理正软件应用于《土力学》的研究

理正软件应用于《土力学》的研究

赵静

摘要：针对当前学生对课程中很多知识理解不够，课程中很多内容讲不深，讲不透部分，以软件教学促进教学方法改革的路径，也是一种提高职业教育学生能力的办法。为贯彻工学结合职业教育发展规律，以应用为主旨和特征构建《土力学》等课程和教学内容体系，开发“做中教、做中学”体现职业岗位能力要求的教学改革。选用理正软件这个常用的基础设计软件进行计算，教学过程中可以通过真实案例进行前期基础计算任务的手算锻炼，与理正软件计算结果可进行对比，传统手算和软件计算结果差异理解可加强基础设计软件参数调整和应用能力，实现教学过程与生产过程的零距离对接。

关键词：职业教育；理正软件应用；《土力学》；

1研究背景及现状

土力学课程是多数土木工程学生必修的重要课程，也是交通土建工程专业方向的专业基础课之一，具有学时紧，内容多，概念抽象，公式复杂，难度大等特点，同时，土力学课程又是很多其他专业课程非常重要的基础[1]。目前力学课程基本以理论和实验教学为主，涉及大量的理论推导和抽象概念，虽然，通过大量习题讲解以及一些基本的力学实验，学生学习后可以运用公式完成课后作业，对基本力学实验的数据进行简单的处理和分析，但由于课程学时和教学条件限制，不能开展大量的实验，学生难以将课程中所学的力学知识与实际工程联系起来，解决工程实践中遇到的力学问题。

随着计算机设计分析软件在岩土工程方向的飞速发展，一些计算纷繁复杂的土力学问题已变成简单的菜单式输入荷载、土性质、截面尺寸、边界条件，输出结果，针对高职高专学生对数学、力学、设计类课程复杂推导计算过程难掌握、难理解、不感兴趣等的特点，将“傻瓜式输入输出”的理正软件融入土力学的教学过程中去，将土力学中能用现行理正软件计算的内容一一对应，编制对应的例题，将土力学的主要内容（土中应力计算，土的压缩的计算，地基沉降，抗剪，地基承载力，土压力等）中主要计算内容编制通俗易懂的理正软件计算案例，使最差的学生掌握用设计软件解决土力学问题。虽然过程可能没掌握，但会输入荷载、土性质、截面尺寸、边界条件，软件输出结果，判断结果，使力学、数学基础薄弱的学生学会用软件解决土力学基本问题。为职业教育贡献职业大学教师的微薄之力。工程软件也有很多，桥梁博士、Midas、ANSYS、桥梁通、桥梁大师、SAP2000、理正软件等等。但是，理正软件一直都是在工程实践中应用为主，没有应用于教学当中，学生进入工作岗位不能尽快投入实践工作中，还需要学习软件等，因此，将软件应用于教学中尤为重要。

2理正软件在土力学教学中的优势

土质学与土力学课程影响到一些后续专业课程（如路基工程、基础工程、地基处理等）的学习，其教学内容和教学方法有着鲜明的特点：内容上包括土体渗流、土中应力和变形、土的强度等基本理论和在挡土墙、土坡、地基三个方面的应用，以及土在动荷载作用下的力学性质，量大面广。它的教学内容不仅仅有记忆性质的名词概念，而且有数学逻辑运算和推理与归纳，学生往往由于基本概念模糊造成分析和计算错误，只有通过大量地、反复地练习才能扎实地掌握。土力学理论的工程应用性很强。学生在掌握基本理论的基础上还需熟悉有关的设计规范和计算图表，由于土的复杂性，目前在解决工程实际问题时，还带有一定程度的经验性，因而在土力学中还有大量的经验公式。土力学课程长期以来的教学方法是教师对基本理论进行课堂讲解，学生课后作练习，由于练习题型多为计算题，解题步骤繁杂，学生往往照书上例题套，解完题后仍不知要求掌握的知识点在哪里。这种传统的教学手段效率低下。

针对土质学与土力学课程的教学特点，在理论知识的基础上，我们采用了利用理正软件辅助教学对计算部分让学生进行自行检查验算并熟悉和了解软件的使用和开发，便于日后进入工作岗位可直接应用新的计算手段快速完成工作，同时也起到帮助学生进一步理解课堂理论内容的作用。在计算部分，利用计算机为教学媒体对学生进行创新教学以起到提高学生学习兴趣，帮助学生巩固理解课堂内容，减少学生的枯燥复杂的公式套用，保证计算结果准确的效果，同时培养学生的实际应用能力。

3理正软件在土力学课程辅助教学中的实践应用

理正岩土是很多工程单位在简单设计中经常用到的计算软件，它涵盖了地基沉降、挡土墙设计、边坡稳定、地基承载力、土工试验等方面。 这与土力学很多内容具有一致性，同时这个软件使用简单，具有完整的计算书，以及可以绘制简单的施工图。，选用理正软件这个常用的基础设计软件进行计算，教学过程中可以通过真实案例进行前期基础计算任务的手算锻炼，与理正软件计算结果可进行对比，传统手算和软件计算结果差异理解可加强基础设计软件参数调整和应用能力，实现教学过程与生产过程的零距离对接。这与培养技能型人才为目的高职教育相适应。所以贯彻工学结合职业教育发展规律，以应用为主旨和特征构建《土力学》等课程和教学内容体系，开发“做中教、做中学

”体现职业岗位能力要求的教学改革势在必行。教育要适应学习的需要，学习适应工作的需要，不要局限在厚课本，考试做作业这些传统的教学过程，要从干中学，学中做。产教融合、校企合作是职业教育基本办学模式，因此，提高职业教育中学生能力的重要一环就是适应岗位需求，应用现代化信息技术完成工作的能力。

土工试验的教学中室内试验室内试验包括含水量、密度、比重、颗粒分析、界限含水率、固结试验、直剪试验等，这些试验更直观的展示了土的物理、力学性质。现场实践教学作为土力学的一个重要环节，是将课本理论知识与工程实际相结合的最好的一种方式，如挡土墙的设计、地基处理等。通过现场教学，加强学生对土力学理论与工程问题密切相连的深刻认识，同时提高了学生运用其理论分析和解决现场工程问题的能力。例如理正岩土中的边坡稳定分析、挡土墙设计，就提供了简单的设计方法，通过软件学习，知道了实际的挡土墙有重力式，衡重式，悬臂式，扶壁式，加筋土等多种形式，这时候老师需要讲解各种挡土墙的使用条件。在熟悉软件操作以后，接下来就是参数的设置，软件里面有计算方法的选择、强度参数的选择、地下水位设置、水土分算还是合算等等，分别对每个参数进行讲解，以及各个参数会对计算结果的影响，这些都在计算书里面会得到体现。 对于计算书，如果出现计算不通过，就要对结果进行分析，分析到底是什么导致计算不通过，比如挡土墙倾覆不通过，可以通过修改墙趾长度、墙背倾角、墙的厚度等等，这些都需要综合分析。最后就是画施工图，图纸要求图层管理不混乱，标注清晰不重复，图纸表达简单不繁琐。 总之在讲解软件的过程一定要贯穿整个课程，，让学生在自己动手的过程中掌握知识，养成分析问题的习惯和认识事物的能力。在使用多媒体教学需配以一定的计算软件，避免让学生在传统教学模式下觉得乏味，针对计算部分可以通过软件计算快速看到结果的这种学习模式，不但能提高学生学习的兴趣，重要的是拓展了学生学习的能力。更有助于结合实践完成工作岗位的任务，实现与企业零衔接。信息化理正软件辅助课程计算学习，增强了职业教育的适应性，做到职业教育与产业无缝连接。

4总结

理正软件在《土力学》中应用是响应国家职业教育改革措施；将理正结构和理正岩土软件辅助土力学课程完成设计计算和验算过程，满足于行业以及市场的需求变化；为解决计算机辅助土力学计算问题，应用一套相应的软件方法，这款理正软件会为职业教育院校的土木工程专业的学生，在进行土力学一些计算问题提供相应的解决方案，准确，便捷，加深了学生对抽象力学知识的理解，培养了他们的学习兴趣，起到了很好的教学效果。可以在工作中高效的完成工作，也可以用于手算的复核和验算。也为现如今各职业院校不同教学模式下提供相应的改革点，从而促进职业教育的改革发展;制定更贴合学生的现状特点的发展对策，适应时代的变化,应用现代科学技术更好的为企业人才需求服务，真正达到学校企业的无缝衔接，促进学生的全面发展。同时也促进企业的快速转型和长远发展。同时也提高了学生的工程能力、创新能力，为以后的职业生涯开辟更宽广的道路，值得国内高校借鉴。

参考文献

[1] 周强，熊拥军，闫小青.CAE 软件在力学课程教学中的应用研究[J].教育现代化，2018.41.056:129-130.

[2]陈洪江.土质学与土力学测试与指导课件的开发与研制[J].交通高教研究，2001（1）:74-75.

[3]异平，仲伟秋，黄丽华.美国大学计算机软件辅助力学课程教学模式探讨[J].高等建筑教育，2012.21(4):132-135.