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工程地质学知识点范文1
(一)研究生对课程的学习兴趣不浓厚
“一天一门课，一周一学期”，体现了当今中国大学研究生期末的一个典型场景。每学期的最后两周各门考试密集展开。一部分平时混沌度日的研究生，不得不突击学习以便应付考试，或者大段摘抄专业书籍和文献以应付课程论文，岩体水力学课程教学也不例外。因此，研究生毕业后被指缺乏专业技能，缺乏竞争力，就不足为怪了。抛开学习态度不端正、学习目标不明确等主观因素，造成此现象的一个关键原因，是教师没能充分调动研究生对岩体水力学的学习兴趣和热情。研究生的学习环境自由宽松，这样安排的初衷，是便于研究生将时间用在自己感兴趣的领域，增长自身知识，激发研究潜能。如果研究生教育阶段仍无法让学生感受到学习兴趣和乐趣，而是选择了用强制力逼迫或者听之任之的极端方式，这样做的效果是很不理想的。
(二)研究生地质学基础知识薄弱
受不同院校、不同行业的影响，研究生在本科阶段的专业水平参差不齐，综合运用已有知识学习新知识以及解决实际问题的能力相差很大。水利、采矿、地质、石油类院校的本科教学环节，对水文地质学、工程地质学和岩石力学等地质类课程普遍比较重视，这也成为了这类高校在岩体工程专业研究生培养上的有利条件。然而，目前国内具备岩土工程专业研究生招生资格的高校，是以土木工程类院校为主。土木类院校以建筑工程为行业背景，以工业和民用建筑为主体研究对象，对水文地质、工程地质和岩体力学等课程重视不够是普遍存在的问题，甚至许多土木类高校本科阶段不开设岩体力学课程或作为选修课，岩土工程专业研究生也没有开设工程地质学课程。这导致大量的岩土工程专业研究生的地质学概念不清，严重影响他们对岩体水力学课程的学习质量，教师的教学效果和品质也受到很大的限制。
(三)学校实验条件有限，课程的实践教学环节严重不足
岩体水力学教学除了对理论讲述环节要求高，对实践性教学环节的要求也很高。室内实验揭示岩石最基本和最普遍的水力学特性，在岩石水力学实践性教学中至关重要。诸如软化系数测定，孔隙率和渗透率测试，三轴应力条件下的渗透率变化测试等都是岩石水力学性质的基础实验。然而，大部分高校的现状是实验设备和实验场地严重不足。如最基本的带水渗或气渗功能的电液伺服岩石三轴试验机，国产的试验机在国内高校装备数量很有限，功能齐全的高精度进口试验机更是凤毛麟角。基本设备都不齐全，大尺寸设备和实验场地就更为缺乏了。这会使研究生对岩石水力学实验的认识停留在字面理解上，很难真正掌握实验原理及数据处理技术。
(四)教师专业素养和学术水平有限
具有较高的专业素养、学术水平、创新意识和能力的实践教师队伍是研究生创新人才培养的关键。由于岩体水力学课程较新，可选教材比传统课程少。除了专门从事岩石水力学研究的专业人士之外，大部分承担岩体水力学课程教学的任课教师都会遇到备课困难，知识点讲解不清等问题，在课程内容广度和深度的把握上也是拙襟见肘，很难达到研究生课程的教学效果和教学品质。
二、教学改革思路与措施
(一)激发研究生的专业兴趣
岩体水力学牵涉的知识点众多且繁杂，在教学过程中，教师因为想把各知识点的概念尽量罗列齐全，不发生遗漏，从而讲授得过于理论化，使学生觉得听课十分乏味。人天生有好奇心，学习新知识、探寻未知世界本是奇妙而富有乐趣的。可以通过国家重点和大型岩石工程实例、国内外著名的工程灾害事件的现场照片、统计数据等资料，最大程度地调动研究生对岩体水力学课程的好奇心和探索欲望，从而提高学习兴趣。结合岩石遭地下水渗流破坏造成的重大工程失事实例，如意大利Vajont水库左岸大滑坡、法国Mal-passet双曲拱坝全坝溃坝、美国Teton土坝岩基段溃决［5］，以及英国Woodhead和Bilbery坝、美国Francis重力拱坝、意大利Gleno连拱坝、阿尔及利亚Gabra坝、西班牙EwgadeTera支墩坝、法国Bouzey坝等失稳破坏事故，借助统计分析资料(如国际大坝委员会)，从实例中强有力地体现岩体水力学性质对岩体强度和变形特性的巨大影响，突出研究的重要性。同时，让研究生充分了解这些事故，改变了工程界对岩体结构稳定性的传统认识，开辟了岩体水力学中众多新兴研究领域和方向，激发研究生的研究欲望，甚至可以培养研究生的科研责任感。
(二)完善研究生地质学基础知识
为了弥补大部分研究生地质学基础知识薄弱的问题，在充分调动学生的求知欲之后，强调岩体水力学是一门以工程地质学、水文地质学为地质学主线，以流体力学、地下水动力学为水力学主线，以材料力学、结构力学、弹塑性力学、岩体力学为力学主线的综合学科。让研究生深刻体会岩体水力学的多学科交叉融合特点。在课程讲述过程中，若遇到与地质学有关的知识，要注重基础，详细讲述，尽可能帮助研究生建立正确的水文地质学、工程地质学和岩体力学概念。如水文地质学中，溶穴、岩溶率、裂隙水和岩溶水、含水层和隔水层、隔水顶底板、贮水系数、渗流、层流和紊流、水流折射定律、溶滤作用;工程地质学中的岩浆岩、沉积岩、变质岩、断层构造、水化作用、侵蚀作用、膨胀系数;岩体力学中的地下硐室、锚固与注浆、节理、充填与胶结、损伤与断裂、水力劈裂等基本专业术语，均需要详细讲解。注意强调岩体的各种地质构造、天然缺陷、高度非线性、各向异性、多尺度特点及不确定性特征，以及裂隙岩体中非达西流现象、岩石结构的宏、细观层次认识等难点问题，并且告知学生岩体水力学理论存在的问题。例如:对岩体中渗流描述，几乎完全照搬土体渗流学，即孔隙介质渗流学的方法及经验来解决，而裂隙岩体渗流还处在发展阶段，对单裂隙渗流的研究和认识较为成熟，但对裂隙网络情况以及非稳定渗流还有待深入探索。
(三)教学模式和方法改革，注重实验和现场调
研等实践内容和本科卓越工程师培养计划的要求不同，研究生教学的核心并不仅仅是让学生去掌握某一专业知识或某一种实验方法，而是要让学生学会发现问题和解决问题的思路、方法，培养研究生获取知识和创新的能力。一方面，围绕岩体水力学的基本概念、岩体渗流规律的地质分析、基础力学理论和力学参数、岩体水力学的工程应用展开，结合岩体水力学的地质分析方法、室内外试验方法、物理和数学模拟方法、系统综合分析方法，以教师的专题介绍和研究生的学习汇报结合形式，加强和学生的互动，增加学术思想的碰撞，启发和引导研究生深入理解科学问题。另一方面，除了为学生选择合适的教材之外，还要给出相关参考书目，如《岩石水力学与工程》(张有天著)，《裂隙岩体水力学基础》(朱珍德、郭海庆著)，《岩体水力学导论》(仵彦卿、张倬元著)，《高等岩石力学》(周维垣著)等，并且鼓励学生广泛阅读学术期刊文章。开展理论和实践的同步性教学改革。在岩体水力学课程的实践环节中，带领学生走进实验室，针对具体的实验仪器，讲解设备构成，让研究生亲自动手全程完成实验。贵重设备可能不宜人人使用，但可以请研究生全程观摩实验，并同专职实验员或博士生深入讨论和交流，鼓励学生撰写实验心得。
采取物理实验与数值实验结合的教学模式，把基于计算机仿真技术的软、硬件平台应用于岩石水力学教学中，拓宽传统实验教学中的实验对象，通过鼓励、指导学生自发设计模型进行数值仿真分析，开拓学生视野，激发学生的思维能力和创造性，有利于学生理解和掌握教学内容，同时也可以促进教学人员科研能力的提高，还能在一定程度上弥补部分实验设备缺乏的不足。此外，还可以采用现场实地调研的实践性教学方式。厦门市地质和地理环境复杂多样，雨季频繁，构成了滑坡灾害易发的基本条件。根据厦门的工程地质条件，选择华侨大学附近的集美区后溪镇(2007年被确定为厦门市14处重要地质灾害地点之一)为调研场所，在由暴雨导致该地区边坡滑坡的灾害现场，讲解水力耦合作用下岩土体的变形和破坏规律，帮助学生更形象地理解岩体水力学的水力耦合基本理论。当然，每一所高校，每一位教师的特点不同，必须根据本单位实际的软硬件条件，确立课程教学改革的具体方式，而不是盲目借鉴其他重点院校的教学模式。岩体水力学课程专业性较强，建议在研究生第一学年的下学期开设。
(四)结合教师科研项目，提升教学品质
近几年，华侨大学积极鼓励教师进行科学研究。岩土工程专业教师组建岩土力学与地下工程科研创新团队，承担了国家自然科学基金“深部裂隙岩体HM耦合作用下的声学特性及参数研究(批准号51109084)”、“卸荷作用下岩石渗透性与损伤协同演化规律及主被动式声学表征(批准号51374112)”，以及多项省部级、地厅级科研项目。教师在科学研究过程中，查阅大量文献资料，紧密跟踪国际和国内的研究前沿，时刻关注岩石水力学发展和最新的学术成果。通过不断努力，比较准确地把握到学术研究的发展方向，掌握了岩体水力学研究的一些新的实验和理论分析技术，对水力耦合作用下岩石的强度、变形、损伤破裂和渗透性演化特性，以及卸荷条件下岩石渗透性与损伤协同演化的宏细观表征等方面有了一定突破性认识，获得了岩体水力学的新知识，教师自身的综合素质也得到了一定提高。将科研体会和成果融入教学中，进一步提高教学的理论起点，深化教学内容，能够让课程教学跟上岩体水力学学科最新进展。例如:结合笔者所在科研创新团队近期开展的渗透压–应力耦合作用下的岩石渗透率与变形关联性三轴试验研究，以物理实验为基础，让研究生借助高性能计算机，利用PFC2D颗粒流分析软件，建立符合室内砂岩渗透压–应力作用三轴试验的数值模型，定义流体域和流固耦合的控制方程，模拟岩石在不同围压和渗透压组合条件下三轴压缩试验。图1为不同时步试样孔隙压力分布情况，图2为微裂纹分布模拟和试验破坏结构照片，图3为不同渗透压下岩石渗透率云图。结合物理实验和数值仿真结果，和研究生一起讨论荷载和孔隙水压力共同作用下，岩石的宏观变形发展、细观裂纹发育、剪切带内外应力状态、孔隙率特征、渗透率演化特性等。
三、结语
工程地质学知识点范文2
根据土力学课程的特点，就如何发展土力学实验环节，加强土力学教学实践，从而提高土力学教学质量提出一些初步想法。在土力学教学中，一个好的实验实践环节应具有可操作性，基本概念清晰，工程应用背景强，能激发学生兴趣，具有创新和发展性的特点，从而完善理论教学效果，提高学生主观能动性，培养创新思维和综合解决问题的能力。文章结合案例分析得出，一个好的实验实践环节，能使学生对土力学学科有全面宏观的认识，并顺应科学研究过程，这对培养土建类、水利类、交通运输类、地矿类、地质学类等专业学生的思维能力，提高科研素质的综合能力具有重要的意义。
关键词：土力学；实验教学；实践环节；综合素质
中图分类号：G6420；TU43-4文献标志码：A文章编号：
10052909（2017）01014404
土力学作为土木工程、水利工程、交通工程、采矿工程、地质工程等众多专业大学生的专业基础主干课程，是认知土的工程力学性质的一门技术核心课程。由于土力学课程的特殊地位和作用，土力W的教学如何适应新形势，顺应改革发展的要求，是每一位土力学教师必须思考的问题[1]。随着各建设项目向大型化、复杂化发展，建筑行业对相关专业人才的综合素养提出更高的要求。国家提倡进行大土木教学改革，旨在提高本科生的综合专业素养、学习能力和创新思维。
2011年高等学校土木工程教学指导委员会《高等学校土木工程本科指导性专业规范》中指出[2]，以行业企业需求为导向，以工程实际为背景，以工程技术为主线，着力提升学生的工程素质，培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。
但是目前在土力学实践环节教学过程中，出现实践环节和理论教学脱轨的现象，比如实践环节不能很好地激发学生自主学习相关理论知识的兴趣，学生也不懂得如何理论联系实践，从而没能很好地对相关理论知识进行理解，学到的知识形如散沙，学习效果并不理想。
因此，文章结合教育部“卓越工程师计划”，重基础平台、宽口径、突出专业
特色，针对土力学实验环节的拓展、教学实践等方面，结合实际训练谈一些体会和感悟，探讨土力学教学中实践环节指导理论教学的可行性，以求通过实践环节使学生对土力学学科知识有整体宏观的认知，培养学生自主学习和独立思考的能力。
一、土力学的工程特性
土力学是工程力学的一个分支，是以土为研究对象的学科。它是一门实践性、应用性强的课程[3]。土是岩石风化以后，产生崩解、破碎、变质，又经过各种自然力搬运，在新环境堆积或沉降下来的颗粒状松散物质。土力学是以力学和工程地质学知识为基础，运用力学原理和土工试验技术，来研究与工程建设有关的土和土体在荷载、水、温度等外界因素作用下的应力、应变、强度和稳定性等特性的一门学科，是一门实践性很强的工程技术科学。在工程建设中，常会遇到各种有关土的工程问题，包括建筑物地基、路堤、边坡和各种土工构筑物，以及以土作为建筑材料、建筑环境等，都需要应用土力学的理论和方法去解决。同时，为各类建设工程的稳定和安全提供科学的对策，包括土体加固和地基处理等。
土的利用可以追溯至古代，远在古代人们就懂得利用土进行工程建设。如我国西安市半坡村新石器时代遗址，就发现当时人们已经能利用土台阶及石基础为简陋的房屋考虑地基基础的稳定性问题[4]。以后如秦代用压实法修筑驰道，隋朝用木桩，唐代用灰土基础造塔等。我国东汉时的郑玄在注释战国时的《考工记》时，就认知到了作用力和变形之间的弹性定律，这比胡克（Hooke）定律要早1 500多年，但直到18世纪，基本还处于感性认识阶段。欧洲产业革命时期，随着大型建筑物、铁路、公路的兴建和科学的发展，建立了零星的土力学理论。如1773年法国的库伦（C. A. Coulomb）通过试验研究提出了砂土的抗剪强度公式和设计挡土墙的土压力滑楔理论，1857年英国的朗肯（W. J. Rankine）又从不同的途径提出了土压力理论。这两种土压力理论至今仍被广泛应用。1869年卡尔洛维奇（Карлович）发表了世界上第一本地基与基础著作。1885年布西涅斯克（J. Boussinesq）根据弹性理论求出了在集中力作用下地基中的三维应力解析解。1900年莫尔（Mohr）提出了土的强度理论。20世纪初，人们在工程实践中积累了大量的经验和资料，对土的强度、变形和渗透性质进行了理论探讨，土力学逐渐形成了一门独立学科。20世纪20年代普朗特（Prandtl）发表了地基承载力理论，这一时期在边坡理论方面也有很大发展，费伦纽斯（W. Fellenius）完善了边坡圆弧滑动法。经过一个多世纪的实践和理论研究，1925年美国的太沙基（K. Terzaghi）归纳出版了第一本《土力学》专著，1929年又与其他学者共同编写了《工程地质学》。从此，土力学、工程地质学、地基与基础作为独立学科不断发展。1936年在美国召开第一届国际土力学与基础工程会议，到2013年已举办
18次，在会议上，世界各地学者对本学科的研究进行经验交流。
因此，土力学是把土作为建筑物地基、建筑材料或建筑物周围介质（环境）来研究的一门学科，主要研究土的工程性质以及土在荷载作用下的应力、变形和强度问题，为工程设计与施工提供力学指标、评价方法以及分析计算原理，是土木、水利工程等专业重要的技术基础课，具有很强的工程应用背景和工程特性。
二、土力学课程实践环节
由于土力学学科的特殊性和复杂性，知识点广，涉及面宽，从土的基本物理性质和工程分类、土的渗透性、地基土中的应力分布、土的压缩性再到土的抗剪强度、地基承载力、土压力计算、边坡稳定性分析等。从内容来看，主要包含基础理论与基本概念、工程实际运用部分、试验与测试部分[1]。由于各章知识点的相对独立性，笔者将土力学的学习过程比喻为桥梁建设，而各个章节的学习如同各个桥墩的建立过程，只有把每个桥墩都建扎实了，将桥面铺装好，桥梁才能发挥其作用。在这里每章的基础理论就如桥墩，土力学的实践环节就如同桥面铺装过程，将各个知识点贯穿起来。因此，如何设立合理的实践环节充分调动学生自主学习和对学科的宏观把握至关重要。而土压力计算、挡土墙设计和边坡稳定性分析等都可提供实践环节，让学生在学习基本理论后，进行实际操作训练。
目前本科土力学教学实践环节中大多只设立了四个基本的常规试验，测定土的液、塑限，通过击实试验绘制土的击实曲线，还有压缩试验和直剪试验。四个试验代表着土的不同物理力学特性，是测定最基本的参数指标。通过调研，学生普遍反映，如果没有一个工程背景作为支撑，他们较难理解这几个常规试验的意义和重要性，更多的是被动完成，而不是主动设计。故参与试验准备、操作和进行结果分析的主观能动性不强，没能充分达到调动学生积极性并发挥创造力的目的。
加强实验课和适当进行实践性环节的改革对提高教学质量非常有效。对实验现象和结果要进行合理的分析，勤于思考，善于总结，才能有所发现，有所进步[5]。通过实验教学，加深对土力学基础理论知识的理解，这样大大提高了土力学的教学质量和学习效果[6]。因此，在教学环节中，我们尝试了一些开放性的实践环节，在学习土力学的基本知识后，除了完成常规试验，还要参与一些竞赛，开展开放性的设计课题，让学生自主搜集资料，自己设计解决问题的技术路线，自己进行验和优化设计。目前已经开展了加筋挡墙设计、边坡失稳试验等多种趣味性强的实践环节，收获颇丰。下面将结合加筋挡墙设计的课题谈谈学生在这次实践环节中的完成过程和理论联系实践的训练。
三、案例分析
为了实践实验环节对学生所起的作用，通过组织学生参加加筋挡土墙结构设计大赛，为土力学的实践性环节提供了很好的机会。该课题合理之处在于其可以充分利用土力学各章理论知识，提高学生解决实际工程问题的能力，使学生了解土压力计算、挡墙设计和土坡稳定计算等理论知识在解决加筋挡墙设计中的重要性，调动学生自主学习的兴趣。加筋挡墙设计优化作为一个开放的课题，其答案的多样性，可充分引导学生进行大胆想象，充分表达个人想法并愿意为自己的想法付出实践。下面是在设计过程中的体会。
（1）刚开始给学生布置该课题时，学生不知道该如何突破和入手。我的建议是要充分理解挡墙设计的核心，即通过合理的锚杆布置（实验中用筋带进行模拟）平衡挡墙土压力，从而使挡墙处于稳定状态。因此，学生先结合本科土力学中土压力的计算部分，还有挡土墙的设计和土坡稳定分析的相关理论知识，进行自主学习。
（2）接着为了完成相关实验，
根据大赛要求制作模型箱，并为保证模型箱拆卸方便，构思了多种模型箱设计方案
，最后各侧板之间通过锚栓连接，底板上安装固定销钉，各侧板底部打孔，直接插入底板。在模型箱设计过程中，学生充分联想了日常物品的连接方式，从而顺利完成模型箱制作。接着为了完成本次实验，学生也联系了相应砂子生产厂家，了解中粗砂的规格，充分调动了学生自主参与的积极性。
（3）根据设计要求，需要学生自主完成多个常规试验，为进行本次加筋挡墙设计提供材料参数。比如，对砂样进行基本的物理性质参数测定，包括筛分试验、密度测定等。力学强度测定包括砂土的直剪试验、确定内摩擦角，以及筋材的抗拉强度测定等。
（4）在理论计算方面，学生自主查阅TB 100025―2006《铁路路基支挡结构技术设计规范》等多个规范，进行加筋土挡土墙土压力计算、下滑力和抗滑力计算、全墙抗拔稳定验算等，能结合自己提出的布筋方案，建立布筋优化方案的目标函数，从而为整个课题的完成提供扎实的技术路线支持。
（5）在实验方面，为了观察砂样挡墙在不加筋带下的自稳定状况，学生首先做了无筋带下砂土的滑裂面分析和砂土自然休止角的测定，直观上认识了无粘性土滑坡的过程。通过强度较低的纸板作为挡墙，也直观上看到了墙后土体的土压力分布状况，以及不同深度的变形状况。
（6）随着实验的进行，学生兴趣越来越高，查阅了相关加筋土工方面的文献资料，了解了加筋土加固机理。让学生初步尝试布置直线型的筋带进行试验，模拟加筋挡墙过程，不断调整筋带总层数和各层筋带的数目、尺寸等，通过竖向加载直至挡墙破坏，从挡墙后砂土的破坏类型以及筋带的破坏来判断筋带布置的合理性。
（7）通过大胆尝试，学生提出了多种筋带类型和布置方案，比如采用筋带末端弯起成U形或V形，末端采用扩大头的加筋布置等，体会了加筋复合体的作用。在这个过程中，学生能联系工程实际，考虑筋带布置时的经济合理性，培养学生全面理解问题能力，提高其抓住问题症结并各个击破的能力。
（8）最后通过完成一个完整的计算书来表达自己的设计思路和方案，锻炼学生组织整理实验课题报告的能力。在此过程中学生对本科土力学的基本理论知识有了更全面和系统的理解。
在加筋土挡墙设计的基础上，若不考虑筋带，通过设置挡墙面板的位移状态，可以来模拟边坡失稳的主动状态和被动状态，从而使学生结合课本知识，直观了解边坡失稳过程以及滑裂面的形成。
在此开放性试验中采取4人一组，利用的是课外学时，加筋土挡墙设计为4学时（包括计算和操作的整个过程），边坡失稳试验为2个学时（主要是操作环节）。上述结合土力学课程开展的实践环节，学生反映学习效果很好，提高了学生的探索和创新能力，并为本科生的毕业设计和论文研究打下了良好的基础。
四、结语
教学中通过不断尝试和学生的反馈，我们看到实践环节的合理性可以大大促进理论教学部分的成效。更可喜的是，虽然开放实践课题结束了，但是学生总结实验结果的热情不减，仍然能认真分析实验各个环节和数据结果，加深了对土性质的认识，增强了对岩土工程的兴趣，为培养岩土工程专业的研究生和岩土工程的从业者打下了基础。土力学是一门实践性非常强的基础课程，理论知识为主，但通过能力培养，引导学生进行创新思维，对理论知识有整体宏观的认知和运用才是人才培养的根本。教学中重视实践环节课题的设置，使课题具有可操作性、工程性、趣味性和发展性，这样才能真正使学生成为课程学习的主角，充分调动他们对学科理论知识学习的积极性。作为教师，在整个实践环节中，应该起到指导作用，授之以渔，培养学生创新思维方法，这样土力学实践环节的教学才能真正发挥其作用。参考文献：
[1]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.
[2]高等学校土木工程学科专业指导委员会.高等学校土木工程本科指导性专业规范[M].中国建筑工业出版社，2011.
[3]李广信.奇谈怪论土力学[J].岩土工程界，2003，6（8）：24-26.
[4]赵树德，廖红建.土力学[M].2版.北京：高等教育出版社，2010.
[5]李广信.试验与思考[J].华中科技大学学报：社会科学版，2014（S）：118-120.
[6]缪林昌，经绯，邵俐.大土木工程类土力学教学改革思考与实践[J].东南大学学报：哲学社会科学版，2009，11（6）：255-257.
Abstract：
According to the characteristics of soil mechanics course， this paper discussed some preliminary ideas on how to develop soil mechanics experiments， strengthen the teaching practice and further more to improve the teaching quality. A good experimental training should be operable with clear basic conception，should have an engineering application background， can stimulate the students’motivation， and should have the characteristics of innovation and development. So as to improve the theory teaching effect， improve the students’ initiative， and students’ innovative thinking and problem solving bined with case analysis， this paper presented that a good experimental training can make the students have comprehensive understanding of the basic theories and master the scientific research process， which is of great significance in fostering students’ thinking and comprehensive ability in civil engineering， water conservancy， transportation， mining， geology and other professional fields.
工程地质学知识点范文3
[关键词]排水固结法 地基处理新技术 水利工程 教学模式改革
[中图分类号] TU41;G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）06-0132-03
地基处理（foundation treatment）一般是指用于改善支承建筑物的地基（土或岩石）的承载能力，改善其变形性能或抗渗能力所采取的工程技术措施。[1]随着我国各类建筑与高等级公路的高速发展，软弱地基处理成为工程界亟待解决的重大问题。[2]目前，重庆交通大学地基处理新技术课程是针对水利工程专业研究生开设的，也有很多高校的土木、交通、水利、铁路等专业都开设了本课程或教学内容相近的课程，旨在扩大土木工程及相关专业的学生的知识面，熟悉常用的较新的地基处理方法，提高解决工程实际问题的能力。[3]排水固结法作为地基处理技术中一种最基本的方法，主要用于解决地基的沉降和稳定问题，是本课程的重要内容之一。
课堂是教育教学的主阵地，它直接关系到培养什么样的人的问题。[4]课堂教学是教育教学中普遍使用的一种手段，它是教师给学生传授知识和技能的全过程，课堂教学模式直接影响教学效果。本文从排水固结法的教学特点及教学中存在的问题两方面出发提出课堂教学模式改革方法，以期达到诸多教育者和研究者所关心的如何提高该方法教学质量的问题。
一、排水固结法的教学特点
（一）授课对象
为了提高硕士研究生地基处理专业知识与专业技能，我校早在2007年就为水利工程专业研究生开设了地基处理新技术作为专业基础课，并作为其他专业的专业任选课供全校研究生选择学习。我校是重庆乃至中国西南地区较早开设地基处理相关研究生课程的高校之一，并且把作为基础本方法的排水固结法选为本门课程的教学重点和必须掌握的知识点。因此该方法的主要授课对象为研究生，且主要为水利工程专业硕士研究生。
（二）授课教学内容
排水固结法又称为预压法，适用于饱和软黏土、可压缩粉土、有机质黏土和泥炭土等，特别适用于在持续荷载作用下的地基土。它是一种在建筑物建造以前，在天然地基或者设置有竖向排水体的地基上进行加载预压，使地基中的自由水随着竖向排水体排出而使得固结沉降提前完成，地基土强度得到提高的方法。[5]排水固结法的教学内容安排如表1所示：
表1 排水固结法的教学内容安排
从教学内容上看，排水固结法的授课主要存在以下两个方面的特点：
1.涉及知识面广：排水固结法包括堆载预压法、真空预压法、真空堆载联合预压法、电渗法几种基本方法，包含加固机理、设计计算、施工工艺等方面的教学内容，体系庞大，涉及土力学、水力学、工程地质学等基础专业知识，涉及知识面广，要求学生有一定的专业基础;
2.工程实践性强：学习排水固结法的目的是使学生掌握其基本理论，了解本方法或技术最新的发展动态，分析存在问题的原因，掌握方案的选择和评价，培养学生应用本方法加固适用地基的实践能力。教学内容与工程设计规范密切相连，学习的最终是服务于工程设计，因此具有较强的工程实践性。
二、课堂教学模式存在的问题
目前针对教学内容主要存在的问题有：
（一）“灌输式”授课
研究生教育是我国教育结构中最高层次的教育，肩负着为国家现代化培养高质量创造性人才的重任。[6]研究生的硕士阶段教育，是本科毕业之后继续进行深造和学习的一种教育形式，在学生掌握专业所需基本技能后，在专业修养素质上有更大的提高，其目标是培养有一定理论基础的专业设计工作者即设计师。研究生毕业生在国家各项事业中发挥着重要的作用，他们中间有相当一批人将成为教学、科研和部门的主要骨干力量以及学术带头人，有的将获得国家发明奖和重大科技成果奖。排水固结法的授课对象为硕士研究生，他们有别于本科生，处于接近成熟的成长时期，求知欲望强，对未来有很高的期许，且有强烈的拓宽知识面及接触新鲜事物的要求，采用本科传统的“灌输式”授课方式是不能满足硕士培养的要求，这是针对授课对象存在的主要问题。
（二）底子薄
排水固结法的教学内容涉及知识面广，需要学生对土力学、水力学、工程地质学等基础专业知识有全面的了解，而我校的水利工程研究生招生来源于不同高校或相近专业，他们本科开设的课程有所不同，对专业基础知识的认知面单一，想要“消化”排水固结法中的相关知识点，有一定的难度。
（三）见闻少
排水固结法学习的目的是服务于工程实际，而绝大部分学生是本科毕业后直接攻读硕士研究生学位，毫无工程背景，听到见到的工程都比较少，学生仅靠书面教育，想象力的发挥存在很大的局限性，见闻少也使学生对该方法的掌握多了一道障碍。
（四）条理不佳
从表1可以看出，在教学中先对排水固结法进行了概述，后进行了加固机理、设计计算、施工方法等方面的介绍，其中分别讲述了几种基本方法，教学的侧重点在于基本原理，理论性很强也比较全面，但是这样的表述方式让学生难于对某一个方法形成系统性的认知。研究生毕业以后，大多就职于设计院、研究院以及高校，从毕业生毕业工作以后的反馈信息可知，多数毕业生对复合地基排水固结法的理解不透彻，概念模糊，缺乏具体排水固结法分类方法的认识，当遇到工程设计分析的时候，一片茫然，不知如何下手。
（五）缺乏支撑
理论来源于实际，又服务于实际。排水固结法学习的最终目的是解决实际问题，但在本教学内容的设计上，极少提及实际工程，有一定的缺陷性，单纯的理论教学容易让学生感觉疲惫，且不易理解。
三、课堂教学模式改革
（一）教学内容的改革
由于排水固结法教学内容条理性不佳，并且缺少工程实例，让学生对该部分的内容含糊不清，设计方法不明确，因此，对该部分教学内容进行了改革，改革后的教学内容如表2所示。
表2 排水固结法改革后的教学内容安排
从表2可以看出，改革后的教学内容与原教学内容相比，存在几点不同：
1.先简述排水固结法的原理，对几种方法中一致性的内容作了统一讲解后，按照小节的方式分别讲解每一种方法的原理、设计、施工，各个击破，也有利于学生进行对比分析理解，对每一种方法形成系统性的认识;
2.增加了工程案例小节，形成系统认识后，列举了我国几种应用排水固结法进行地基加固的工程实例，进一步加深了学生对排水固结法各种方法的认识;
3.针对研究生的培养目标，根据本行业目前的研究动态和国内的工程应用情况，增加了发展趋势一小节，让学生更好的分析了解排水固结法的发展动态，为他们的科研之路做好铺垫工作;
4.通过本章思考题，让学生巩固所学排水固结法知识点，便于日后应用。
（二）“图片+视频”式教学模式
排水固结法的教学内容决定了排水固结法教学工程实践性强的特点，规范规定的条例仅靠文字表述，会让课堂了无生气，学生的学习热情大幅度降低。图片是一种直观的简化的表述方式，在课堂教学中使用简单的文字配以形象的图片制作课件，让课堂教学五彩斑斓起来，能够合理规避学生的视觉疲劳，提高课堂学习效率。而随着电子科学技术的飞速发展以及信息化进程的加快，越来越多的工程制作宣传片，还有按照原理制作的一些教学短片，工程现场拍摄的视频等都可用作教学，使课堂更加活泼生动。因此，这种“图片+视频”式教学模式可以很好的提高学生的学习兴趣，传输大量的学习信息，加深学生对教学内容的记忆，加强对知识点的理解，能够有效的提高课堂教学质量。
（三）网络化学习方式
20世纪80年代以来，教育改革的总趋势是教育多元化、社会化、信息化和国际化。[7]对硕士研究生的培养，应采用课程学习和科学研究相结合的方式，因此既要注意知识的传授，更要加强能力的锻炼。硕士研究生毕业要在坚实的掌握本学科基础理论和系统的专门知识的基础上，具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。要达到这一要求，硕士研究生必须具备查找和阅读科技文献的能力，正确掌握学科的发展动态及发展趋势。在本课程中，针对教学对象为硕士研究生这一特殊授课对象和几乎每位学生都有电脑的特点，增加了排水固结法的发展趋势一节，这一节的增加也旨在培养学生查阅相关科技文献数据库或其他相关网络文章的能力，通过阅读文献，了解排水固结法的发展动向，总结其发展趋势，凝练其科学难题，学习解决这些科学难题的科学研究的方法。
三、结论
课堂教学是教育教学中使用最多最为普遍的一种教学方法，其教学模式的正确与否很大程度上决定了教育质量的高低。文章结合排水固结法的特点及教学中存在的问题，广泛吸取国内外其他高校同行的教学经验，参考毕业学生和用人单位反馈的信息，依据现代化的教育教学理念，在多年的教学经历中总结教学经验，重点探讨了通过调整课题教学内容、综合运用其他教学手段的课堂教学改革模式。与原来的教学模式相比，新模式能够结合课程内容自身特点，以学生为中心，采取多种手段，激发学生学习的兴趣，加深学生对工程概念的理解，充分调动学生学习的主观能动性，因此使教学真正达到培养工程师的目的，取得了较好的教学效果，并且为进一步的科学研究打下基础。
[ 注 释 ]
[1] 郑俊杰.地基处理技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2004.
[2] 李彰明，冯遗兴.动力排水固结法参数设计研究[J].武汉华工学院学报，1997（19）：41-44.
[3] 郑俊杰，龚文慧，刘尚蔚.《地基处理技术》课程教学方法探讨[C].土力学教育与教学――第一节全国土力学教学研讨会论文集，2006.
[4] 张晓华.当前课堂改革的困惑与对策[J].教育情报参考，2005（6）：37-38.
[5] 王俊杰，唐彤芝，彭.地基处理新技术[M].北京：中国水利水电出版社，2013.
[6] 赵军，唐祖爱.水文水资源学科联合培养研究生模式的探索与实践[J].河海大学学报（哲学社会科学版），2005（1）：75-77.
[7] 梁世宁.新课标下中学地理情境教学的理论与实践研究[D].福州：福建师范大学教育硕士学位论文.
[收稿时间]2014-12-18
