于锋，陈海明，马宏伟，姚韦靖 （安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001）

1 引言

在长期的工程实践观察中，太沙基在1925 年出版《土力学》，标志着土力学发展成为一门独立学科，虽然目前的土力学仍然有诸多不完善的地方，很多带有半经验性质的公式和理论，建立在各种经验和假设的基础上，但这是作为一门发展中的学科必须要经历的过程。由于土体组成复杂，它的力学性质往往不能通过材料力学、结构力学、弹性力学等以连续介质为基础的相关力学来研究[1]，因此在应用土力学一些理论的时候不得不做出一定的妥协，这就加大了教师的教学难度和学生的学习难度。“土力学”课程的主要任务是使学生掌握土体的基本物理性质、渗透特性以及土体的强度与变形特性，并掌握应用土体的抗剪强度理论与极限平衡条件分析计算挡土结构上土压力、地基承载力、土坡稳定性的基本方法，其作为土木工程、水利工程、城市地下空间工程等专业的主要必修课程，具有十分重要的地位。笔者根据自己在“土力学”课程中的教学经历，简述了“土力学”的教学特点，并对这些问题进行了分析和探讨，以期帮助学生提高学习效果，并为该课程教学方式的改进提供一定的参考。

2 “土力学”教学中存在的问题

2.1 教学难度大

“土力学”是一门不断发展中的学科，随着科研设备和试验方法的改进，国内外学者在不断推动土力学相关理论的发展。但是，因为土力学创立时间较晚、研究基础薄弱，仅现有的理论难以对土的很多力学性质和现象给出合理的解释，导致很多土力学问题存在争议，不同的学者有着自己不同的解释。因此，在向学生教授有争议的知识点时，教师自己必须对此类知识点有较为深入的认识，这势必加大了教学的难度。另外，由于部分土力学理论是建立在各种经验和假设的基础上，而且有些重要的概念和理论较为抽象，学生在学习的时候感觉很吃力，即使课堂上听懂了，但做题的时候仍然不会。因为大多数土力学题目都有工程背景，包含的信息比较多，这就需要学生加强自学，正确理解相关理论的应用条件。教育部颁布的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，对于工学类专业课程，要注重强化学生工程伦理教育。然而“土力学”这样的传统工科专业课程思政内涵不够丰富[2]，在课程教学中如何丰富土力学课程思政内涵，培养学生具有高尚的道德操守是一大难题。

2.2 教学形式单一

目前“土力学”的课堂教学占用了绝大部分教学时间，但该课程属于与工程实践联系极为紧密的课程[3]，要学好土力学，必须试验与实践相结合，很多土力学中的理论公式都是带有经验或者半经验性质的，只有通过相关试验，才能让学生更好地去理解这些公式的来龙去脉。但是由于科研条件的限制，很多土工设备普通本科生很少有机会使用并去做复杂的土力学试验，比如土的三轴试验，仅靠教师在课堂上阐述这些土力学概念和理论，学生会觉得很抽象，不太容易接受。

2.3 “土力学”教学内容不够完善

目前市场上流通的教材至少有数十种，每本教材都有自己的特色和优势，也都有各自的侧重点但是由于土力学内容过于繁杂、涉及面太广，很难找到一本教材可以对土力学的诸多理论进行详细的阐述，而本科生上课时只用到一种教材，因此学生不能较全面地了解土力学，甚至对于一些概念的理解全部来自于课堂上所用的教材。

3 教学模式的改革措施

3.1 丰富教学方式

单纯的课堂教学对于“土力学”这门课来说是不够的，学生很难通过课堂教学去理解抽象的概念和理论，笔者认为要重视土力学中的土工试验。土力学实验属于土力学教学体系的重要组成部分，具有较强的应用性和实践性[4]。通过土工试验可以让学生对土的三相比例换算、颗粒级配、抗剪强度指标等内容会有直观的认识，如果试验设备欠缺，教师应该注意搜集相关的试验视频或者试验照片，在课堂上展示给学生。

近年来，网络技术迅速发展并广泛应用到教育领域，网络技术的应用不仅拓展了形象教学的演示时空，而且打破了以课堂为主的教学时空观念[5-6]。学校可以充分利用网络规模效应来分摊教学人均成本，并通过大数据分析学生的学习行为，对教学活动进行优化，以弥补传统课堂教学的局限[7]。另外应该加强现场实习，除了在现场进行一些标准贯入实验、旁压实验，更重要的是带领学生到基坑、边坡等工程项目中参观学习，了解实际工程进行支护和降水的相关施工工艺，以及支护方式的选择和支护机理。这样把课堂搬到工地上，既生动又能提高学生的学习效率，让学生能真正懂得并学以致用。

3.2 改进教学方法

教学方法是实现教学目标、理解教学内容的重要环节，在课程的授课中，对于土力学理论部分，由于学生几乎没有土力学概念，因此可以采用教育学中的“讲授法”和“类比法”。这种教学方法有利于学生直观、快速地建立土力学的基本概念和力学行为特征，特别是与“材料力学”相关原理的异同比较，能够加深学生对土力学基本原理的理解。对于应用土力学部分，可以采用教育学中的“案例法”和“讨论法”教学，在学生已经具有土力学基本知识的基础上，增加学生主动学习的兴趣，培养学生应用土力学原理解决实际问题的能力。

具体实施可通过引入“典型案例”增加学生对问题的关注度，提高学生的兴趣；引导学生运用学过的土力学原理思考案例中的问题是如何解决的，从而引入教学内容，进行讲授；最后强调本次课程的重点及学习本次课程的目的，同时提出课后思考问题或布置作业。此外，不能仅仅依靠教材作为唯一的知识来源，教师应该鼓励并指导学生进行和土力学相关的课外阅读，鼓励学生利用多种手段获取信息，如互联网资源、校园网资源（校园网数据库）、图书馆资源（期刊、专业文献）等进行课外阅读。通过课外阅读，既能辅助某些教学内容的学习，又能增加学生的知识面，拓展专业视野。

3.3 对学生的学习状况进行调查研究

教师在教学的时候，应该采用科学的教育方法，有时候即使教师本人对土力学有着深入的研究和理解，但是如果教学方法不得当，教学效果也未必很好。因此教师应该注重学生的学习效果，随时把握好学生的学习动态，比如通过问卷调查来调研学生的学习状况。笔者曾对所教的大三学生进行过一次简单的问卷调查，对于问题“将本科期间所学力学按照课程难度从难到易排列（这些力学课程包括“材料力学”“理论力学”“土力学”“流体力学”“结构力学”）”，调查结果显示，以上课程的难易顺序依次为“结构力学”“土力学”“材料力学”“理论力学”和“流体力学”。可见对于本科生来说，土力学的学习难度仅次于结构力学。对于问题“土力学中最难的三个章节”，53%的学生认为地基沉降计算、土的抗剪强度和土压力计算是最难的三个章节。了解学生的学习动态以后，就可以有针对性地对这三部分内容进行更详细的讲解，并可以多布置相关习题供学生们练习，同时在课堂上可以预留一些时间给学生们答疑解惑。

3.4 鼓励学生参加与土力学相关的科技竞赛

大部分学生参加课外活动热情度较高，但对于学科竞赛、科技竞赛，如果缺乏有效指导，培养机制缺乏系统整合，没有形成良好的传帮带传统，都会导致学生对此类竞赛参与度不够且成绩不理想[8]。目前与土力学相关的竞赛有全国大学生岩土工程竞赛、全国高校城市地下空间工程专业大学生模型设计竞赛等赛事，学校可以建立一个专门的竞赛基地来培养学生的竞赛能力。学生在参加这些科技竞赛的时候，一方面能将自己的土力学知识应用到竞赛中去，另一方面通过与其他高校参赛师生的交流，也能扩展学生的知识面，且加深自己对土力学相关知识的认知。

3.5 多种土力学教材配合使用

任何一种土力学教材都有其局限性，教材的编者根据个人擅长的知识点，可能会对某些理论阐述的比较详细，而对自己不擅长的地方只进行简单介绍。因此笔者建议教授“土力学”时，可以以某一版本的教材为主，其他版本的教材为辅，互相配合使用。高校也应该充分考虑在教材内容基础上建立一套完善且多方监督的教材选择流程[9]，这样在教材的选用上就有了一定的标准，可以更加科学合理地选取教材。笔者在教授该课程时，用到了市场上主流的四本土力学教材。

4 结语

“土力学”作为一门理论性和实践性都很强的基础课程，在很多高校已经开展了多年，培养了大批土木工程人才。本文针对目前教学中存在的一些主要问题和学习内容的重难点，基于笔者个人的教学经验，提出了教学改革的几条措施。当然，想取得良好的教学效果，前提是教师个人要不断加强学习、丰富专业知识、提高理论水平。只有这样，才能充分调动学生的学习兴趣，让学生更好地掌握土力学知识。