土力学中的启发式教学

马志昕 李丽民 钟雨晴

（湖南科技学院 土木与环境工程学院，湖南 永州 425199）

早在春秋时期，我国古代教育家孔子就提出了至今仍有重大影响的启发式教学的思想，指出：“不愤不启，不悱不发。举一隅而不以三隅反，则不复也。”这里的“愤”的意思是“心求通而未得之意”，是指学生急于想解决问题，已经在积极思考问题，并且有了自己想法的心理状态[1-4]。“启”的意思是“开其意”，是教师通过点拨，给学生指出解决问题的方法和思路。“悱”的意思是“口欲言而未能之貌”，是指学生通过思考对问题已经有了自己的想法，但还不能完全准确表达出来的一种困惑状态。“发”的意思是“达其辞”，是学生的领悟，是指在学生处于学习的饥渴和困惑时，教师通过点拨，使学生明确认识、理清思路、弄懂原理或概念，能用清晰、准确、凝练的语言合理表达。“举一隅而不以三隅反，则不复也”是指教师教学中应该做到目标明确，注重培养学生举一反三、触类旁通的能力，教学中应合理利用知识结构，通过典型案例，培养学生独立解决问题的能力，比如，举出方形的一个角，即一隅，学生就应该能够推出方形的另外三个角，即三隅反，是什么样子，如果达不到这个效果，就不要重复走老路，而要变换新的教学方法，即“则不复也”[5-6]。不难看出，启发式教学是有其特有的条件、方法和技巧的。要搞好启发式教学，必须把握好启发式教学的时机，运用合适的方法和技巧，激发学生学习兴趣，融洽师生关系，让学生积极主动思考，才能使学生醍醐灌顶，豁然开朗[7]。土力学是土木工程专业一门重要的专业基础课程，土是由土颗粒组成的碎散材料，是非连续介质，不同于学生已经学习过理论力学、材料力学、结构力学等，它们研究的是连续介质，并且土力学的内容多，涉及的知识面广，公式多，概念多，内容杂，学生学习难度大[8-9]。因此，为搞好土力学教学，采用启发式教学是十分必要的。要搞好土力学课程中的启发教学，应做好如下几个方面的工作。

1 激发学生学习兴趣

俗话说：“好的开始是成功的一半”。为提高学生学习土力学的兴趣，必须上好第一堂土力学课。首先从“土”字入手，采用启发式教学，询问学生“土”字中两横表示什么？学生思考一段时间后，提示这个在土木工程地质中学过，学生自然就会想到这两横代表土层。然后接着提问，这一竖又代表什么呢？是不是什么东西都是从土中长出来的呢？学生自然明白了土中生万物。然后老师继续提问，与土木工程有关的建筑物跟土又有什么关系呢？学生们自然会想到所有的土木建筑都是修建在土上或土中。土是建筑物的环境或地基。老师接着提问，如果修建建筑物的土没处理好的话，又会有什么后果呢？由学生自己思考回答、经过这种启发式教学，学生自然而然知道了土的重要性。然后老师提出土力学的概念，这样，学生不经意中就明白了土力学这门课的重要性。接着，教师引出与土力学有关的工程失败案例，讲述过程中引导学生寻找工程失败案例的原因，如何去处理，让学生有充分发表自己观点的机会。然后教师引出与土力学有关的工程成功的案例。如我国的赵州桥，经历了无数次洪水和地震为何依然完好呢？让学生去寻找原因。学生思考过程中老师提示赵州桥是修建在密实砂垫层上。密实砂垫层有什么优点呢？引导学生找到正确答案。然后老师提出“为什么要学习土力学”这个问题，学生自然而然就能得到，土力学能解决工程实际问题，这正是我们学习土力学的目的和价值，使学生明白学有所用，从而激发起学生学习的积极性和主动性。最后老师讲述土力学这门学科的发展史，指出土力学到目前还不到一百年，是一门非常年轻的学科。然后启发学生现在土力学还有那些问题没有解决呢？让学生课后去完成。这样经过老师的启发，学生明白了土力学的重要性，课程的发展前景，课程的发展前沿，进一步激发了学生学习土力学的热情。

2 注重内容衔接

土力学教学内容，前后联系非常紧密，前面的内容往往是学习后面内容的基础。如果学生在学习过程中，前面东西没有弄清楚，后面的内容学习起来就非常困难了。因此，教师要用好启发式教学，注重运用学生熟悉的东西开展启发，做到老师启的时候学生能有所发，并且在土力学教学中，讲述前面的课程内容时，适当穿插相应的后面内容，以为后面启发式教学打下基础，避免出现教师启，而学生不发。教师应该对教材进行深入系统研究，了解教材前后之间的联系关系开展有的放矢教学，收到深入浅出的效果。例如，在讲述土的组成时，老师先提出问题，同学们，土大家都见过，说说自己认为土是由那些东西构成呢？学生自然会想到土颗粒。然后老师启发，土颗粒堆积会形成孔隙，孔隙中间又有什么东西呢？这样，学生自然会说出水和空气。然后老师提出，大家在学习物理时体积和质量分别用什么符号来表示呢，同学们自然会回答分别用v 和m 表示。老师接着问“那它们的英文单词又是什么呢？”，学生会回答是volume 和mass，然后老师说土颗粒的英文单词solid，水的英文单词water，孔隙的英文单词void，空气的英文单词air，同学们请想想怎么用符合来表示它们的三相组成呢？老师先提问 ms表示什么呢？学生自然会想到表示土颗粒的质量，这样 mw、ma、vs、va、vw等一系列符合的含义通过启发式教学，学生就都弄可以清楚了。接着老师归纳总结土的三相组成，并提问，土的变形是由什么造成的呢？启发学生自己寻求答案。然后提出，软土为什么容易发生变形呢？通过学生都熟悉的淤泥这种软土，启发学生说出软土的特点，软土变形的处理方法。然后引入干土、饱和土、非饱和土等定义，由学生自己根据土的三相组成去找到答案。有了这些铺垫，老师在后面讲解土的三相图以及干密度、饱和密度以、变形计算及软土处理等后续相关内容时，就再次可以通过启发式教学由学生自己找到答案了。又如在讲解土的极限平衡条件时，设置问题“土处于极限平衡状态时，水平方向的应力如何变化，如果要防止水平方向土体发生变形，最常用的方法是什么呢？”，启发学生思考，通过学生讨论引出挡土墙，然后提问，挡土墙上面会受到多大的土的压力呢？这样学生对挡土墙土压力有了一定的认识。有了这些铺垫，老师在后面讲解土压力内容时，就再次可以通过启发式教学由学生自己找到答案了。

3 建立良好的师生关系

要搞好启发式教学，离不开学生主动学习和主动回答问题。土力学课程前后内容联系密切，如果学生前面的知识没学好，后面就可能听不懂老师讲课内容了，从而就会逐渐失去学习兴趣，产生厌学甚至弃学情况。因此，老师应经常与学生交流，及时了解学生的学习情况，了解学生学习中的困难，使自己成为学生的朋友。这样学生学习中遇到问题时才会主动问老师，老师才能掌握学生教学反馈并及时调整教学内容，及时解决学生学习中的问题，保证自己教完的内容，学生有一个很好地掌握。通过与学生交流，了解学生学习诉求，及时补充土力学领域学生感兴趣的最新的研究成果和行业发展情况。如给学生展示世界最高的大楼，启发学生高楼建筑的难点在哪里？讲述我国最近建成的最长的桥梁以及隧道等等，启发学生那些是土力学中要解决的难题，进一步拉近与学生的距离，激发学生学习兴趣。通过建立良好的师生关系，老师就能更好地掌握学生学习现状，更好地设置启发式教学的内容，学生才会学有所得，才会有兴趣学习，才会主动去学，才会主动回答老师的问题，才能保证老师启，学生能发，进而达到启发式教学的真正目的。

4 结 语

土力学是一门年轻的学科，土力学具有内容多、概念多、内容杂及前后联系紧密等特点，如果不能激发学生的学习兴趣，让学生主动去学，是很难取得好的教学效果的。在土力学教学中，启发式教学应突出工程应用，以学生为主体，与学生建立良好关系、应注重前后内容衔接，做到有启有发，以激发起学生的学习兴趣和主动性，以取得良好的教学效果。