土力学课程教学方法的探讨

2011-11-16 06:55毕庆涛胡金虎黄志全
关键词:土力学力学多媒体

毕庆涛,胡金虎,黄志全

(华北水利水电学院资源与环境学院,河南郑州450011)

土力学课程教学方法的探讨

毕庆涛,胡金虎,黄志全

(华北水利水电学院资源与环境学院,河南郑州450011)

土力学课程是土木工程类专业的专业基础课,在专业知识体系中占据着重要的位置。土力学知识点繁杂,体系庞大,教师要把握住土力学的核心理论,使学生明白知识的系统性,抓住重点。

系统性;核心理论;教材选用

土力学是土木、交通、水利、港口、地质、工程力学类等专业的专业基础课程,也是农业、工程管理类等有关专业的专业基础课程,它在学生的专业课程体系里占据着重要的位置,是学生后续课程的重要基础。因此,土力学的教学就显得尤为重要。

一、课程内容与特点

大学本科一般是在三年级上学期开设土力学这门课程。虽然在这之前,学生学习过理论力学、材料力学等力学类课程,但是在面对土力学时,仍然常常不知所措,觉得很难。有很多学生甚至觉得土力学不能算作一门力学学科,因为他们找不到与经典力学能够衔接的地方,难以寻觅到力学的影子。有学生说土力学和土质学课程差不多,没有什么力学理论。还有学生觉得土力学课程知识很散碎,没有一条主线,给人云遮雾绕的感觉。

因此,在土力学课程的教学中,要注意到土力学学科的特点,梳理出课程内容的知识主线,让学生非常清晰地看到土力学内容的全貌,这对于引导学生的兴趣,建立学生学习的信心很有帮助。

图1是本科生土力学课程的知识体系。从图1可以看出,土力学最核心的理论就是有效应力原理和渗流固结理论,这两个理论是土力学独立成为一门学科的标志。在教学过程中,要让学生明白,在土力学的理论体系中,除了上面的核心理论之外,其他的理论都可以从弹性力学、塑性力学等力学知识中推理得到。

图1 土力学课程知识体系

二、课程教材的选用

教材是课程教与学的重要知识载体,同时,教材的理论体系是否完整也是衡量一门学科成熟与否的标志。但是,土力学教材的市场却有些怪异。一方面,土力学教材种类在不断创造新高(几乎每一个学校都要出版一本自己的土力学教材);另一方面,高水平的土力学教材少之又少。为何?一个外国土力学学者说过,“中国的教材只要买一本就可以了,其他都一样”[1](P179-182)。国内的大多数土力学教材千篇一律,内容大多雷同。其原因有多种,有认识方面的偏差,许多人认为编教材与写专著不同,无需创造性劳动,只需“复制+粘贴”即可,随手拈来,整章节地抄写别的教材。也有体制方面的缺陷,由于晋升职称的教师必须出书,于是催生出来很多教材的“双胞胎兄弟”。不过,更为严重的是,这些复制出来的教材常常还有很多错误的地方。

选用一本高水平的教材,对于课程的教学非常重要,学生将受益无穷。目前国内出版的本科土力学教材,就其内容的广度、深度、结构体系以及表述特点而言,陈仲颐教授等人编著,清华大学出版社出版的《土力学》当属最优秀的教材之一。全书注重述理,深度适当,对某些问题又有其新颖独特的见解[2]。卢廷浩教授主编,河海大学出版社出版的《土力学》也是非常优秀的一本教材。

三、教学方法的探索

(一)教学系统性

对土力学课程,学生普遍感觉知识点较多,各部分内容缺乏联系,没有系统性,学习起来不得要领。这源于教师上课的时候,未将整个课程知识体系串联起来,给学生一个通观认识。

以河海大学卢廷浩教授主编的《土力学》为例。第一章“土的物理性质和工程分类”,是整个课程的基础和主线;第二章“土体应力计算”,是后面强度、渗透、变性问题的先导;第三章“土的渗透性”、第四章“土的压缩性和地基沉降”、第五章“土的抗剪强度”,是整个课程的三大理论,为主体内容;第六章“挡土结构物上的土压力”、第七章“边坡稳定分析”、第八章“地继承载力”,是土力学三大理论的具体应用。教师在授课时,一定要注意到各个章节的关联性。比如,讲到第六章第三节“郎肯主被动土压力”的具体计算公式时,一定要与第五章第二节“中土的极限平衡条件”联系起来,使学生明白二者的本质联系。

(二)利用好多媒体

如今,多媒体作为一个要素被引入到传统的以“教师、学生和教材”为主的教学系统当中,并应用于课堂教学,收到了良好的教学效果。尤其是在工程类课程当中,有时教师几分钟的语言描述不如一张图片、一个flash动画来得直观、深刻。但是,当前很多年轻教师过分地依赖多媒体,自己变成放映员和解说员,这无疑会增大课堂容量,但忽视了课堂教学中学生的主体地位、教师的主导作用、师生之间的情感交流,学生和老师就会感觉被课件牵着鼻子走,没有足够的反思时间,从而也得不到思想上的升华,这不符合学生的认知规律;同时,多媒体课件也影响板书的整体性,本来一节课结束,通过板书就可回顾整堂课的重点,但多媒体由于屏幕限制,只能分项显示。所以,教师应把多媒体定位为教学的辅助手段,把一些重要的、不太容易用语言讲解的知识用多媒体展示出来。

四、结语

在土力学课程的教学中,要注重知识的系统性,捋清课程内容的知识主线,将整个课程体系串联起来,给学生一个通观认识,让学生非常清晰地看到土力学内容的全貌,这有利于增强学生学习的信心。另外,选用高质量的教材,结合多媒体讲解理论的工程背景,也会提高土力学课程教学的效果。

[1]刘滔,刘明振,罗云.土木工程本科土力学教与学点滴体会[A].第一届全国土力学教学研讨会论文集[C].北京:人民交通出版社,2006.

[2]张永谋,王旭.清华《土力学》之我见[J].兰州交通大学学报,2005,(24).

Exploration on Know ledge Framework and Education of Soil Mechanics Curriculum

BIQing-tao HU Jin-hu,HUANG Zhi-quan
(School of Resources and Environmental,North China University ofWater Resources and Electric Power,Zhengzhou450011,China)

Soilmechanics curriculu Mis the primary course of civil engineering,and the knowledge is the foundation of other curricula.There are many theories and formula in soilmechanics knowledge framework,so as tomake student hold the keystone and understand the systematicness of the theory,it should instruct the core theory that is effective stress principle clearly.

Systematicness;Core theory;Textbook selection

G642.0

A

1008—4444(2011)04—0182—02

2011-05-28

华北水利水电学院高层次人才引进科研基金(001273)

毕庆涛(1980—),男,河南罗山人,华北水利水电学院资源与环境学院讲师,博士。

(责任编辑:王菊芹)

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