新建地方本科院校土工實驗教學的改革和探索★

羅愛忠

0 引言

近年來我國土木工程建設快速發(fā)展，工程建設規(guī)模日益擴大，難度不斷提高，這對土木工程專業(yè)的學生提出了更高的要求。土力學是土建類專業(yè)教學課程體系中的一門非常重要的技術基礎課，是一門理論性和實踐性都很強的課程。它需要培養(yǎng)學生的獨立思考能力、創(chuàng)新能力和工程實踐能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。而土力學實驗課程是土力學課程中非常重要的教學實踐環(huán)節(jié)。實驗教學的好壞直接關系到學生對土力學課程的基本概念、土的工程力學性質的掌握。

通過實驗，要求學生能了解土工試驗的儀器操作，掌握一定的土工試驗技能，同時熟練掌握土的物理力學性質的測試方法，培養(yǎng)學生的實際動手操作能力以及在以后的工作實踐中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，培養(yǎng)嚴謹求實、吃苦耐勞、團隊合作的工作作風。但地方本科院校大都是在原來的師范類?？圃盒；A上發(fā)展而來的。

由于長期從事的是中小學師資力量的培養(yǎng)，在成為本科院校后所開設的工科專業(yè)大都缺乏相應的教學設備的支撐，特別是在實驗教學環(huán)節(jié)上的試驗室建設方面有太多的欠賬，使得培養(yǎng)的學生重理論輕實踐，在以后的工作實踐中形成很大的被動，得不到用人單位的認可，使得這些院校本科專業(yè)的發(fā)展前景受到一定的影響。本文從土力學實驗教學的內容和土力學實驗室兩個方面的發(fā)展現(xiàn)狀入手，探討了土力學實驗教學改革，提出一些當前條件下對土力學實驗教學有益的建議。

1 土力學實驗的教學內容

土力學實驗教學的基本項目包括土體的物理力學指標和某些特殊指標的獲得。根據(jù)《土工實驗方法標準》，土力學實驗一共要進行 35個實驗:含水量、密度、比重、顆粒、界線含水量、相對密度、擊實、承載比、回彈、滲透、固結、濕陷、三軸、抗壓、直剪、反復直剪、自由膨脹率、膨脹力、收縮、凍土密度等項、化學成分五項、離心含水當量等實驗。

2 地方本科院校土力學實驗教學的現(xiàn)狀

2.1 教學儀器設備不足

地方本科院校新開設的土建類專業(yè)一般都沒有先設相關專業(yè)的硬件設施的支撐，再加上新設本科專業(yè)大都處于比較偏遠的地區(qū)，財政的投入相對有限。有限的財政資源大都投入到學?；A設施的建設當中，使得教學儀器相對不足，有些院校根本就不開設實驗課。

由于實驗室設備不足，大多只能進行演示性實驗教學，且開設的實驗項目遠遠低于教學大綱的要求。這就造成了以理論教學為主，實驗教學為輔，經(jīng)常把實驗一帶而過。沒有把理論教學和實驗教學結合起來，讓學生以純粹的理論理解，在腦子中只有個抽象的概念。比如:土的外觀、狀態(tài)、塑性、含水情況等，只能是想象，一旦學生接觸實際，根本就結合不起來。

2.2 教學方式的陳舊

現(xiàn)在的土力學實驗教學基本上還是沿襲以往的傳統(tǒng)教學模式，傳統(tǒng)的實驗教學模式分為四步:實驗室老師準備儀器設備，學生預習實驗內容—老師講解示范—學生分組實驗，教師巡回指導—學生撰寫實驗報告。傳統(tǒng)教學模式能培養(yǎng)學生的基本實驗素質(包括數(shù)據(jù)處理與誤差分析、儀器操作、撰寫實驗報告)具有不可替代的作用，同時由于實驗結果與理論吻合較好，能較好地配合理論課教學。但是在整個實驗過程中學生只能在教師預先設定的框子中被動地完成實驗，這在一定程度上抑制了學生主觀能動性的發(fā)揮。在教學過程中如果實驗指導教師講得詳細，學生聽得認真，那么在做實驗的過程中出現(xiàn)的問題就相對少;反之，指導教師講得少、簡，許多學生在實驗過程中就不知所措，不是這里出問題，就是在那里圍著老師團團轉，實驗效果也不好，當然，這一點也與學生沒有提前預習有關，同時也反映了學生主動性和動手能力不強。

2.3 教學學時偏少

按照土力學教學大綱的要求，整個土力學的課時加上實驗課時也只有 48個學時，在這有限的學時內必須完成理論課和實驗課的教學。部分老師為了很好的完成理論課的教學，就壓縮實驗課的學時，這使得本來就十分緊湊的試驗課學時形同虛設。要做完 8個常規(guī)實驗，顯然從時間上講比較緊湊，如果不是事先的充分準備，很難在規(guī)定時間內完成這些項目。

而對于土力學中的一些其他重要實驗，如:三軸實驗、K0系數(shù)測定、滲透等特殊實驗的演示根本就沒有時間安排。在教學中根據(jù)理論課授課安排的需要，實驗項目大多是獨立進行，教學任務完成后，在學生頭腦中形成的印象是“散”，針對這個問題，為了能將各個分散的部分有機組合起來，就必須開設一個綜合性實驗，但由于在教學課時上沒有提供保障，也就使得該實驗根本沒法開設。

2.4 實驗基地的不足

新建地方本科院校由于大部分都沒有工科專業(yè)背景，相應的實驗室硬件設施本來就相對缺乏，與工程單位的聯(lián)系方面就相對較少，因此學生對理論教學往往是停留在比較抽象的層次上，雖然室內試驗可以解決部分問題，但如果能讓他們在室外基地親自進行土體原位測試，就會使得抽象的事物化為具體的東西，同時還能激發(fā)學生的學習興趣，學到許多書本上學不到的東西。因此，聯(lián)系一定的試驗基地也是當務之急。

3 土力學實驗教學的改革

目前，土木工程專業(yè)實驗項目大多是圍繞著試驗理論課程設置的，但對于我們這種新建地方性本科院校，在工科專業(yè)的發(fā)展過程中，由于經(jīng)費及師資等原因，試驗儀器及經(jīng)費的不足往往制約著實驗課程的開設。從實驗內容來看，目前土木工程專業(yè)實驗教學內容與培養(yǎng)學生具有進一步發(fā)展所具備的綜合能力之間有一定的矛盾，主要表現(xiàn)在:實驗項目設置較少，實驗課時與理論課程相比相對較少，學生參與實踐機會少，而且少數(shù)有余力的學生也沒有機會選做有創(chuàng)新性的實驗，影響了學生做實驗的積極性。因此當前地方院校的土力學實驗教學已經(jīng)不能滿足于社會的需要，已經(jīng)嚴重的阻礙了地方院校土建類專業(yè)的發(fā)展，影響到了對地方經(jīng)濟急需的土建類專業(yè)人才的培養(yǎng)，有必要對地方院校的土力學實驗教學進行改革。

3.1 培養(yǎng)學生的實驗興趣

實驗教學是學生在教師的指導下，自己親自動手完成的。學生在實驗過程中處于主導地位，教師只是引導學生自身的實踐活動。教師在實驗教學中的講授要力求少而精，這就要求學生必須在實驗前做好預習。為了保證實驗順利進行，提高實驗興趣，達到實驗教學效果，可以讓學生在進行實驗操作前提交實驗預習報告。學生在做實驗前要認真預習實驗內容，包括明確實驗原理和實驗目的、了解實驗儀器、清楚實驗步驟、理解實驗結果及指標的計算公式、知道應觀察的實驗現(xiàn)象等。

通過預習和思考，使學生在沒有進行實驗之前就對實驗的大致內容有一個了解，這樣能夠激發(fā)學生的興趣，還可以使學生對實驗中需要注意的問題做到心中有數(shù)。實驗預習報告經(jīng)實驗教師審閱后，學生方可準許進行實驗，以操作比賽和實驗報告評比等方式激發(fā)他們的興趣。

3.2 構建新的土力學實驗教學內容

構建新的土力學實驗教學內容，主要從土力學實驗內容的應用廣泛性和工程實用性入手，一些實驗手段陳舊，內容重疊的實驗進行合并刪除，對于體現(xiàn)土力學理論精髓的和前沿性的要實驗項目保留或拓寬，加大技能型、綜合性與探索性的實驗內容，將試驗體系進一步整合、優(yōu)化，適當開設設計性試驗。在實驗內容的安排上，盡量使各個試驗項相互聯(lián)系，能夠使學生在實驗的過程中了解試驗結果的適用范圍和用途，特別是在實際工程中的應用方法，例如，在進行壓縮試驗的過程中要求學生同時進行含水量試驗和密度試驗，同時了解比重試驗的方法和過程，這樣含水量試驗結果和密度試驗結果就可以應用到壓縮試驗數(shù)據(jù)整理中，不僅節(jié)省了試驗的時間，同時也使學生們了解了含水量與土樣的密度是影響壓縮性質的兩個物理指標。

另外，結合學校周圍的實際工程，在實驗教學過程中開設一些設計性的實驗，這樣既可以提高學生們的動手興趣，又可以增加學生們對試驗指標的應用，可以大大提高學生們學習力學的積極性，也使學生們對土力學的理論知識有一個更直觀的理解。同時，充分聯(lián)系工程實際，建立一定的實習基地，充分利用實習基地的試驗條件，開展一定量的原位測試技術訓練。

3.3 充分利用多媒體教學

多媒體教學是當代一種比較流行的教學手段，在新建地方本科院校的實驗教學還未得到有效的利用。再加上新建地方本科院校由于教學經(jīng)費的不足，實驗室配套建設相對緩慢，在這種情況下，在實驗教學環(huán)節(jié)中充分利用多媒體教學就變得更加必要。如何在有限的課時內完成必需的實驗教學任務，同時還要充實和擴大實驗內容，是土工實驗教學面臨的重要矛盾問題。多媒體在土工實驗教學中的應用能夠在一定程度上解決這一問題。

首先，在實驗前，通過多媒體對實驗過程進行具體詳細的演示和模擬，這樣能夠減少學生的預習時間;

其次，在實驗過程中，利用試驗間歇時間(比如固結實驗中的等待固結穩(wěn)定時間)，帶領學生進行數(shù)據(jù)處理，可促使學生積極思考，仔細完成每一步實驗，提高了實驗效率和實驗質量;

再次，對于那些耗時長、耗費資金大的實驗，可以利用多媒體教學手段把相應實驗內容錄制成音像合一的錄像片來進行觀看，這樣能夠使學生了解實驗內容和目前土工實驗的深度及技術前沿，從而極大的豐富和開拓了學生的視野及知識面。

3.4 轉變觀念，突出實驗教學地位

實驗教學改革的先導就是轉變教師和學生對實驗教學的觀念。轉變觀念主要是消除“重理論、輕實驗”的舊觀念，樹立實踐第一的觀點，調動一切積極因素;專職實驗教師與理論課教師待遇要相同，將實驗課時從理論課計劃中分離出來，單列實驗教學計劃，實驗成績單獨計算。只有這樣，對學生來說，可以促使其重視實驗課，提高實驗教學效果;對實驗室的教師來說，可以充分調動實驗教師的工作積極性。

3.5 加強實驗室隊伍建設

在實驗教學過程中，還應該注重實驗師資隊伍的建設。試驗教學環(huán)節(jié)的好壞還關系到是否有一支穩(wěn)定的、業(yè)務素質過硬的、事業(yè)心強的師資隊伍。在這一方面可以安排一些具有博士或碩士學位的教授和副教授充實到實驗師資隊伍中去。另外還要不定期的組織實驗人員到重點院校參觀、交流，特別是要去那些實驗教學取得好成績的院校，學習他們的成功經(jīng)驗，可以加快發(fā)展步伐，少走彎路。

在師資培養(yǎng)上還要組織實驗人員積極參加有關單位舉辦的相關專業(yè)技術培訓，切實提高實驗技術人員的業(yè)務水平，保證實驗教學質量的穩(wěn)步提高。

4 結語

土力學實驗是一門實踐性很強的課程。通過土力學實驗課程的開設，有利于提高學生的學習主動性、動手能力、綜合分析能力及科研能力。

本文從土力學實驗課程的教學內容著手，通過分析現(xiàn)階段地方本科院校土建類專業(yè)土力學教學的發(fā)展現(xiàn)狀，結合筆者對土力學教學的探索，總結出了當前地方新建本科院校在土力學實驗教學改革的方向。

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