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1、土木工程本科土力学教与学点滴体会刘滔1刘明振2罗云2( 1 北京工业大学北京1 0 0 0 2 2 ；2 西安建筑科技大学西安7 1 0 0 5 5 )【摘要】本文由教师和学生根据教与学中的感受，就土木工程专业本科土力学课程的教与学两方面存在的问题进行了分析。作者认为这些问题包括教师、学生、教材、教学方法、考查方法阻及管理制度等诸多方面。最后作者针对一部分问题提出了改进的办法。【关蕾词】土力学教与学教材前言土力学是土木工程专业的一门重要的专业基础课。人们绝大部分工程活动都是在岩土中进行的，所以这个专业的名称以“土”字开头是有其道理的，同时也说明了土力学课程对该专业学生的重要性。笔者根据自己教与
2、学的实践，分析了其中存在的一些问题，提出了解决这些问题的看法，与大家商榷。特别要声明的是：笔者无意否定几十年来我国土力学教学工作所取得的巨大成绩以及前辈、同事和老师们所付出的艰辛劳动。笔者的目的在于提出存在的问题，改进教学工作，以便更好地完成教与学的任务，为国家培养更多的创新型人才。文中所述仅为个人观点，错误之处由作者负责。目政策引导方面的偏差建国以来，我国经历了一个长期的计划经济时代，这种时代烙印也深深地打在了教学工作中，最典型的表现是在全国采用统一的培养计划、基本上相同的教学大纲、学时和统编教材，试图达到相同的培养效果。事实上，这种做法既没必要也不可能。它抹杀了各个学校的特性，不同学校处在
3、不同的定位上，其招收的学生的层次、占有的教学设施、师资力量、所处环境以及毕业生的去向等都不相同。统一要求的结果是好学校的学生“吃不饱”，差学校的学生“消化不良”，不仅达不到因材施教、人尽其才的目的，而且使相当一部分学生没有学到他们应该掌握的东西，影响以后的学习和工作，造成人才和教学资源的浪费。目前，国家正在向市场经济过渡， 弘生l 土力学教育与教学I 一第一届垒国土力学教学研讨舍l 论文集卜学校也更快地向不同层次分化，它是市场经济的需要，也是国家政策的导向。作为教学工作者应清楚地看到这一点。弄清自己学校的定位，适应社会的这一变革。同时也呼吁政府相关部门，不要再用同一标准去要求学校。政府相关部门
4、应该看到，给学校的生源和经费不同，却用相同的标准去要求是不公平的，其后果很可能逼着学校去作假，如果作为培养人才的学校也去造假，其后果是十分严重的。圈关于教材问题3 1 教材多雷同教材对学生一生的影响是非常重要的，然而由于种种的原因，我国长期以来可以说是只有一本教材。一个外国同行说过的：“中国的教材只要买一本就町以了，其他都一样。”这种说法听起来似乎有点偏激，但它确实道出了实情。这对我们这个教育大国来说是不相应的，也不利于学科的发展和教学质量的提高。出现这种问题的主要原因除了前面所说的计划经济的影响外，还有其他一些原因：其一是认识方面的偏差，有些人认为，编教材不同于写专著，无须创造性的劳动，编教
5、材就是“剪刀加浆糊”。有些教材的确就是这样出来的，其编者可以整章甚至几章一字不差地抄写别人的。其二是受有些编者的水平所限，很多学校都要求提升职称的教师必须出书，不少教材就是在这种背景下出炉的，其中不乏高质量者，但也有些编者甚至还没有上过几次课，还有些人根本对教材中的内容都没弄馇就把书写出来了，这样的教材不可能高质量。记得某教材上曾介绍过一种地基处理方法，恰好某工程遇到这种情况，当建设方从几千里之外赶来向这一章的作者请教时，得到的回答是：我也不知道怎么处理的，只是看到某某教材上是这么说，也就这么写进去了。这样的教材之所以能出版和把关不严有关，有些学校为r 扩大影响，片面追求编写数量，竟不顾滥竽充
6、数；出版社则只顾其商业利益，只要包销，质量再差也给出。这些教材当中有些长期积压，卖不出去，但更多的还是给学生用了，因为对学校和个人来说，积压毕竟是不小的经济损失，又何况有些学校对教师使用的教材质量把关不严，甚至根本就不管不问，最终的受害者自然是学生。3 2 对教材内容的看法众所周知，土是人类所使用的最复杂的工程材料之一，它是长期地质作用下形成的，具有不同成分、不同粒径、不同地质年代、不同应力和应变历史的综合体。这种材料具有多相性、不均匀性、非连续性以及成层性，土体中还往往存在着层理、裂隙、弱面等；这种材料的性质呈现出多变性、区域性、结构性、非线性、压硬性、剪胀性、流变性和对应力应变路径及应力水
7、平的依赖性。如此复杂的材料，靠我们本科所学的那点数学和力学知识是难以掌握的，因此书中所有的计算公式在推导之前都必须进行一些假设，这种假设是万不得已的，其计算结果往往与实际出入较大，然而在多数教材中很少指出存在的这些问题，加上我们的学生在此之前一直在学习数学、力学等基础课，长期以来从不怀疑书本内容的可靠性，在学习土力学时也把这种学习方法也带了进来，忽视了这一课程的特点，其后果是书背得滚瓜烂熟，遇到实际问题束手无策。笔者曾遇到这样一件事情：有一天，一个学生从单位来找我，悄悄地问为什么他计算的单桩承载力与实际荷载试验结果相差那么多，他怀疑自己算错了，还显得十分紧张。大家都知道，这里斗刘滔等- 土木工
8、程奉科土力学教与学点滴体畚l 第二部分l 教学改革与教学研矧是大可不必惊慌的，在土力学中，能计算准确的有多少? 原因就是我们没把土力学理论与实际之间存在的差距讲清楚。在反思中我想，如果我们把教材中存在的问题多讲一些，这种现象是町以避免的。诚然，学生通过长期的工程实践会逐渐认识这些问题，但我们为什么不可以早一点告诉他们，使他们少走弯路呢? 如果要教学中培养学生的创新精神，就必须把各种理论上存在的问题交代给他们，激发他们的责任感和创造性。笔者认为，在土力学教学中应该看到：教材不是圣经、课堂不是教堂、教师不是传教士、学生不是信徒。后者要求忠诚无限、丝毫不得背叛，而前者则是要培养挑战者，甚至是叛逆者的
9、，或者至少不是跪在泥菩萨面前的迷信者。如果能做到这一点，就不再会有那些自称能把沉降量计算到百分之九r 九精确度的神仙，也不会出现拜倒在这种神仙脚下的盲目崇拜者。土力学教材中有很多理论公式，看起来推导十分严密，而实际上稍加分析就会发现其矛盾重重。这里就控制塑性区开展范围的承载力公式P 。“为例说明：首先，在推导中假定 。= 1 0 ，忽视了土中不同方向上自重应力差异所造成的初始 剪应力；其次，假定地表荷载均布，这对于具有一定刚度的基础来说是不合理的，基底压力是随着基础刚度、应力水平、持力层土的类型、以及基础埋深等因素变化的；再次，土中附加应力是按弹性力学公式计算的，众所周知，土本身就不是各向同性
10、的线性弹性体，当土中塑性区的开展深度已达到基础宽度的四分之一时，还要按线形弹性体计算，岂不是连最基本的力学常识都违背了吗? 更何况，局部出现塑性区后，不仅影响到土中应力，而且也会改变基底压力的分布。在土力学教科书里，这样的矛盾是大量存在的，如果让学生自己把它们都找出来并弄懂，则需要相当长的时间和精力，甚至有些人一生也考虑不到这么多，这就难免他们在工程中会稀里糊涂了。类似的例子还可以举出很多，限于篇幅，不再赘述。学生出现此类概念性错误的原因与老师没把问题讲清有关。其实，土力学当中的很多解法都是没有办法的办法，是为了工程应用，不得已而为之的。我们完全没有必要对土力学中的这些缺陷进行粉饰和护短，这是
11、人类认识世界的正常过程，尊重科学、尊重事实是科技工作者最珍贵的品质。只有使学生们认识到其中存在的问题，才能少走弯路，才能使更多的人来关注这些问题，动员更多的人投入到解决这些问题的研究中去，促使学科更快地发展。口关于教学和考试方法4 1 关于教学方法由于上述本课程的特殊性，笔者认为：在本科生教学中的侧重点应该是基本概念、基本理论、基本方法和基本技能；土力学的学习方法是个“悟”字和理论联系实际。要悟清它的道理的确不容易，但不弄清头绪又等于自学。这就要求我们在讲课时把重点放在上述几个“基本”上，不要苛求每一个具体的公式，学生只要掌握了这几个“基本”，至少说在以后的研究和工作中可以不迷失方向，少走弯路
12、，就像瞎子爬山一样，方向对了，才能一步步接近“山顶”。土力学是一门实践性特别强的课程，理论联系实际在它的教学中十分重要，在课堂教学中举一些有代表性的工程实例是有益的，它不仅能提高学生学习的兴趣，加深对所学知识的理解，提高教学效果，而且还可以活跃课堂气氛。4 2 关于考试方法考试足用来检验教与学效果的最直接的方法，因此它也对教与学习起着莺要的指导作用。 p 坠l 土力学教育与教学I 一第一届全国土力学教学研讨舍l 论立卜目前的考试方法确实存在着很多弊端，但至今还没有一个更合理、有效、为大家接受的方法来取代它。笔者在现行的考试方法基础E 提出一点看法：首先，通常考试采用的方法是老师出题学生答，在这
13、种方法的指导下学生处于被动状态，被剥夺了独立思考、提出问题的权利。我们的学生科技文章写作能力普遍比较差，在一定程度上和这种考试方法有关。其次，对于学生比较多，同时由几个老师上课的学校，因为要统一，考试内容多数是课本上有的、老师讲过的、甚至是作业做过的，这种考试有利于死记硬背课本知识的学生，而那些学习方法灵活、爱看参考书、付出劳动多的学生却未必能得到高分。学校评价学生学习好坏的标准往往是考试成绩，在这种名利目的的驱动下，最终把活生生的土力学学习僵化r ，把土力学学习引入了歧途。笔者设想：能不能改变一下办法，不妨搞一些论文或进行一些专题讨论，也可以在试卷中给出一些实际工程问题供学生分析，用考试的指
14、挥棒引导他们向活学活用的方向努力。目学习体会及建议5 1 学习体会学生在土力学的学习中经常出现的问题是：开始轻视，接着烦，然后是背，最后是空。开始时，一听“土”字，认为是最平常、再熟悉不过的东西，有什么值得学的? 充其量也不过是一门力学，按学其它力学的方法样学就是了。随着课程的进展，发现书本中很多东西既复杂又繁琐，各章之间还缺乏联系性，很多东西在字面上一看就懂，用起来却是另一回事；同一个问题，如地基承载力，计算公式多种多样，不同公式对同一问题的计算所得结果差异很大，搞得学生无所适从；有些问题，如采用分层总和法计算沉降量，看似简单，做起来很烦，做着做着就失去了耐心，所以很少有同学会把它认真做完的
15、，慢慢地就烦起来了，对这门课程的学习失去了兴趣。等到要考试来临，赶快背书，应付完考试。这种毫无兴趣、死记硬背、临时突击学到的东西，很快就还给了老师，最终是什么也没有学到，那就是空。5 2 建议作为土木工程专业的本科生，由于以前从未接触过土力学这门课程，就需要老师在开课时提醒学生应该怎么学习，除了对教学方法和教学内容进行上述改进外，建议教材加强各章节之间的联系，尽量借用以前的数理知识讲解新的内容，对于像承载力这样多解法的课题，先综合给出总的概念及公式，然后讲解各自的差异。口结语本文根据学生和教师的亲身体会就当前土力学课程教与学中存在的问题提出了自己的看法，提出了一部分解决办法，不当之处敬请老师及同行们指正。
