道桥专业《土力学》课程教学模式探讨

石明生 徐 平 郑州大学水利与环境学院, 河南 郑州 450001

道桥专业《土力学》课程教学模式探讨

石明生 徐 平 郑州大学水利与环境学院, 河南 郑州 450001

介绍了郑州大学交通系的科研情况，概述了《土力学》在该系新开设的道桥专业的重要性。为更好地培养学生的专业素质以及工程创新和实践能力，借鉴其他学科的成功经验，着重对道桥专业《土力学》的教学模式进行了系统的探讨，结合该学科的特点，指出在教学过程中应综合运用多媒体教学、开放式教学、引导学生自学、案例教学和实践教学等多种先进的教学模式。

土力学；教学方法；教学模式

soil mechanics; teaching methods; teaching modes

交通运输工程系是郑州大学水利与环境学院的四个系之一，近年新开设了本科专业道路桥梁与渡河工程专业（简称道桥专业），该专业包括道路、桥梁和地下空间三个主要方向。交通系现有专职教师31人，拥有三个省级重点科研机构：河南省道路技术检测工程技术中心、河南省基础设施检测与维护工程研究中心、河南省重大基础设施安全检测修复技术与装备工程实验室，交通系教师以第一负责人获得相关领域的国家科技进步奖二等奖和三等奖各一项，省、部级奖多项，全体师生正共同努力把道路桥梁与渡河工程专业打造成河南省乃至全国的品牌专业。

一、道桥专业开设土力学的必要性

土力学主要讲授土的组成、结构、物理性质、土中渗流、土中应力、土的变形和强度等知识，是以土为研究对象的学科，教学过程中涉及挡土建筑物、边坡稳定和地基承载力等方面知识。土力学是一门以培养学生分析问题能力和实验动手能力为目的的学科[1]。

道桥专业三个方向都离不开土力学：道路方向需要了解和掌握路基土的颗粒分析、界限含水量的测定、击实、压实度的测定、承载比试验等；桥梁方向需要了解桩基土的物理组成、摩擦力系数等；地下空间方向需要了解土体的物理力学参数、土压力分布、渗流等。土力学是学好道桥专业课的必备基础之一。

二、教学模式探讨

(一) 多媒体教学

传统的板书教学存在着以下不足：一方面，板书的整体布局、条理性、清晰度甚至美观性都会影响到学生的听课效果，另一方面，板书占用了教师的课堂时间，其传授的知识量、信息量必然会减少，特别是那些不能生动地用言语描述的内容，例如图片、声音和动作等[2]。

多媒体教学突出的优点是图文声像并茂，能在视觉和听觉上给学生带来鲜明的印象，取得传统教学方法往往达不到的教学效果。多媒体教学可以大量穿插实物、工程实例、施工现场的照片、图片、动画等，较简单明了地阐述板书教学难以讲清的问题，不仅完美呈现图片、节省教师的板书时间，还能给学生提供一个形、色、质并存的教学空间，使他们与所学知识有了感性接触的机会，使原本枯燥、平面的教学变得生动、立体起来，无形中就会提高他们学习的热情和兴趣。同时我们可以利用多媒体增加教学内容，弥补教学内容多、课时少的矛盾。当然，这也给教师提出了更高的要求，课件素材要丰富、资料要准确、内容要不断地补充和更新[3]。

将土力学与道桥专业的三个方向结合起来讲授：(1) 将路基土的现场压实、压实度检测和道路运营后出现的病害等相关照片或录像加入到多媒体教学，使学生更能了解压实的机理和压实度的重要性；(2) 将国内外各种高桥的照片加入到多媒体教学，让学生在欣赏桥梁美观的同时，深刻理解桩基础的重要性；(3)将国内外各种大型地下建筑(例如大型商场、地铁站)，通过介绍不同条件下各种建筑尺寸的设计，使学生了解土压力和地下水压力对结构设计的重要影响。

郑州正在修建地铁，为道桥专业《土力学》的讲授提供了素材，教师可以利用节假日，录制和拍摄盾构的施工现场，在多媒体上播放，结合课本知识加深学生的理解。

(二) 开放互动式教学

开放互动式教学模式以学生为中心，充分利用灵活多样的信息渠道和先进的教学手段，使学生广渠道、多元化吸收知识[4]。该模式不仅能够增强学生的求知欲，使其从检索、讲演、制作等学习过程中获得乐趣、满足、自信、成就与价值，而且还可以让学生根据自己的能力选择最有利的方案，有利于学生进行自我设计，拓宽知识面，提高发现问题和独立解决问题的能力。

开放互动式教学模式从教学内容到教学方法均能营造出学生参与教学的空间，使学生能够深刻领会和掌握运用所学知识，通过鼓励学生积极参与教学过程，加强师生之间的交流及反馈。另外还能使学生深刻地领会和掌握所学知识并运用到实践中去，让学生领略克服困难协同攻关收获成果的喜悦，从而最大限度地调动学生的学习积极性与参与意识，启迪创新思维。

(三)引导学生自主学习

自主学习是学生在总体教学目标的宏观调控下，辅以教师指导，根据学生的自身条件、特点和需要，借助现代网络资源，通过多种途径，自主获取信息、建构自己的知识体系的过程。在教学过程中：(1)要培养和激发学生学习的积极性和主动性，学生只有在宽松、平等、和谐的环境中学习才能获得心理上的安全感，才能思路开阔，思维敏捷，主动参与学习；(2)教师要善于发现学生的兴趣、爱好，培养学生的特长，充分发掘学生内在的潜能；(3)教师与学生或学生与学生之间互动学习，通过小组讨论，互相启发，达到优势互补，共解疑难。学生的独立学习和深入思考与相互交流和讨论相结合，教师成为学习促进者；(4)侧重学习方法的教育，提高学习效率。在自主学习情况下，方法比知识更重要，教师要教会学生自主学习的方法，培养学生自主学习的能力，只有以学生为主体，教师为主导，教材为主线，使学生与教师有机结合，才能使教学不断提升、发展、完善[5]。

土动力学建立在土力学之上，主要介绍土体中振动波和地震波的传播机理，以及相应的防震措施。2008年5月12日在四川省汶川县发生了强大地震，对道路、桥梁和地下建筑都造成了重创，通过引导学生对土动力学的课外自学，了解不同形式的结构在地震时的破坏形态和抗震性能，开拓学生土动力学的知识面。

(四) 工程案例教学

工程案例教学是指在进行工程专业课程系统的理论教学过程中，根据理论系统的阶段性要求，师生围绕某个取自于真实生活情境、具有典型性和代表性、具有专业探讨价值的工程实况，利用当前学习的理论知识，对其进行分析，以求学生在解决疑难问题并做出相应决策时，加深对基本原理和概念的理解，进而提高分析问题和解决问题能力的一种教学方法[6]。

案例教学应注意以下问题：(1)案例选择应以小见大，由浅入深案例设计编排要注意内容的系统性和循序渐进性。问题涉及应该由易到难、由表及里、由简单到综合，分层次梯度式或螺旋式的上升，并要符合教材知识框架系统。(2)分析过程中注意引导培育学生专业兴趣。兴趣是最好的老师，可以帮助学生尽快实现从“被动”施教到“主动”求教。繁复的理论基础令学生丧失学习积极性，迷失了专业意义，在案例教学中可以有针对性地把理论基础与工程实际进行对应引导，培养学生的思考乐趣和学习积极性。(3)注意案例分析与教学大纲和教学进度相结合。工程类案例教学的重要功能是为教学内容服务，为理论要点教学提供现实案例支撑，案例教学不能替代理论讲授。同时案例教学需有一定的灵活性，不强求每一项教学内容均采用案例教学[7]。

道桥专业涉及土力学的内容很多，例如各种等级的路基结构、路堑和路堤的边坡、桥梁的各种桩基、盾构法隧道结构、沉井和沉箱、箱涵等，教师可以根据自己的科研项目和网络资源，编排合适的案例，通过反复的教学—反思—总结，提高课堂教学效率，更新教育观念，逐步提高该专业教学质量、深化推进教学改革。

(五) 实践教学

组织学生参加必要的认识实习和生产实习，完成较高水平的实践报告，是理论知识与实践相联系的主要途径。道桥专业同大土木的其他工程一样，建设的工程量大、工序多且较复杂、建设周期较长，短时间的实习往往只能看到工程的某个局部或某个工序，很难观看到工程的全过程；由于时间和经费的限制，一次实习又不可能到多个不同工地进行；扩招后学生多，施工单位考虑到安全、食宿等方面的困难，往往不太愿意接待学生实习，使得有些实习只能是走马观花，流于形式，不可能动手参加生产实践；有的学校干脆由学生自己找工地实习，回来交一个实习报告了事，实习效果难以保证。学生对工程项目的具体内容及施工组织管理不可能有深入、全面的了解，能一知半解就算有所收获了，毕业后工程实践能力差，不能马上独立承担工程任务，求职时常因“没有工程经历”而被拒之门外。

针对以上问题，结合道桥专业的学科特点，在以下几方面进行加强：(1)在实践教学基地方面，要充分利用地域位置，与当地建筑公司建立长期的合作关系，郑州目前正在建设地铁，为道桥专业地下空间方向提供了长期且非常重要的实习基地；(2)在实践教学师资队伍方面，聘请校外经验丰富、业务过硬、责任心强的高级工程师，参与指导学生的实践，保证实践教学质量；(3)校外实践教学环节，与校外聘请的指导教师进行双向选择，以师徒关系实行对口指导与培养，学生可以在课余时间随时以各种方式向校外指导教师请教、上工地实习，并完成规定的学习与实践任务，让学生在校、内外教师的联合指导下，结合实习基地的工程实践，进行毕业设计，进一步训练和提高学生的工程实践能力和应用创新能力。

三、结语

土力学是郑州大学交通系是新开设道路桥梁与渡河工程专业的基础专业课之一，在借鉴相关成功经验的基础上对该课的教学方法进行了探讨，对该课程的安排、讲授具有重要的指导意义，当然今后还需要继续努力、不断探索，继续做好教学探讨和改革。

[1]陈勇, 谈云志, 王世梅,等. “土力学”课程教学改革与创新的探讨[J].中国电力教育.20011, 192(5): 81-82

[2]刘艳华, 任庆新. 多媒体教学方式在地基基础专业课中应用的探讨[J].中国科技信息. 2007, 219-220

[3]缪志萍.“土力学与基础工程”课程教学实践与体会[J]. 基建优化.2007, 28(5): 163-165

[4]邱林. 开放互动式教学方式在高等传热学研究生课程教学中的实践[J].高等建筑教育. 2008, 17(4): 95-97

[5]缪林昌, 经绯, 邵俐. 大土木工程类土力学教学改革思考与实践[J]. 东南大学学报(哲学社会科学版)(增刊).2009, 11: 255-257

[6]靳玉乐. 案例教学原理[M]. 重庆: 西南师范大学出版社.2003

[7]王海龙. 土木工程学科教学中宜注重工程案例教学[J]. 长春理工大学学报(高教版). 2009, 4(2): 122-123

Discuss of Teaching Mode for Soil Mechanics of Road and Bridge Major

Shi Mingsheng, Xu Ping (School of Water Conservancy and Environment, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001)

The research conditions of department of transportation engineering of Zhenzhou University are introduced, and the importance is disused to open soil mechanics in the new major of road and bridge. In order to cultivate students' professional quality, engineering innovation and practice ability, some successful and advanced experiences of the similar curriculums are referenced, and the teaching modes for soil mechanics in road and bridge major are discussed. It is suggested that several teaching methods and modes be adopted together such as teaching methods of multimedia method, opening teaching mode, leading self-study of students, case teaching mode and practice teaching mode.

U4

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.120

石明生(1963-)，男，河南南阳人，副教授；

徐平(1977-)，男，山东五莲人，副教授。