基于执业资格考试的“土力学”教学改革探索

摘 要：土木工程专业的“土力学”课程是一门概念和力学计算并重的课程，传统教学中学生学习起来倍感吃力，又感到枯燥无趣。但“土力学”是土木工程专业资格考试——注册土木工程师（岩土）执业资格考试的基础内容，因此，针对应用型本科院校的学生特点，将注册岩土工程师考试的考试精髓灌注到“土力学”教学中去，并以此为依托对“土力学”教学思路和教学重点进行改革，以达到学以致用，并为学生将来的职业发展打好坚实基础。

关键词：土力学；执业资格考试；教学改革

作者简介：孙倩，南京航空航天大学金城学院土木工程系讲师，硕士。研究方向：岩土工程等。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2018）02-0022-02

“土力学”课程是土木工程专业的一门专业基础课和必修课，是岩土工程方向的核心课程，是将固体力学和流体力学等学科的基本原理应用于土体的一门应用学科。“万丈高楼平地起”，“土力学”是评价地基土体和各种土工构筑物的变形及稳定性的实用学科，也是一门实践性、应用性很强的课程。随着我国的工程建设不断向着“深、大、高”的方向发展，由于土质不良而导致的岩土工程问题越来越多，造成了很多严重的工程事故。随着地下工程的大力发展和地上工程的愈来愈复杂化、大型化，“土力学”的地位日益重要，“土力学”也已经成为土木工程、水利等专业的一门重要基础课。在这种形势下，“土力学”课程的重要性越来越突出，“土力学”的课程内容也需要向工程实践应用不断拓展。

“土质学”与“土力学”作为岩土工程方向的核心和基础课程，与其紧密相关的执业资格考试——注册岩土工程师考试，在土木工程建设中扮演着越来越重要的地位。随着国家地下空间的不断发展和大规模基础建设的不断进行，注册岩土工程师的需求日益强烈，而“土质学”与“土力学”是注册岩土工程师基础考试和专业考试的重要内容。因此，以注册岩土工程师考试为导向，对“土质学”与“土力学”课程进行教学研究和改革，将课程教学与应用前沿紧密结合，锻炼学生学以致用的本领，激发学生的学习兴趣，同时为学生以后的注册岩土工程考试打下坚实的基础，有利于学生未来的职业发展。

一、课堂教学改革

目前“土力学”课堂实际教学中存在一些问题，总结如下：

1. 课程知识点多并且零散

“土质学”与“土力学”研究内容较多，不光要学习土的物理和力学性质，还要分析土的强度、渗透、变形、整体稳定性等问题，需要掌握的概念和理论较多。如何对这些知识点进行整合，理顺各个知识点间的逻辑关系，提高学生对课程知识体系的整体把握至关重要。

2. 计算较多并且难度大

土作为天然的、不连续的三相堆积物，其物理力学性质复杂，针对工程问题进行计算时不光要进行各种假设，还要根据实验和工程实践经验进行修正，计算步骤多、工作量大。因此，在教学中让学生保持思路清晰、“知其然并知其所以然”就显得格外重要。

3. 传统教学模式难以激发学生的学习热情

“土力学”作为一门力学课，在教学中很容易陷入晦涩难懂的理论中，学生也经常会为了学而学，学习兴趣降低，教学效果差强人意。而改变教学思路，改进教学方法，树立正确的教学理念，激发学生的学习兴趣，会产生事半功倍的效果。

二、改革措施

总的来说， “土力学”是一门概念和力学计算并重的课程，教學中学生普遍反映课程难度较大，往往概念还没有完全理解就要开始进行复杂的计算。针对这些问题，“土力学”课堂教学应进行如下改革：

1. 精炼教学内容

针对应用型本科院校的学生特点，在实际教学中弱化部分枯燥且工程实践中无法直接应用的理论研究，强化公式的实际应用，让学生感受到这是一门涉及常见工程问题，用科学知识解决实际工程的有用学科，而不是枯燥的力学课。因此，教学中需结合注册岩土工程师的考试内容，加强“土力学”的工程应用教学。比如，黏土矿物的晶体结构、土粒间的相互作用、土的结构等偏细观理论分析的地方，在教学中只做简单介绍；对于公式推导复杂的，如附加应力的计算公式推导、不同土的临界水力梯度的公式推导等，只需介绍推导过程的思路、理论来源等情况，让学生理解公式整体推导过程，而不必拘泥于具体计算步骤，从宏观上把握知识点，并强调其最终应用方向和应用的计算方法。

2. 调整概念背诵和计算的比重

“土力学”中概念很多，要求学生背诵还是不背？这是一个问题。但是，根据注册岩土工程师考试的情况，基础考试为闭卷考试，考试题型全部为选择题；而专业考试为开卷考试，考生可以携带正规出版社出版的规范和参考书，因此概念的背诵并不是重点，重点在于概念的理解和掌握。但并不能因为降低对概念的背诵而弱化对概念的讲解，基本概念的掌握还是非常重要的，是后面计算的基石。因此，在课堂教学中要强化学生对概念的理解，通过工程应用介绍和计算加深学生对概念的掌握，加大各种题型的讲解，使得知识点之间能够融会贯通，而不是死记硬背。

3. 教学方式多样化，注重实践教学

“土力学”每一章会讲解土的某一个方面的性质，有的基础理论较多，有的计算较多，有的还涉及实验。因此，针对不同章节特点，采用不同的教学方法，包括图片、视频等视觉强化、启发式教学、讨论式教学等。不过“土力学”每一章的知识最终都是为了解决实际工程中土的某个问题而采取的研究，因此每一章的知识点都通过常见或典型的工程实例引入，深入浅出，从理论到实际，把一个个看似晦涩难懂但很重要的概念转化为实用的知识点，让学生不光知其然，并能知其所以然，这样对每一章内容的理解都可以高屋建瓴。比如：土压力可以跟基坑支护工程、楼倒倒事故等结合起来；土的渗透跟美国Teton坝事故、大坝渗漏、降排水工程等结合起来；土中应力和土的压缩放到一起，解释其在工程中地基沉降量计算中各自扮演的作用，等等。

三、课堂及课后练习题改革

“土力学”作为力学课，需要进行大量的计算，因此需要的例题和练习题都特别多。课堂例题和课后习题是“土力学”学习中非常重要的一环，一方面可以加深学生对基础理论的理解，巩固学习效果，另一方面可以锻炼学生利用该理论进行工程应用的能力。目前各个不同版本的教材提供的例题和课后练习题都千篇一律，考察的知识点都比较死板且有一定局限性。反观注册岩土工程师考试的内容，题目设置更加贴近工程实际，且题目内容灵活多变，在“土力学”教学中是值得借鉴和学习的。因此，“土力学”的课堂及课后练习题主要进行如下改革：

首先，根据题目难度和考察内容，将课堂例题和课后练习题都分为两大类——基础题和提高题。基础题选择难度较低、知识点考察较单一的题目，历年的教材和多年的教学中已经积累了很多此类题目。基础题适用于每个知识点讲完后的巩固和练习，因为涉及知识点单一，学生可以迅速上手，利用刚学习的知识来顺利解题，同时加深对新知识点的理解。但是光练习基础题，知识点之间的交叉应用和融会贯通还无法做到，因此提高题的设计非常必要。这部分题目可以从注册岩土工程师考试的庞大习题集中获得，选择土力学方向难度适中的若干题目，主要考查知识点，按照章节分类。这部分题目比基础题难一些，不似基础题有固定的模式，考察方式更加灵活，并且都和工程实际应用相关，学生在做题的过程中可以体会到理论知识如何在工程实践中应用。因此，学生掌握基础题之后，进行提高题的讲解和练习非常有必要。提高题有的设计知识点较多，可以放在每章结束后，或某方向知识点讲完后进行练习。一方面加深了知识点的理解和应用，另一方面为学生将来工作后参加执业考试打下坚实基础。

其次，根据工程案例，设计部分工程案例计算。这部分题目可以基于课堂上引入的典型工程实例来进行简化分析。比如，挡土墙上的土压力，可以结合楼倒倒事故设置参数，进行土压力计算，分析楼倒塌的原因和受力大小；地基破坏，结合加拿大特朗斯康谷仓，设置土层参数，计算抗剪强度，分析土层状态等。这些案例教学有利于提高学生分析与解决问题的能力，真正做到学以致用。

通过多年“土力学”的教学实践，结合“土力学”的课程特点，在课堂教学和习题设置上参考注册岩土工程师考试的人才培养思路和考核方法，将本科教学的内容和执业资格考试的内容结合起来，真正贯彻应用型本科教学的应用精神，激发学生的学习兴趣，提高学生的分析、解决实际问题的能力，同时也为学生将来的职业发展打好坚实基础。

参考文献：

[1] 卢延浩.土力学（第二版）[M].南京：河海大学出版社，2005.

[2] 李广信.奇谈怪论土力学[J].岩土工程界，2003，6（8）：24-26.

[3] 熊浩.巖土工程类课程案例教学方法探索[J].高等建筑教育，2017，26（4）：64-66.

（编辑：秦俊嫄）