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摘要:根据地方应用型本科院校土力学课程教学现状,对课程内容安排、教学方法选择和学习兴趣培养等方面存在的问题进行了分析和探讨,并结合应用型人才培养目标和自身课程教学实践,提出了相应的教学改革方法和措施,旨在提升土力学课程教学质量,强化学生工程素养,培养优秀工程技术人才。
关键词:应用型;土力学;教学改革;实践
本文引用格式:陈亚东.应用型本科院校土力学课程教学改革思考[J].教育现代化,2019,6(31):85-86.
土力学是一门研究土体强度、变形和渗流等问题的应用学科,是工程力学的一个分支[1-2]。土力学具有很强的理论性和实践性,强调实用性、技术性和科学性的统一,是土木工程、水利工程、桥隧工程、港口与海洋工程等专业的一门专业基础课[3]。随着经济和社会的快速发展,国内外新建了大量的高层建筑、特大桥梁和地铁隧道等,新的土力学技术问题与挑战不断涌现,更加凸显了加强课程教学改革的重要性。
然而,在应用型本科院校的土力学课程教学过程中,尚存在一些共性问题,主要反映在教师的“教”和学生的“学”方面,这些问题降低了课程教学效果,难以真正培养出具有较好理论基础和实践能力的应用型工程技术人才,急需进行有针对性的课程教学改革。
一 土力学课程教学中存在的问题
(一)教学内容众多
在本科教学阶段,土力学课程教学内容通常包括:土的物理性质及分类、土中渗流、土中应力计算、土的压缩性及沉降计算、土的抗剪强度、土压力与挡土墙及地基承载力等[4-5],既涉及到理论公式推导,又涉及到众多工程概念,同时为贯彻落实“厚基础、宽口径”的人才培养模式,人才培养方案中增设了较多的基础课程,从而明显压缩了专业基础课的学时,如何在较短的理论和实践教学课时内让学生较好地掌握土力学授课内容,是每一位土力学授课老师需要思考和面对的现实问题。
(二)教学模式单一
在目前的土力学课程教学过程中,由于课时数较少和教学内容众多的原因,很多教师多以多媒体授课方式为主(PPT)进行土力学理论知识的讲解,授课速度较快,板书内容偏少,与学生之间的互动交流不够,授课过程相对单一,课堂表现力显现不足,若学生没有做好预习工作,很难适应这样的授课模式,对于知识点的理解亦较为困难,从而影响到土力学课程的实际教学效果。
(三)实践教学质量不高
实践教学是培养学生综合素质和实践能力的重要环节,在土力学教学过程中普遍存在着重理论教学而轻实践教学问题。目前应用型本科院校实验实践环节通常安排8学时,包含的基本实验有:密度含水量试验、粘性土液塑限试验、压缩试验、直剪试验,但由于受到开设条件的影响,同组学生人数普遍偏多,实验操作时间偏短,个别实验仅能作基本演示,实践教学流于形式,实验过程管理不善,学生应付现象时有发生,无法让每位同学得到实践锻炼的机会,实践教学的质量无法得到有效保障。
(四)学生学习兴趣不浓
传统的课堂讲解和课后练习模式,无法充分调动学生学习的积极性,也无法激发学生的互动热情[6]。另外,由于土力学不同章节内容和知识点较为独立,与前序课程的关联亦不够紧密,课程横向跨度较大,且众多概念和知识点较为抽象,学生在学习过程中客观上存在一定难度。作者所在的地方本科院校,因各种原因生源的质量有所下降,大部分学生在高等数学、力学课程方面的基本功不够扎实,亦加大了课程学习的难度。受上述几方面因素的影响,学生在总体上表现为学习兴趣不够浓厚,课程考核的结果反映出学生土力学专业知识掌握不扎实,应用所学知识分析问题和解决问题的能力不强。
二 土力学课程教学改革措施
(一)优化整合课程教学内容
土力学课程涉及土的强度、变形和渗流等内容,如仅考虑授课的全面性,有限的课时无法顺利完成授课内容。因此,授课教师必须对教学内容进行优化整合,注重基本概念和原理,做到重点突出,思路清晰,并结合工程案例进行知识点的讲解,提高学生利用所学土力学概念和原理解决工程问题的能力。土力学课程教学中有大量复杂的理论公式推导(如土中应力、太沙基一维修固结理论、土压力计算等),该部分内容主要是为了体现教材的完整性和系统性,对于地方应用型本科院校学生而言,这些理论公式推导过程的讲解可以适当弱化,但这些理论公式的基本假定和适用条件必须厘清并可靠掌握。
(二)丰富课程教学方法
当前土力学课程授课主要以多媒体结合板书为主要教学手段,众多的理论分析、原位试验和经验总结使得学生在课堂上无法完成高质量学习,这种传统的教学手段已经无法适应应用型本科院校的教学现状,使得教学质量呈现下降趋势。因此,可以通过建立课程组,充分发挥课程组中各位教师特长,协同收集和精心制作土力学各主要章节的视频、多媒体课件、实验动画以及案例库,建立并完善网络课程,为学生自主学习提供便利,网络课程提供互动和测验模块,增加理论教学的趣味性和挑战性,并作为课程考核内容一部分,以充分调动学生的学习积极性。
(三)加强现场教学和案例教学
现场教学和案例教学有利于学生对于土力学理论知识的理解和掌握,激发学生学习兴趣,增强学生分析问题和解决问题的能力。选取的工程案例要源于工程实际,注重案例的质量和内容,要具有典型性、真实性和时效性,只有这样才能建立所学概念、方法、原理与工程实践之间的关联性,从而有利于学生对于相关知识点的理解和掌握,也才能提高学生解决实际工程问题的能力。比如,在讲授土的组成及分类时,可以将相关原生矿物以及现场钻取的原状土样在课堂上以图片或实物形式进行展示,增加学生的感性认识,拉近学生与课程的距离;在讲授土中渗流时,将Teton坝的溃坝过程用动画形式进行展示,增加视觉冲击;在讲授土的沉降时,可以引入比萨斜塔或虎丘塔的倾斜问题,引导学生思考发生不均匀沉降的原因;在讲授地基承载力时,可以结合相关科研成果,播放浅基础模型在竖向加载条件下的破坏视频,增进对于土体破坏过程和破坏本质的理解。
(四)改进课程考核方式
土力学课程的成绩可以根据考试成绩、土工试验成绩、课后作业和在线测验构成。其中,期末考试侧重于基本的土力学概念、原理和方法的理解和掌握,题型彰显应用能力培养导向。土工试验和课后作业分小组进行,小组成员协同完成并相互进行评分。在线小测验在课程建设网站上进行,选取5-7个课程教学中的重点和难点进行考查。这种综合的考评模式可以提高学生的学习兴趣,调动学生参与实践环节的积极性,培养团队协作精神。
三总结
土力学课程作为土建类相关专业的一门重要的专业基础课,其传统的课程教学模式存在不合理之处,推进其教学改革是应用型人才培养的迫切需要。土力学课程既呈现理论性特征,又具有一定的经验性,在课程教学中应从教学内容、教学方法和课程考核等方面进行改革探索,充分调动学生学习的主动性,培养学生的实践操作和工程应用能力,最终实现应用型人才培养目标。
参考文献
[1]余明东.基于工程应用的土力学课程教学改革与实践[J].高等建筑教育,2015,24(5):56-59.
[2]王安辉,余沛,张智慧.应用型本科土力学教学改革探索与实践[J].科教文汇(中旬刊),2016,4:58-59.
[3]童立红.土力学课程教学存在的问题及改革措施[J].西部素质教育,2017,3(20):166-167.
[4]王蕊,陈葶葶.应用型本科土力学教学方法的探讨[J].中国电力教育,2014,5:152-153.
[5]黎春林.土力学应用型人才培养教学实践研究[J].铜陵学院学报,2011,10(1):112-113.
[6]师旭超.在土力学教学中培养学生的创新能力[J].中国电力教育,2009,18:101-102.
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