国内外土力学课程的教学模式探讨

土力学

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国内外土力学课程的教学模式探讨

雷华阳，天津大学建筑工程学院，天津３０００７２

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摘要：根据土力学的课程特点和内容安排，结合近些年的教学实践以及在美国堪萨斯大学听取土力学课程的

体会，分析了课程的主要特点，重点从课程内容安排、教学手段与”教”与”学”等方面对土力学课程教学进行了探讨，构建适宜国内专业发展要求的教学模式，对未来土力学教学的发展提出了建议。

关键词：土力学；教学模式；堪萨斯大学；教学内容

作者简介：雷华阳，博士，天津大学建筑工程学院教授，研究方向为岩土工程。

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中图分类号：Ｇ６４２；ＴＵ４３文献标识码：Ａ

一些参考。

一、引言

二、课程的特点与教学内容

在土木工程课程体系中，土力学是一门十分重要的专业基础课，是传统固体力学的一个分支，也是我国执业注册工程师考试中的主要内容之一。国内的很多院校均开设本课程，一般包含理论课、实验课两个教学环节。随着国民经济的快速发展和大量岩土工程项目的建设，尽管目前在水利工程、海洋工程、道路桥梁、房屋建筑、隧道工程等实践中积累了许多有关土木工程方面的经验，但是各种新的岩土工程问题也随之不断出现。这些问题一方面有效推进土力学学科发展的进程，另一方面标志着需要大量岩土工程专业人员。因此，加强土力学教学的各个方面，是培养优秀的土木工程类人才的重要保障体系，同时对于岩土工程领域的开发具有极为重要的意义。自从教育部调整专业形成大土木以来，为适应快速发展的市场要求，培养出高质量、厚基础、宽口径的复合型建设人才，作为专业基础的土力学课程，不仅为后续课程如基础工程、地基处理、基础工程设计、地下工程结构设计原理等专业课程提供土力学基本知识，也为从事岩土科学技术的专门研究奠定了必要的理论基础。因此，结合笔者教学实践，以及在堪萨斯大学（Ｋｕ）听取土力学课程的体会，就课程教材、教学内容以及教学手段等方面，重点从“教”和“学”两个角度谈谈自己的一点体会和看法，以期对国内土力学教学提供

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土力学作为岩土工程专业课程¨。，是研究土的工程地质性质及力学性状的实践性很强的一门应用学科。它要求理论工作者要时刻注意、密切联系工程实际，使研究成果最终为工程所用。该课程的主要特点可归纳为以下几个方

面。

首先，研究对象复杂。因其形成环境、形成条件以及形成位置等不同，造成土体性质具有区域性、个体差异性、时间性和空间效应等特点，土的碎散性、多相性和变异性成为土体区别于其他介质的三大主要特性。从而使得土体力学特性很难定量预测，无论是采用室内土工试验还是进行现场大型模型试验，只能了解局部的尺度有限的土力学行为。

其次，内容多且零散。土体的特殊性使得土体的教学内容十分丰富，每个教学内容都是一个完整而庞大的知识体系。不同于其他力学课程的研究对象，土力学研究中对研究对象没有做统一的假设，也就是说，在固结理论、沉降计算、稳定分析等各部分对于研究对象土体所做的假设是不一样的，没有统一的力学体系应该说是土力学的学科特点，因此，造成在内容上很容易失去连贯性和统一性。

第三，实验环节薄弱。土力学是一门重实验、重实践、重概念、重分析、重工程经验的一门

土力学

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学科，因此，对于这门课程，如果只讲课本上的原理、方法，学生会感到很抽象，也违背了这门课程的学习特点。目前，由于受到教学条件和课程学时的限制，学生只能开展部分常规性的室内试验，甚至有些试验仅能依靠演示来实现。这种重理论、轻实践的教学模式必然会影响到土木工程专业人才的培养。

按照国内教学大纲要求，教材的基本编写相似心］ｌ弘１２８。一般来说，主要内容包括基础地质知识、土的物理性质及工程分类、土的渗透性与渗流、有效应力原理、土的压缩性和固结理论、土中应力和地基沉降计算、土的抗剪强度以及土力学的实际应用课题，包括土压力和挡土墙、地基承载力、土坡稳定性分析等。ＫＵ在教学中选用了Ｃｏｄｕｔｏ，Ｙｅｕｎｇ

ａｎｄ

Ｋｉｔｃｈ编写的

《ＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａＬｌ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄＰｒａｃ—

ｔｉｃｅｓ》（２ｎｄｅｄ）ｐ１，作者参考了ＷｉｌｌｉａｍＰｏｗｒｉｅ

编写的《Ｓｏｉｌ

Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ：

Ｃｏｎｃｅｐｔｓ＆Ａｐｐｌｉｃａ—

ｔｉｏｎｓ》Ｈｏ，发现国外的教材具有几个特点：首先

相对来说结构较为严谨，每一个章节有目标、主要内容、总结、关键点（包括名词定义等）、习题等，针对每一个小的知识点，均对应安排有相应的习题去阐述说明，知识点讲解由浅入深，使得学习过程相对轻松。其次，从内容上，国外教材对于目前学术界较为认可和普遍采用的方法和原理都有相应的介绍，如在介绍土体的三轴实验条件和力学行为内容中，除了国内常讲解的三轴实验以及参数分析之外，国外教材中对于临界状态土力学也有详细的介绍，包括相关参数确定以及临界状态模型在砂土中的应用。另外，对于基本概念和主要公式的推导比较清晰，这样非常适合学生自学。第三，计算方法的改进，不再延用传统的表格法进行地基附加应力计算和库伦土压力计算等。国外的教材中已不多见类似的表格。ＫＵ在土力学教学中主要内容包括：基础地质知识、土的矿物成分颗粒组成以及分类、固结与固结速率、莫尔圆、压实、土体强度、渗透性、地下水部分、勘察与原位测试。

三、有关“教”的思考

（一）课堂教学

目前国内外常用的教学手段除了有传统的板书形式，也有多媒体教学方式。传统的板书

教学手段在理论公式的推导和习题的讲解方面……具有明显的优势。而多媒体辅助课堂教学克服……了传统教学方式的不足，通过把大量生动、直观……的图片和文字等信息，把很多不能到现场或亲……自实现的知识采用通俗易懂的形式展现给学……生，使得课堂内容变得生动有趣，从而大大提高……

了课堂教学效率，这是目前国内很多院校在解决教学时间不足与内容多矛盾的主要方法之

一。

随着计算机水平的不断提高，国内在教学手段上出现了多样化的状况，教学理念也由以往的“单向灌输式”变为“启发式”，改变了学生的“应试型”学习状态。如在教学过程中，让学生带着问题去学习，或是将问题留给学生们去思考，从他们自己的回答中总结出不同，让他们通过思考理解该课程设置的重要性和必要性。这比教师一味地强调课程的重要有力的多。笔者在教学实践过程中发现课堂教学讲得过多、过细、过全，学生反而觉得单调乏味，一方面也就懒于思考，另外一方面也没有 …… 此处隐藏：5003字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……