基于大土木工程观的土力学与地基基础课程改革

【摘要】基于大土木工程观，结合土力学与地基基础课程的特点，从教学内容、教材建设、教学方法、教学手段、师资队伍、实践教学等方面提出课程改革的建议。

【关键词】土力学与地基基础课程改革大土木

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）03C-0087-02

土力学与地基基础是大土木工程的一门通用的专业基础课。该课程的主要特点是内容丰富，应用广泛，但连贯性差，公式多，涉及学科多，假设条件多，知识体系松散。此外，答案往往不是唯一的，对同一个问题，可以有多种答案。而高职学生本身理科基础普遍较差，抽象思维能力和分析推导能力相对较弱，要在短短的64课时内掌握如此多的内容，还要考虑到不同的试验方法有不同的适用情况，难度可想而知。因此，如何根据高职学生的认知基础、接收能力和土力学的学科特点，在有限的课时内把知识讲活，并能联系实际工程，拓宽到其他工程领域，是该课程教师普遍关注的问题。本文基于大土木工程观，探讨土力学与地基基础课程的改革。

一、从绪论入手。提高学生的学习兴趣

“兴趣是最好的老师”，要从第一次课就吸引学生的注意，激发学生学习的兴趣，让学生由被动接受知识到主动求知。在上绪论时，可以首先提出问题：为什么学习该课程？本课程在大土木工程中的作用是什么？土力学理论掌握不好会带来什么严重后果？同时，介绍本地区地基基础工程成败的实例和国内外人们熟知的工程案例，如加拿大特朗斯康谷仓地基破坏的原因和处理方法、苏州虎丘塔和意大利比萨斜塔的倾斜原因和加固措施、美国Teton坝溃坝的整个过程，以上案例可归结为与土有关的强度问题、变形问题和渗透问题。这就使学生认识到土力学作为地基基础的理论基础，掌握其基本原理的必要性；基础作为建筑物的根基，在工程中的重要性。另外，地基基础工期长，通常占总工期的20%以上，造价高，可达总造价的30%，这些数据也会提高学生对课程的重视程度进而产生学习愿望。

二、基本大土木工程观，注重教材建设

教材是学生获取知识的主要途径之一，也是高职教育教学中的重要组成部分。目前，市场上土力学与地基基础的教材有几十种，大部分是按照各专业规范编写，摘录大段规范，专业特色非常明显。这样的教材学与用结合紧密，规范讲什么，就教什么，短期效果明显。但从长远看，学建筑的不懂高承台桩，学路桥的不明白弹性地基梁板。而市场经济下的学生面对的是土木工程各个领域，如通过对广西交通职业技术学院建筑工程技术2007级、2008级毕业生的跟踪调查，发现有近四分之一的毕业生未从事建筑行业，而是转向公路、铁路、市政等其他工程领域。其中，毕业生的反馈意见中提到：土力学知识应用广泛，但由于使用的规范不同，建筑依据的是《建筑地基基础设计规范》，路桥依据的是《公路桥涵地基与基础设计规范》，就出现了在专业术语、基本概念、计算参数和评定标准等方面的矛盾。还有，国家规范每10年左右修订一次，规范变化了，教材落伍了，要重新进行修订，但教材的修订总是滞后几年，常常出现在学校学的是老规范，在工地上用的是新规范。这就是现行教材与规范联系太紧密而忽略了基本理论教育的后果。

因此，教材的编写要基于大土木工程观，考虑到土力学与地基基础课程是一门大土木工程的专业基础课，内容上应面向工程共性，不应以某本规范为依据编写，要注重基本概念、基本方法和基本原理的教育。基本原理清楚了，“万变不离其宗”，不论规范如何变化，都可以从容应对，使学生具备较强的工程适应性。但同时也要考虑到高职学生理论基础比较薄、接受能力比较差的特点，还需要引入典型的工程案例对所学进行说明，帮助学生更好地掌握基本原理，理解各行业标准的异同。

三、运用多种教学方法，优化教学手段

在课程教学中，应针对不同的章节，不同的教学内容，采用不同的教学方法。探索传统黑板教学、多媒体教学、项目化教学及启发一发现式教学等多种教学方法结合的立体式教学模式。

第一，多媒体和黑板并行。多媒体课件把教学内容直观地展现在学生面前，能节约时间，丰富教学内容，增加信息量，弥补单纯理论教学的不足。如在讲土压力时，通过动画，可以很清楚地看出主动土压力和被动土压力中挡土墙的移动方向，帮助学生掌握两种土压力的概念；在讲到边坡时，通过播放某基坑边坡坍塌过程的录像，使学生对边坡的重要性产生深刻的认识。而在经典理论知识的讲解中，还是要发挥黑板教学的优势，采用板书推导重要公式。这种板书与多媒体相结合的教学方式，能够提高教学效率，加深学生印象。

第二，项目化教学。以项目为载体，充分调动学生学习的积极性。如第一章土的物理性质和土的工程分类，指标多，难以记忆，容易混淆，很多学生直到课程结束还没有搞清楚。所以，在上本章内容前，先介绍一份学生宿舍楼勘察报告，通过勘察报告介绍指标含义、表达符号和适用范围。再让学生对宿舍楼周围的地形及地面的土进行观察，这样就可以加深学生对指标的记忆和理解，同时也可以培养学生现场调查的能力。而在地基处理教学中，选择典型的工程案例，介绍各种地基处理方法及其加固机理、施工步骤、质量检验；选择失败的工程项目，说明地基处理方法的适用范围和局限性、工程中的不确定性和地域性。

第三，启发一发现式教学。将启发法与发现法结合起来贯穿于教学全过程。从教师的教学方面看，是启发法，引导学生积极思考，教师不仅是“传道、授业、解惑”，还要是一个引导者，通过创建符合教学内容的情境，使学生跟随授课内容进行思考；从学生的学习方面看，是发现法，学生要在教师的引导下去发现；从“教”与“学”两方面看，是启发一发现式教学。启发一发现式教学是培养学生创造性思维的一种好方法，培养学生科学的学习方法和继续学习的能力。

第四，现场教学。由于地基基础属于隐蔽工程，很难看到建筑物的基础，因此，在施工条件允许的情况下，应尽量组织现场教学。如在学习桩基检测时，带领学生到校企合作共建生产性实训基地，了解基桩检测仪器，操作过程和数据处理方法等；在学习浅基础和桩基施工时，结合现场讲解基础的构造和施工方法，既使学生掌握先进技术，又激发学生学习的动力。但由于教学安排的固定性和工程的不确定性，并不是每一届学生都可以找到合适的工地进行现场教学。为了弥补这种缺陷，可以充分利用现代化教学手段，按照大纲需求制作精美的多媒体教学课件，通过图片、动画和施工录像将基础施工和试验过程展现出来。

四、“引进来、走出去”。构建“工程型”教学团队

教师能力的高低是教学成败的关键。作为高职教师，不仅要有扎实的理论基础，还应有丰富的工程经验。大多数高职院校的教师是本科院校的毕业生，有理论，但较缺乏实践。因此，应对教师进行培训。例如，广西交通职业技术学院定期对专业教师进行培训，选派中青年教师“走出去”，深入企业进行轮岗、顶岗锻炼，从课堂走向工地，直接参与生产实践，紧跟行业发展，从工程中找寻适合教学的项目，提炼出学生应掌握的知识点，进行针对性的教学，提高教学效果。此外，还鼓励教师参加注册岩土工程师执业资格考试，考试内容涉及建筑、路桥、港口、水利、地下工程等几十本行业规范，通过复习考试，帮助教师学习行业标准，扩充知识体系，有利于“大土木”教学。通过“引进来”，聘请高级工程技术人员担任兼职教师，将他们的工作经验和生产实践传授给学生和青年教师。

五、加强实践教学。开放实验室

实验教学是本课程教学的重要环节之一，土的基本指标即密度、比重、含水量、液塑限、压缩系数、压缩模量、凝聚力、内摩擦角等，都是通过实验测定的。所以，，在进行基础理论知识教学的同时，也要注意实验教学的改革。以前的实验课就像工人在生产线上生产产品一样，教师先分好组，再把实验内容、操作步骤、数据处理、报告形式讲清楚，学生只是按照教师的设定机械地完成操作，上交实验报告，就算完成整个实验教学，并没有经过独立的思考。针对这种情况，教师可以提前布置实验内容，学院开放实验室让学生利用业余时间熟悉实验设备，根据实验指导书进行预习。在实验课上，教师只作重难点讲解，其他的则由学生自己动手完成，教师只起到指导和监督的作用，并记录学生的实验参与过程，以此作为实验成绩评定的依据，鼓励数据不合理的学生重做实验，以此培养学生严谨细致的工作态度。同时，在实验内容方面，也应做到优化，在开设验证性试验的基础上，开辟设计性、综合性等提高性实验。

六、开展具有地方特色的教学活动

我国幅员辽阔，不同的地理环境、气候条件、地质历史，使各地土质具有不同的特征，如东北冻土分布广泛，黄土高原湿陷性黄土居多，膨胀土遍布广西境内。因此，各地区地基处理的方法、基础的类型存在一定的差异。在教学过程中。可以结合当地地质条件开展具有地方特色的教学活动。

综上所述，土力学与地基基础课程改革应考虑不同专业的共同点与差异性，注重基础理论教育，考虑实际工程应用，运用多种教学方法和教学手段，在有限的课时内让学生既能学到土力学基础知识，又能运用基本理论分析和解决实际问题。