问题教学法在土力学与地基基础教学中的应用

问题教学法在土力学与地基基础教学中的应用
作者：陈培培
来源：《现代经济信息》 2017年第13期
摘要：土力学与地基基础是土木工程专业的一门专业基础课，该课程包括土力学与地基基
础设计两部分内容，授课任务量大，填鸭式教学无法达到教学目的。

本文通过实例分析了问题
教学法在该课程中的应用方法，包括提出问题、分析问题、解决问题和总结问题四个环节，该
方法在本校14级土木工程专业学生教学工作中得以应用，并且取得了较好的教学效果。

关键词：问题教学法；土力学与地基基础
中图分类号：G642.3文献识别码：A文章编号：1001-828X(2017)019-0-02
一、土力学与地基基础课程现状
万丈高楼平地起，如果没有地基基础的牢固的话，整个建筑的安全就难以保证。

所以土力
学与地基基础是对于大学三年级学生开设的一门专业基础课。

本课程的学习需要学生具有一定
的建筑常识，有一定的力学基础，所以在开设本课程之前需要学习房屋建筑学、理论力学、结
构力学等课程。

学习完本课程之后，学生能够进行更深层次的土力学问题研究，能够掌握地基
基础设计的基本方法。

本课程包括两大部分的内容：土力学、地基基础，土力学是理论性知识，地基基础是实践性知识，两部分内容是相辅相成的，土力学的研究是为了地基基础的设计，地
基基础的实践能够完善土力学理论。

本门课程共有72个学时，需要完成理论和实践两部分内容，所以相比于其他土木工程专业课程任务过于繁重，依靠教师上课填鸭式的教学难以达到良好的教学效果，学生自主分析研究
更深层次的土力学问题、对地基基础进行设计的学习目标难以达成。

二、问题法教学在土力学与地基基础课程中的实施
为了促进学生在寻求中探索问题、解决问题，进而掌握知识、培养技能、发展智力，在土
力学与地基基础的教学中采用问题教学法，将课本枯燥的知识用问题的形式展现在学生面前，
让知识动起来，进而使学生的思维活跃起来，达到促进学习的效果。

问题教学法源远流长，随
着新课程改革的开展和实施，问题教学法的优势已日渐凸显，它是革除传统教学弊端的手段之一，也是激发学生学习的内在动力源泉。

1.问题教学法四大环节
问题法教学环节分为四大步骤：提出问题、分析问题、解决问题、总结归纳。

提出问题需
要教师备好课，对课本内容充分的熟悉，尽可能用最通俗易懂的语言配合案例或工程图片提出
问题。

分析问题这一环节是学生自主思考环节。

可以采用分组讨论，促进学生分析问题的热情。

该环节是最容易出问题的环节，教师需要认真观察学生分析问题时候的状态，察言观色，判断
学生分析问题环节是否顺利，是否需要进行更深层次的提示。

第三个环节是解决问题，该环节
可以采用教师作答，也可以采用小组代表作答，也可以自由回答，这三种解决问题的方式可以
根据第二环节的进展顺利程度，学生的学习状态随机采用。

第四个环节为总结归纳，通过这一
环节起到画龙点睛的效果。

根据第三环节解决问题的程度，对本节课内容进行梳理、讲解。

2.问题法教学在课程内容安排上的应用
问题法教学首先需要教师巧妙的提出问题，进而引导学生分析问题，然后引导学生思考问题，最后总结学生答案，总结本节课内容。

学生刚接触一门课，不能第一节课就开始满堂灌，
而是应该理出本课程的学习思路，使学生知道通过本课程的学习能够达到什么目标，然后围绕
着这一目标展开教学。

因此首先通过问题法将本课程内容安排导出。

土力学与地基基础课程共有9个章节左右，一般教材安排的内容为前半部分为土力学内容，后半部分内容为地基基础内容。

前半部分土力学内容包括：土的物理性质及地基岩土分类、地
基的应力、地基土的变形、土的抗剪强度和地基承载力、土压力和边坡稳定六个章节，这六个
章节中前五个是为基础设计服务的，而土压力和边坡稳定可以独立出来是为基坑开挖服务的。

后半部分为天然地基上的浅基础、桩基础、软弱地基处理。

由于课时有限，授课时候如果按照
课本顺序从前往后会使学生学习产生疲倦，因此在授课时可以将章节调整分为三大部分：基础
设计、边坡稳定和软弱地基处理。

本课本内容可以认为是为了研究三个问题展开的：基础该如何设计？边坡稳定如何保证？
软弱地基如何处理?将课程复杂的章节简单化，可以提高学生学习的信心。

3.问题法教学在三大模块中的应用
问题教学法可以贯穿课程的每个部分，用问题引导学生去思考，将看似毫无关联的章节内
容串联起来。

上面已经通过问题教学法将课本内容分为了三个问题，接下来将以基础该如何设
计这个问题为例阐述在这个模块中，问题教学法将如何展开教学。

基础设计的目标有三个：经济性、安全性、耐久性。

经济即是说不浪费材料、不浪费人力。

不浪费材料则是指保证安全的基础上用最少的钢筋、混凝土、砂浆等。

不浪费人力，则是指基
坑开挖时候做功的多少，例如基础埋置越深，则基坑开挖工作量越大，越浪费人力。

耐久性则
是需要基础能够不被地下水、酸碱等自然力侵蚀、人力破坏，这需要考虑材料的耐水性、耐腐
蚀性，将基础埋置在地表0.5m以下。

安全性是基础设计的重中之重，土力学内容的学习是为了保证基础的安全性。

基础的安全性如何保证呢？换个角度思考，基础如果不安全会是什么情况？一是基础自身强度不够发生破坏，二是基础强度足够，但是地基强度不够，基础失稳。

因此，
基础安全性需要研究两个问题：一是基础破坏；二是地基破坏。

研究地基如何不被破坏也可以称为地基设计。

地基为什么会失稳主要原因有两方面：一承
受压力，压缩量超过允许值；二是发生剪切破坏。

因此，这个问题又引出了两个问题地基土压
缩量(即基础沉降量)的确定、地基承载力的确定。

地基压缩量的确定需要知道地基土的压缩性、地基土的应力分布情况，从此可以展开第一章节土的物理性质、第二章节地基的应力、第三章
地基土的变形、第四章土的抗剪强度和地基承载力。

研究基础如何不被破坏，首先需要分析基础如何破坏，基础如果破坏原因有两个方面：一
是在上部荷载作用下发生剪切破坏，二是发生弯曲破坏。

为了防止基础发生破坏需要从这两方
面着手。

对于不同的基础形式，如刚性基础、柔性基础，两种破坏的抵抗力是不同的，因此需
要分别研究刚性基础设计、柔性基础设计，由此可以展开浅基础设计章节的学习。

学习完浅基
础之后，引出问题：如果基础不能浅埋，例如：有浅层软弱土，承载力不满足要求等情况改如
何处理，进而引出下一章节内容：桩基础设计。

4.问题法教学下的学生学法
大学生由于年纪的原因，固定的思维方式还没有形成，大部分还没有形成一个主动学习的
自有机制，还是习惯教师填鸭式教学，自己被动的接受。

这种学习方法的弊端在于不能积极主
动去思考，能解决某一特定问题，但是知识不能系统化，所以大部分学生认为上课内容都是记
忆性的内容，需要死记硬背，在考试的时候成绩就会不理想，一旦工作，对工作中会面临的更
新换代的问题将会无从下手。

首先学生需要摒弃高中、初中对学习课程的理解，大学之前的学习是打基础的，所以会对
基础问题反复深究，而土力学与地基基础是应用型课程，要求学生在掌握了基础概念之后，例
如什么是基础、工程上土的种类等，只要能对简单的工程常识有所理解即可，所以相比大学之
前的学习，大学专业课更容易学习。

然后对于教师提出的问题能够积极主动思考。

思考问题可以从问题本身着手，例如：软弱
地基的处理方法有哪些？可以思考地基软弱的原因是什么？例如：含水量高、不密实，进而思
考使地基含水量降低的方法、使地基土密实的方法即为软弱地基的处理方法。

思考一个问题可
以从两个方面展开，一个是问题的正面、另一个是问题的反面。

如果直接切入无果，可以从反
面突破。

例如：为什么要采用桩基础？可以思考如果不使用桩基础，而使用浅基础时会出现哪
些不良后果，即为采用桩基础的原因。

这些思考问题的方法，教师可以反复的引导，学生反复
的练习，进而找到分析不同问题的方法。

三、结语
问题教学法是众多教学方法中的一个，可以与其他教学方法，例如情景教学法、任务驱动
法等配合使用。

本教学方法在我校14级土木工程专业学生中得以应用，对比13级土木工程专
业学生的学习情况，课堂活跃程度、课下作业完成程度均有所提高，期末考试成绩整体有所提高，学生解决问题的能力有提高的趋势，总体在本门课中取得了较好的教学效果。

参考文献：
[1]常虹,王丽霞.基于实践能力培养的土力学课程教学改革探讨[J].高等建筑教育,2014(1).
[2]张卫兵唐莲.土力学课程教学方法改革与实践[J].高等建筑教育,2012(2).
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[4]蔡燕燕,涂兵雄.土木工程专业侨生土力学课程教学模式探讨——以华侨大学为例[J].高等建筑教育,2014(3).
作者简介：陈培培(1988-)，女，河南荥阳人，主要从事岩土工程、教育研究。

基金项目：本论文为2015年河南省教育技术装备与实践教育研究课题《土力学多元化实验教学组织形式研究》的成果，项目编号：GZS268。