降计算分析,得出因抽水引起地下水位下降而使地基中有效应力增大,继而导致地基沉降加大,引起房屋开裂。学生听了后很感兴趣,认为所学知识实用,能解决生活中的实际问题。同时,注意在教学过程中鼓励学生自己用所学的知识,来分析解释平时所能见到的工程问题。
3.5 注意预习复习,精选课后习题
要求学生尽量能够做到课前预习将要学的内容,课后复习所讲过的内容。老师要给学生课后布置一定的练习题,但课后习题要精选,习题要有启发性,要能够举一反三,不在于多,而在于精,为此,每章一般布置3~4道综合性强的练习题,有的是教材中的,有的是自编的,而且一般不布置与例题雷同的习题,要求学生除书中例题要吃透外,还通过课后习题练习,进一步深入理解并掌握基本概念、基本理论和方法,掌握书本知识,真正学到运用知识的本领。
4 小结
总之,在教授《土力学》这门课中,实施启发型教学,采用一整套灵活多样的教学方式和手段,将启发式和工程实例教学贯穿于整个教学过程中,实践证明是非常有效的。可以提高学生学习本课程的积极性,加强学生自主获取知识和应用知识解决问题的能力。一改过去学生烦,教师累的“满堂灌”的填鸭式教学方式效果。使学生通过这门课的学习,具备扎实的理论知识和实践能力,保证了良好的教学质量,为后续专业课程的学习,更为其在竞争激励的社会中,始终处于优势奠定了牢固的专业基础。