实践教学类论文范例与基于土力学实践教学的能力培养类研究生毕业论文范文

《基于土力学实践教学的能力培养》

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侯世伟,刘潇,赵俭斌

（沈阳建筑大学土木学院,辽宁沈阳110168）

摘要：随着城市化进程的发展,因土体破坏引发的工程问题越来越多,以土力学为代表的岩土工程方向日益受到重视.土力学是土木工程专业课程体系的一门专业基础课,所以本科土力学的教学也面临着巨大挑战,其教学内容与教学方法均需根据工程及社会需要进行改革创新,才能满足培养创新型人才的需要.结合本校城市地下空间专业的发展对土力学的教学进行了初步探讨.

关键词：土力学；创新能力；教学；岩土工程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）32-0106-02

一、引言

钱七虎院士指出,19世纪,人类为了经济发展需要,建造了很多桥梁,所以19世纪是桥的世纪；20世纪,人类建造了大量的高层建筑,所以20世纪是高层建筑的世纪；而21世纪,为了节约能耗、保护环境,人类必须大量的利用地下空间,因此,21世纪对人类来说是“地下空间”的世纪[1].可见,21世纪是岩土工程飞速发展的世纪,专业的发展面临着巨大的机遇与挑战.目前,沈阳建筑大学已增设了城市地下空间工程专业,完善了本校的土木工程教育教学体系,同时也提出了新的要求,尤其是土力学作为城市地下空间专业的主干课,在教学方面亟需专业内容的调整和教学方法的改革.培养高素质的岩土工程创新性人才是现阶段沈阳建筑大学岩土方向教育教学的首要任务,围绕这一任务,作者进行以下几点思考和讨论.

二、土力学教学内容

土体是一种不均匀摩擦材料,兼具粘弹塑特性.岩土体的复杂性决定了一个岩土工程问题在处理时可以有多种方案,具体工程更具有明显的经验性.所以,在面对实际工程问题时,仅仅依靠某个土力学基本理论很难将问题诠释清楚,需要创造性地耦合多种因素,体现具体问题具体分析,把每个工程看成一个独有的特例[2].故而土力学的教学目的应是培养学生在理论知识的基础之上解决实际工程问题的能力和水平.首先,使学生掌握土力学的基本知识；其次,将其与应用联系到一起解决问题；最终,提出创新和预测前沿问题.现有的土力学的教学内容从教材角度讲差别不大,没有针对结构工程、岩土工程等专业进行区分,所以教学内容上比较一致.作为岩土的专业课教师在进行土力学授课时应该与时俱进,内容上以基本理论为基础,不能墨守成规,可以进行一些必要的删减,根据工程实例进行讲解,并且应该随着专业的发展适当增加前沿性的了解内容,这样才能充分调动学生学习的积极性,如果授课内容中没有与实际工程相联系的知识,学生就会感到枯燥,变为被动的“填鸭式”教学.从历年教学经验来看,学生对与实际工程和发展前沿的知识求知积极性很高.今后,可以适当增加工程案例,强调自学内容,培养自学和思考的能力.土力学教学除了教授基本理论知识,还应该让学生有自学和解决问题的能力.因为在实践中影响土力学问题的因素很多,没有完全一样的设计和工程,光靠背诵书本上的理论公式是无法解决问题的,需要全面系统地看待问题.针对专业培养学生对课程的兴趣,可将土力学放到地下空间的应用中去,地下空间的开发与规划与我们的生活息息相关,如地铁、地下停车场、地下共同沟等,要开发和建设这些公共设施都离不开和土体打交道,所以土力学是地下空间规划和设计的基础.针对城市地下空间的土力学学习内容应与传统土力学有所区别,要不断更新,除了讲授基本知识,教师还应该对本行业的前沿知识和发展趋势有一定了解,使自身的知识结构更加完善,这样不仅教会了学生解决基本的土力学问题,而且能够对学生将来的继续深造和就业做出正确的指导,更能调动学习的积极性.在这个层次上,不仅要求教师要掌握最新的理论和最新的规范要求,还要多参加实际工程的成果应用.教学内容的扩展和延伸是对教师能力水平的挑战,要求教师要努力改善自身的知识结构,不断学习提升,掌握专业和学科的最新动态.所以教师在课下的时间要多参与科学研究提高学术高度,多参与工程实践了解新方法,坚持理论和实践两手都要硬,才能在课堂上将讲解的理论知识与现场工程实践结合起来,激发学生学习的主动性和探索性[3].

三、土力学教学方法

土作为一种特殊复杂的建筑材料,在实际工程中要求设计师具有很强的经验性,所以土力学是非常感性的一门课程.在教学方法上要求更加对其深刻的理解.首先,要让学生通过观察和触摸建立最初的理解,作为一种材料从力学角度来认识土.其次,通过一系列的室内和原位试验来测试土的特性.最后,总结土的特性形成理论体系,理解后指导实际应用.传统的土力学教学大多是“教师主讲,学生坐听”；教学手段则是多媒体课件为主,板书为辅.教学形式单一,无法调动学生的积极性,对知识的传授和能力的培养都有影响.这门实践性很强的学科要求教学要开放和互动.目前,土力学实验教学基本是依附于理论教学,呈现理论课与实验课“混搭”状态,教学实际中存在理论教学与试验教学分离的现象,不同的教师讲解,互不干涉；实验课本应与理论课结合,使理论讲解的指标关系用实验认识得更加深刻,但目前多数实验内容分散,缺乏系统规划,造成学生对同一理论的学习出现重复和延迟.学时安排上理论课40学时,实验课8学时,重视试验程度不够,而且试验课程内容主要是验证性实验教学,没有理解性发挥和现场原位试验安排.这种试验安排与土力学的强实践性不相符.土力学实验教学过分依赖于《土力学实验指导书》,它的内容多是从《土工试验方法标准》摘录而来,过于条框、生硬、抽象,很多同学不知其中缘由.应该将实验与理论教学结合起来,讲解理论知识的同时安排实验进行演示和验证,或者独立进行课程设置,健全成绩考核体系.这样一方面可以将实验项目集中或者独立成课,更容易加强认识；另一方面,除了基本室内实验,有条件可以结合实际工程增加现场原位试验.另外,还可以结合大学生创新计划等增加研究性的科研项目,鼓励学生自主完成试验方案的制订,在教师指导下进行实验步骤的操作,最后分析实验结果并提交报告.这个过程综合培养学生运用所学知识解决实际问题的能力,相信学生能够通过一门课程而有更多的收获.此外,随着计算机技术的发展,土工计算机仿真技术和数值模拟技术也飞速发展.基于此可以考虑加入一部分自学内容,使学有余力的学生有自我提升的空间.目前有大量的岩层数值分析软件应用于土力学的教学和实践中.如Plaxis系列软件、GEOSLOPE系列软件等.一方面,教师可将其运用到教学中增强教学效果；一方面,学生可以自学一些简单的设计软件,为毕业设计和将来就业打下基础.比如土力学中的经典问题,地基承载力和沉降过程、边坡的稳定性、挡土墙的稳定性和土压力问题等,都可以通过数值计算软件进行计算,将各种云图结合理论规律展示给学生,亦可生成动画[4].另外对不方便试验的土力学问题进行演示教学.

四、土力学教学效果评价

我国土木工程专业本科教育的培养目标是培养基础扎实、知识面宽、适应能力强和具有严谨科学态度及强烈创新意识的高素质人才.土力学的教学以培养目标为依据,不仅要加强理论联系实践,还要不断改进和发展,理论和试验都要抓,重视培养学生的创新能力和解决问题的能力,而不是通过一张试卷决定学习的效果.要达到最佳的效果,教学效果的评价或考核方式也应灵活多样,如写读书报告、课堂讨论答辩等.考核不是目的,而是达到教学目的的手段,要激励学生形成创造性思维.增加这方面的权重,如增加第二课堂、兴趣实验的考核权重.在第二课堂中开展原位试验观摩、自主设计和参与研究方案、以及数值计算技术的学习等,鼓励学生做自己感兴趣与本学科相关的探索性学习活动,进而达到最佳的教学效果[5].这样既提高学习积极性,又可以去探索理论教学没有深入的问题,实现学生的针对性培养.在第二课堂可以实现阶梯式培养,鼓励基础牢固、学习能力强的学生,在大学阶段有意识的培养自己独立学习的能力,为他们继续深造打下基础.在这个过程中,他们可以学会如何发现问题、解决问题,调动本身可以利用的资源,如图书和网络等,团队合作,组成课外小组,大家分工查资料、做实验或者写报告和学术论文.也可以与学校科研教学团队,加强能力和素质培养.积极参与这类的活动都将成为考核或评价教学效果的一项内容.

五、结论

我校地下空间专业要培养高素质专业人才,需要所有教师把培养学生创新能力为核心的全面素质教育放在专业教育的首位.教师要将知识传授与创新能力培养这两方面协调好,二者缺一不可.针对土力学这门课程,必须将基本理论与实际工程相联系,这就要求教师自身要熟悉与土力学相关的土木工程学科,包括结构工程、岩土工程、防灾减灾工程、水利工程、港口工程、交通工程等学科.即土力学教师本身应是一个具备能够创新性地学习能力的学者,不断学习和积累,持续地获取新的知识,学习新的技术,采用先进的教学手段,才能培养出创新型的人才.

参考文献：

[1]钱七虎.21世纪是“地下空间”的世纪[EB/OL].2011.http：//www.sxkp.com

[2]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,（145）：101-102.

[3]王安明,李小根,姜彤,黄志全.土力学课程教学改革与实践[J]. 华北水利水电学院学报（社科版）,2009,25（4）：100-102.

[4]陈福全.土力学课程创新性教学的几点思考[J].理工高教研究,2005,24（1）：85-93.

[5]庄宇“. 土力学”课程的教学改革探讨[J].中国电力教育,2010,（30）：69-70.

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