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摘要：“土力学”是岩土工程的理论基础，是一门非常重要的专业基础课。“土力学”教学的内容和模式等应与时俱进，以满足创新型人才培养的时代需求。借助多种教学模式，培养学生学习的兴趣，调动学生的积极性，同时加强实践教学，训练学生解决实际问题的能力。通过开设综合性实验、组建科研创新团队等方式，培养并提高学生的创新能力。
关键词：土力学；教学方法；实践；创新
作者简介：吴礼舟（1975-），男，安徽安庆人，成都理工大学环境与土木工程学院，副教授，工学博士，主要研究方向：岩土工程科研教学。（四川 成都 610059）
“土力学”是土木工程专业重要的专业基础课，具有极其重要的地位。“土力学”与“岩石力学”和“工程地质”一起并称为岩土工程的三门专业基础课。“土力学”覆盖土木工程专业下属的建筑工程、道路与桥梁工程、岩土工程及工程管理等专业方向。它也是勘查技术与工程等专业必开的专业基础课。土力学是岩土力学的重要组成部分，用以研究土的应力、变形、强度、土压力和稳定性以及与此相关的工程问题，也是联系一般基础课和专业课的纽带。“土力学”不仅是构筑专业课程结构与知识体系的核心课程之一，对夯实学生专业基础也具有重要意义。
一、课程性质与特色
土力学的研究对象是土。土是地壳岩石经过漫长的风化后所产生的碎散矿物集合体，是地质历史的产物。由于不同地区、不同深度、不同地点土的工程性质千差万别，导致土的复杂性、易变性。土是多孔、多相不连续的介质。土骨架孔隙由水和空气充填，不同历史条件下形成的土，其固、液、气三相之间不同的比例关系及其相互作用导致了土有着极其复杂的物理、力学性质。因此，土的碎散性、多相性和地质历史形成的变异性是土区别于其他一切介质的三个特性。[1]
这三个理论构成土力学的骨架，是目前解决土工问题的理论基础，也是“土力学”的教学重点。[1]运用这三个重要的理论成果，可以解决土的强度、变形和渗透这三大工程问题。地基破坏引起的建筑物的倒塌、边坡失稳、地质灾害的滑坡与泥石流、地震液化等都属于土的强度问题。土的变形主要源于在外力作用下，土粒的相对位移，造成土体体积的压缩和剪胀变形。土的变形问题有建筑物的开裂、路基的沉降、土石坝的变形与开裂等。水对土的性质的影响非常大，土体中的渗流变形会成为基坑倒塌，堤坝溃决等的主要因素。
土力学理论经过近一个世纪的发展，已经取得了巨大的进步。Terzaghi被公认为经典土力学理论的奠基人。Terzaghi经典土力学的理论是基于经验和宏观现象学的认识而建立的，它缺少严格的理论基础，该理论基本是饱和土力学的理论，难以描述非饱和土的力学性质。Roscoe等人建立了临界土力学的理论和剑桥模型，这一理论提供了一个理论框架，深化了对土力学的认识和理解。
土力学发展至今，其理论基础仍然很不完善，仍处于半理论、半经验的发展阶段。其具体体现就是：渗流与变形和强度无联系，渗流与变形的理论分别是根据不同的假定而建立的，土力学各章节之间缺少有机的和统一的理论基础；经验公式和方法还随处可见；经验、工程判断还继续发挥重要的作用。[2,3]虽然现代土力学的发展进一步完善了土力学的理论基础，但这种发展与变化仍然没有从根本上改变上述状况，土力学统一和完备的理论基础仍有待于研究和发展。
二、“土力学”教学注重实践
“土力学”是一门实践性、应用性很强的课程。实践环节是学生理解土力学基本概念，检验土力学基本原理，探讨土力学工程应用的主要途径。[4]实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台，也是构建具有专业特色的土力学教学体系的最重要方面。
土力学实验是土木工程课程中的重要内容之一。通过提高实验教学的质量，加强学生在土力学实验教学中善动脑、勤动手，创造性地运用所学知识完成实验教学内容，能够培养学生的综合能力、创新能力、独立工作能力、分析问题的能力以及团队合作的能力。
土力学向来强调试验并且注重实践。土体的变形和稳定是工程建设中遇到的主要问题。“土力学”课程中所介绍的基本原理和方法在各个工程中都有体现和应用。同时土力学又依赖经验，土力学中有相当一部分公式都是根据人们长期的工程实践总结出来的经验公式，在一些理论公式中也往往引入一些经验系数，或者是某些参数的确定依赖于经验。
单一的室内验证性实验，能起到巩固学生所学知识的作用，但约束了学生的思维，不利于培养学生创新意识。开设综合性实验应是一种训练创新能力的有效方法。综合性实验是学生综合应用所学理论知识和实验知识的过程，具有选题目标明确、实验设备条件一定和实验方法不唯一的特点。在学生完成了所有的单项实验，既具备了基础认识，又有了一定的动手能力后，再由指导教师设计一个综合性实验题目或学生自主设计其感兴趣的实验项目。通过这样的综合性实验不仅把土力学中的相关内容进行了融会贯通，还能充分挖掘学生的潜力、训练学生的动手能力和培养学生的思维能力。
另外，组织学生参加教师的工程设计项目，并请现场工程师讲解设计和施工的技术要点，让学生对实际工程有较好的感性认识，注重结合书本知识促进相互的理解。同时注重实习，组织学生到生产设计单位进行实习，实习过程中请单位里有经验的工程师传帮带，提高学生现场工程技术水平。让学生在实习中了解工程，加强对课程的理解，培养解决实际问题的能力。
在学习“土力学”这门课时，始终要让学生明白理论、实践和经验是有机的统一体。由于土的复杂性、易变性，解决土力学问题没有统一的答案，具体问题具体分析，这也对从事相关工程的学生提出了更高的要求。教师在教学中应需坚持创新教育，狠抓教学中的实践环节，提高学生解决实际问题的能力。
三、“土力学”教学的改进模式
1.课程内容的更迭
在教学内容选取上，对传统的经典内容加以精选，通过贯通、融合和相互渗透，以减少“土力学”和已学课程间的重叠及罗列现象，这不仅有利于减少教学时数，提高课程的教学效率，而且有利于使学生学会如何寻找事物的内在联系，掌握课程的精华。为加强启发性和研讨性，在每章的最后安排一节“结论和讨论”，安排一些有思考性或研究性的内容。这些内容中，既有前面没有深入阐述的结论，也有推理过程中没有详细涉及的问题，还有讲述内容的可扩展性与可延伸性。[5]
2.教学方式的探索
课堂教学是培养学生创造性思维的主渠道。教学中应注意学生创新意识的培养，设立问题、难点、疑点进行讨论。教学方法应改变传统的“注入式”、“填鸭式”教学为“互动式”、“启发式”等教学。对于每一个知识点，可以提出三个问题，即“是什么、为什么、怎么做”。设疑发问，循循善诱。教师要在课堂上创设问题情境，不断质疑，因为有疑才有思。提出问题后要给学生留出思考的时间，不宜迫不及待地将答案或结论直接给出。设疑的问题主要侧重于一些容易混淆的基本概念，必须掌握的土力学基本原理等。教学方法要灵活多样，将多种方法结合起来使用。
互动也表现为讨论式的教学方法。在课堂上有针对性地留出一部分时间，向学生拟定一些与当堂课教学内容相关的问题进行自由式思考讨论。通过讨论，活跃了课堂教学气氛，帮助学生增强对问题的理解。通过讨论式教学，调动学生学习的主动性，变“被动”为“主动”，变枯燥为有趣。学生也自然而然地将学习内容与具体工程实际联系起来进行讨论，学生学习起来会很感兴趣。采用讨论式的教学方法，有助于形成良好的课堂学习气氛，增强学生学习的主观意识和自学能力，从而调动其学习土力学的积极性和主观能动性，有利于提高学生的语言表达能力和归纳总结能力。
教与学是一个互动式的过程，教师应了解学生对自己教学过程的接受情况，学生初次接触“土力学”课程不可避免地会在学习上遇到许多新问题，对教师的教学也会产生不少的想法，这时需要教师向学生征求对教学过程的改进意见。利用课间休息的时间或者集中答疑的时间，采取以书面形式等问卷调查的方式匿名征求学生就该课程教学效果的问题，让他们提出自己的想法。[6]
四、创新型教学内容的设计
创新精神和创新能力的核心是创造性思维。教师在教学中应努力创设有效的氛围，培养学生的创新意识。
1.改进实验教学，提高学生创造性
实验教学是课堂教学的重要组成部分，目的是通过与课堂教学的密切配合，巩固和扩充课堂传授的理论知识，加深对课堂教学内容的理解；训练科学实验的基本技能和工程实践的基本方法，养成严谨的科学态度和工作作风，培养应用所学理论知识独立分析，解决实际问题的能力和实际动手能力。在实验课上，以学生为主体，教师只作重点、难点讲解，由学生亲自动手完成实验，教师起到指导和监督的作用，并要求学生在较长一段时间内提交实验报告，鼓励实验数据不合理的学生重做实验，以培养他们严谨求实的学习态度。在实验内容方面，也应多开设综合性，设计性实验，培养并提高学生的创新能力。
2.开设学科前沿理论的专题报告
为了让学生们对本学科前沿知识有所了解，教师本人或邀请成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室的客座教授或访问学者，从各自的研究方向出发，介绍自己的研究成果与该研究方向的前沿理论，培养学生参与科学研究的意识与兴趣。在进行专题报告前，教师要求学生通过图书馆网页了解该客座教授或访问学者的研究成果，这样，学生可结合已学的土力学知识有针对性的去听报告、向教授请教问题，起到事半功倍的效果。[7]
3.组建创新团队让学生直接参与科研
课堂教学由于受教时限制、教学内容繁杂等客观原因，不利于学生个体创造性思维的培养。在土力学教学中，教师仅仅让学生掌握基本理论知识是不够的，还应培养与激发学生的创新意识。这就需要学生在继承已有成果的基础上，发现新问题，提出新理论、新方法。组建岩土工程本科生创新团队就显得非常必要，通过该团队的训练，可以培养学生提炼科学问题、解决具体工程问题的能力。
成都理工大学比较重视大学生创新能力的培养。为培养部分优秀学生的科技创新能力，环境与土木工程学院专门成立了针对大学生创新能力培养的“大学生科技创新研究基地”。基地现有办公室两间，总面积50平方米左右，计算机6台，常任指导教师6人。指导教师根据计划目标并结合学生所学专业特点，向学生们提供若干研究思路和研究课题，然后具体指导科技创新小组的学生进行相关研究。自大学生科技创新基地成立以来，不仅有力地促进了大学生所学专业的课外科技立项活动的蓬勃开展，而且提高了他们对其他科技活动和各类竞赛的关注度和参与度。通过基地的培养，学生的基础实验能力、综合实验能力、创新实验能力明显提高。[8]
五、结论
“土力学”作为土木工程专业课程体系不可缺少的一门专业基础课，其教学改革是一项系统工程。“土力学”是一门应用性强的课程，应注重实践。教学方法多采用启发、互动等多种方式，设疑循循善诱，调动学生的积极性。除了教学方法的改革与探讨外，有针对性地探讨了创新性课程内容的设计。依托地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，利用其丰富资源，开设综合性实验、开设专题前沿讲座，让学生直接参与科研，组建创新团队，突出工程实践，更注重学生的创新能力的培养。
参考文献：
[1]贺瑞霞,张国强.土力学课程特点及其教学方法的探讨[J].高等建筑教育,2007,16(2):92- 94.
[2]赵成刚,等.土力学原理[M].北京:清华大学出版社,2009.
[3]赵成刚.土力学的现状及其数值分析方法中某些问题的讨论[J].岩土力学,2006,27(8):1361-1364.
[4]李广信,吕禾,张建红.土力学课程中的实践教学[J].实验技术与管理,2006,23(12):13-14,23.
[5]杨平.土力学教学的实践与思考[J].煤炭高等教育,2000,(6):65-66.
[6]王安明,等.土力学课程教学改革与实践[J].华北水利水电学院学报(社会科学版),2009,25(4):100-102.
[7]卢坤林,钱德玲,杨扬.多元化教学模式在土力学课程中的尝试[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2009,23(5):23-26.
[8]巨能攀,等.传统优势工科专业人才培养质量体系的构建与实践[J].成都理工大学学报(社会科学版),2008,16(4):97-100.
（责任编辑：苏宇嵬）
关键词：土力学；教学方法；实践；创新
作者简介：吴礼舟（1975-），男，安徽安庆人，成都理工大学环境与土木工程学院，副教授，工学博士，主要研究方向：岩土工程科研教学。（四川 成都 610059）
“土力学”是土木工程专业重要的专业基础课，具有极其重要的地位。“土力学”与“岩石力学”和“工程地质”一起并称为岩土工程的三门专业基础课。“土力学”覆盖土木工程专业下属的建筑工程、道路与桥梁工程、岩土工程及工程管理等专业方向。它也是勘查技术与工程等专业必开的专业基础课。土力学是岩土力学的重要组成部分，用以研究土的应力、变形、强度、土压力和稳定性以及与此相关的工程问题，也是联系一般基础课和专业课的纽带。“土力学”不仅是构筑专业课程结构与知识体系的核心课程之一，对夯实学生专业基础也具有重要意义。
一、课程性质与特色
土力学的研究对象是土。土是地壳岩石经过漫长的风化后所产生的碎散矿物集合体，是地质历史的产物。由于不同地区、不同深度、不同地点土的工程性质千差万别，导致土的复杂性、易变性。土是多孔、多相不连续的介质。土骨架孔隙由水和空气充填，不同历史条件下形成的土，其固、液、气三相之间不同的比例关系及其相互作用导致了土有着极其复杂的物理、力学性质。因此，土的碎散性、多相性和地质历史形成的变异性是土区别于其他一切介质的三个特性。[1]
这三个理论构成土力学的骨架，是目前解决土工问题的理论基础，也是“土力学”的教学重点。[1]运用这三个重要的理论成果，可以解决土的强度、变形和渗透这三大工程问题。地基破坏引起的建筑物的倒塌、边坡失稳、地质灾害的滑坡与泥石流、地震液化等都属于土的强度问题。土的变形主要源于在外力作用下，土粒的相对位移，造成土体体积的压缩和剪胀变形。土的变形问题有建筑物的开裂、路基的沉降、土石坝的变形与开裂等。水对土的性质的影响非常大，土体中的渗流变形会成为基坑倒塌，堤坝溃决等的主要因素。
土力学理论经过近一个世纪的发展，已经取得了巨大的进步。Terzaghi被公认为经典土力学理论的奠基人。Terzaghi经典土力学的理论是基于经验和宏观现象学的认识而建立的，它缺少严格的理论基础，该理论基本是饱和土力学的理论，难以描述非饱和土的力学性质。Roscoe等人建立了临界土力学的理论和剑桥模型，这一理论提供了一个理论框架，深化了对土力学的认识和理解。
土力学发展至今，其理论基础仍然很不完善，仍处于半理论、半经验的发展阶段。其具体体现就是：渗流与变形和强度无联系，渗流与变形的理论分别是根据不同的假定而建立的，土力学各章节之间缺少有机的和统一的理论基础；经验公式和方法还随处可见；经验、工程判断还继续发挥重要的作用。[2,3]虽然现代土力学的发展进一步完善了土力学的理论基础，但这种发展与变化仍然没有从根本上改变上述状况，土力学统一和完备的理论基础仍有待于研究和发展。
二、“土力学”教学注重实践
“土力学”是一门实践性、应用性很强的课程。实践环节是学生理解土力学基本概念，检验土力学基本原理，探讨土力学工程应用的主要途径。[4]实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台，也是构建具有专业特色的土力学教学体系的最重要方面。
土力学实验是土木工程课程中的重要内容之一。通过提高实验教学的质量，加强学生在土力学实验教学中善动脑、勤动手，创造性地运用所学知识完成实验教学内容，能够培养学生的综合能力、创新能力、独立工作能力、分析问题的能力以及团队合作的能力。
土力学向来强调试验并且注重实践。土体的变形和稳定是工程建设中遇到的主要问题。“土力学”课程中所介绍的基本原理和方法在各个工程中都有体现和应用。同时土力学又依赖经验，土力学中有相当一部分公式都是根据人们长期的工程实践总结出来的经验公式，在一些理论公式中也往往引入一些经验系数，或者是某些参数的确定依赖于经验。
单一的室内验证性实验，能起到巩固学生所学知识的作用，但约束了学生的思维，不利于培养学生创新意识。开设综合性实验应是一种训练创新能力的有效方法。综合性实验是学生综合应用所学理论知识和实验知识的过程，具有选题目标明确、实验设备条件一定和实验方法不唯一的特点。在学生完成了所有的单项实验，既具备了基础认识，又有了一定的动手能力后，再由指导教师设计一个综合性实验题目或学生自主设计其感兴趣的实验项目。通过这样的综合性实验不仅把土力学中的相关内容进行了融会贯通，还能充分挖掘学生的潜力、训练学生的动手能力和培养学生的思维能力。
另外，组织学生参加教师的工程设计项目，并请现场工程师讲解设计和施工的技术要点，让学生对实际工程有较好的感性认识，注重结合书本知识促进相互的理解。同时注重实习，组织学生到生产设计单位进行实习，实习过程中请单位里有经验的工程师传帮带，提高学生现场工程技术水平。让学生在实习中了解工程，加强对课程的理解，培养解决实际问题的能力。
在学习“土力学”这门课时，始终要让学生明白理论、实践和经验是有机的统一体。由于土的复杂性、易变性，解决土力学问题没有统一的答案，具体问题具体分析，这也对从事相关工程的学生提出了更高的要求。教师在教学中应需坚持创新教育，狠抓教学中的实践环节，提高学生解决实际问题的能力。
三、“土力学”教学的改进模式
1.课程内容的更迭
在教学内容选取上，对传统的经典内容加以精选，通过贯通、融合和相互渗透，以减少“土力学”和已学课程间的重叠及罗列现象，这不仅有利于减少教学时数，提高课程的教学效率，而且有利于使学生学会如何寻找事物的内在联系，掌握课程的精华。为加强启发性和研讨性，在每章的最后安排一节“结论和讨论”，安排一些有思考性或研究性的内容。这些内容中，既有前面没有深入阐述的结论，也有推理过程中没有详细涉及的问题，还有讲述内容的可扩展性与可延伸性。[5]
2.教学方式的探索
课堂教学是培养学生创造性思维的主渠道。教学中应注意学生创新意识的培养，设立问题、难点、疑点进行讨论。教学方法应改变传统的“注入式”、“填鸭式”教学为“互动式”、“启发式”等教学。对于每一个知识点，可以提出三个问题，即“是什么、为什么、怎么做”。设疑发问，循循善诱。教师要在课堂上创设问题情境，不断质疑，因为有疑才有思。提出问题后要给学生留出思考的时间，不宜迫不及待地将答案或结论直接给出。设疑的问题主要侧重于一些容易混淆的基本概念，必须掌握的土力学基本原理等。教学方法要灵活多样，将多种方法结合起来使用。
互动也表现为讨论式的教学方法。在课堂上有针对性地留出一部分时间，向学生拟定一些与当堂课教学内容相关的问题进行自由式思考讨论。通过讨论，活跃了课堂教学气氛，帮助学生增强对问题的理解。通过讨论式教学，调动学生学习的主动性，变“被动”为“主动”，变枯燥为有趣。学生也自然而然地将学习内容与具体工程实际联系起来进行讨论，学生学习起来会很感兴趣。采用讨论式的教学方法，有助于形成良好的课堂学习气氛，增强学生学习的主观意识和自学能力，从而调动其学习土力学的积极性和主观能动性，有利于提高学生的语言表达能力和归纳总结能力。
教与学是一个互动式的过程，教师应了解学生对自己教学过程的接受情况，学生初次接触“土力学”课程不可避免地会在学习上遇到许多新问题，对教师的教学也会产生不少的想法，这时需要教师向学生征求对教学过程的改进意见。利用课间休息的时间或者集中答疑的时间，采取以书面形式等问卷调查的方式匿名征求学生就该课程教学效果的问题，让他们提出自己的想法。[6]
四、创新型教学内容的设计
创新精神和创新能力的核心是创造性思维。教师在教学中应努力创设有效的氛围，培养学生的创新意识。
1.改进实验教学，提高学生创造性
实验教学是课堂教学的重要组成部分，目的是通过与课堂教学的密切配合，巩固和扩充课堂传授的理论知识，加深对课堂教学内容的理解；训练科学实验的基本技能和工程实践的基本方法，养成严谨的科学态度和工作作风，培养应用所学理论知识独立分析，解决实际问题的能力和实际动手能力。在实验课上，以学生为主体，教师只作重点、难点讲解，由学生亲自动手完成实验，教师起到指导和监督的作用，并要求学生在较长一段时间内提交实验报告，鼓励实验数据不合理的学生重做实验，以培养他们严谨求实的学习态度。在实验内容方面，也应多开设综合性，设计性实验，培养并提高学生的创新能力。
2.开设学科前沿理论的专题报告
为了让学生们对本学科前沿知识有所了解，教师本人或邀请成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室的客座教授或访问学者，从各自的研究方向出发，介绍自己的研究成果与该研究方向的前沿理论，培养学生参与科学研究的意识与兴趣。在进行专题报告前，教师要求学生通过图书馆网页了解该客座教授或访问学者的研究成果，这样，学生可结合已学的土力学知识有针对性的去听报告、向教授请教问题，起到事半功倍的效果。[7]
3.组建创新团队让学生直接参与科研
课堂教学由于受教时限制、教学内容繁杂等客观原因，不利于学生个体创造性思维的培养。在土力学教学中，教师仅仅让学生掌握基本理论知识是不够的，还应培养与激发学生的创新意识。这就需要学生在继承已有成果的基础上，发现新问题，提出新理论、新方法。组建岩土工程本科生创新团队就显得非常必要，通过该团队的训练，可以培养学生提炼科学问题、解决具体工程问题的能力。
成都理工大学比较重视大学生创新能力的培养。为培养部分优秀学生的科技创新能力，环境与土木工程学院专门成立了针对大学生创新能力培养的“大学生科技创新研究基地”。基地现有办公室两间，总面积50平方米左右，计算机6台，常任指导教师6人。指导教师根据计划目标并结合学生所学专业特点，向学生们提供若干研究思路和研究课题，然后具体指导科技创新小组的学生进行相关研究。自大学生科技创新基地成立以来，不仅有力地促进了大学生所学专业的课外科技立项活动的蓬勃开展，而且提高了他们对其他科技活动和各类竞赛的关注度和参与度。通过基地的培养，学生的基础实验能力、综合实验能力、创新实验能力明显提高。[8]
五、结论
“土力学”作为土木工程专业课程体系不可缺少的一门专业基础课，其教学改革是一项系统工程。“土力学”是一门应用性强的课程，应注重实践。教学方法多采用启发、互动等多种方式，设疑循循善诱，调动学生的积极性。除了教学方法的改革与探讨外，有针对性地探讨了创新性课程内容的设计。依托地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，利用其丰富资源，开设综合性实验、开设专题前沿讲座，让学生直接参与科研，组建创新团队，突出工程实践，更注重学生的创新能力的培养。
参考文献：
[1]贺瑞霞,张国强.土力学课程特点及其教学方法的探讨[J].高等建筑教育,2007,16(2):92- 94.
[2]赵成刚,等.土力学原理[M].北京:清华大学出版社,2009.
[3]赵成刚.土力学的现状及其数值分析方法中某些问题的讨论[J].岩土力学,2006,27(8):1361-1364.
[4]李广信,吕禾,张建红.土力学课程中的实践教学[J].实验技术与管理,2006,23(12):13-14,23.
[5]杨平.土力学教学的实践与思考[J].煤炭高等教育,2000,(6):65-66.
[6]王安明,等.土力学课程教学改革与实践[J].华北水利水电学院学报(社会科学版),2009,25(4):100-102.
[7]卢坤林,钱德玲,杨扬.多元化教学模式在土力学课程中的尝试[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2009,23(5):23-26.
[8]巨能攀,等.传统优势工科专业人才培养质量体系的构建与实践[J].成都理工大学学报(社会科学版),2008,16(4):97-100.
（责任编辑：苏宇嵬）