探究土力學實驗教學的改革

程思嫄， 劉 潔， 古 巍， 羅特軍,2

(1.四川大學錦江學院，四川眉山 620860； 2. 四川大學， 四川成都 610000)

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探究土力學實驗教學的改革

程思嫄1， 劉 潔1， 古 巍1， 羅特軍1,2

(1.四川大學錦江學院，四川眉山 620860； 2. 四川大學， 四川成都 610000)

隨著教育體制的全面改革以及素質(zhì)教育的進一步發(fā)展，大幅度提升了工科專業(yè)實驗教學的重要性。很多高校在土力學人才培養(yǎng)方面，不僅要求學生掌握扎實的土力學理論知識，還要保證學生具備較強的動手操作能力與實踐能力，而后一方面能力的培養(yǎng)是通過土力學實驗來獲得的。但在土力學實驗教學的過程中很多高校普遍存在著問題，例如同學對實驗教學的重視程度不夠，實驗教學的內(nèi)容和方法陳舊，實驗室管理具有封閉性，再者就是實驗人員的業(yè)務水平有待提高，針對這些問題以及土力學這門課程所具有的特點，文章提出了改進土力學實驗教學的幾點措施：增加實驗學時，提高對實驗教學的重視度；改進教學方法；開放土力學實驗室，鼓勵創(chuàng)新實驗；建立健全規(guī)章制度，增強實驗教師隊伍建設。

土力學實驗; 改革; 實驗室管理; 措施

土力學是應用工程力學方法來研究土的力學性質(zhì)的一門學科，被廣泛應用在地基、擋土墻、土工建筑物、堤壩等設計中，是土木工程、巖土工程、工程地質(zhì)等工程學科的重要分枝。土力學作為土木工程專業(yè)的一門基礎課程，它分為理論和實踐兩個部分的學習，具有很強的應用性和實踐性。但是目前很多高校是將土力學的理論課程和實踐課程分開來講授，這在很大程度上限制了學生對理論知識和實踐的聯(lián)系，更限制了他們獨立解決問題和實驗創(chuàng)新的空間[1]。因此培養(yǎng)綜合素質(zhì)高的土力學人才，不僅需要我們重視理論課程的教學，更要注重實驗教學的重要性。通過實驗教學來驗證理論課程中的知識，使得學生對理論知識更進一步的掌握，還能夠培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新實踐能力。為了培養(yǎng)土力學高素質(zhì)的應用型人才，很多高校在當前形勢地推動下建立了土力學實驗基地，促進實驗教學的可持續(xù)發(fā)展，但是隨著實踐基地的建立和使用，一些實驗室所存在的問題也跟著凸顯出來。

1 土力學實驗室的現(xiàn)狀

1.1 對實驗教學的重視程度不夠

通過對比各大高校土力學這門課程的實驗課時，不難看出實驗教學部分的課時相比理論部分少了很多，基本上教學大綱上規(guī)定8個學時左右完成5～6個實驗內(nèi)容，這對于班級人數(shù)比較多的同學來說很難在規(guī)定的時間內(nèi)完成，更不能確保實驗質(zhì)量。而且由于實驗設備不足，有時還要組織學生分批進行實驗，再加上實驗時間有限，有些實驗根本就沒有進行，只是寫了書面的實驗報告就草草結課[2]。長此以往，實驗教學就失去了培養(yǎng)學生動手以及獨立解決問題的能力的意義。另一方面，實驗室教學的師資力量相對薄弱，土力學理論授課的教師不參與實驗教學環(huán)節(jié)，而是由外聘的實驗員或者是在校的研究生來負責實驗教學，由于他們?nèi)狈κ谡n經(jīng)驗而且不清楚理論教學的重難點，這勢必會造成理論教學和實驗教學之間的脫節(jié)，從而影響整個土力學的教學質(zhì)量。

1.2 實驗教學的內(nèi)容和方法陳舊

通過對比幾所高校土力學實驗課程的授課內(nèi)容，我們發(fā)現(xiàn)他們的實驗內(nèi)容基本一致，而且大多數(shù)是以驗證性實驗為主，使用的實驗方法缺乏時代氣息，不能夠滿足當今社會對應用型土木人才的要求。而且這樣的實驗教學模式嚴重影響了學生參與實驗的積極性，更不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。其次是土力學實驗的課程安排不合理，通常實驗課程的教授是在理論課程結束之后，這樣不利于調(diào)動學生的主觀能動性，導致學生被動學習，不思考不分析，更沒有創(chuàng)新，只為了做實驗而做實驗，失去了實驗課程應有的教學意義。

1.3 實驗室管理具有封閉性

傳統(tǒng)的實驗教學僅限于教材中的內(nèi)容，而且教學的方法和步驟都是按照課本內(nèi)容進行，無法與工程實際進行有效的結合，這樣的模式下很難培養(yǎng)學生對土力學實驗的興趣以及獨立設計實驗，缺乏創(chuàng)新的能力。此外，土力學這門課程所設計到的范圍很廣，如巖土工程、地質(zhì)工程、水利工程等，并且對于同一個實驗可能會涉及到的學科是不同的[3]，但是由于實驗目的和所測試指標的不同，因此實驗教學的內(nèi)容也大相徑庭。這要求實驗室在設備安排、實驗組織以及制度管理方面要反應出這種差異，因此實驗室管理具有一定地封閉性。

2 土力學實踐教學的改革措施

2.1 增加實驗學時，提高對實驗教學的重視度

土力學實驗在土工建筑中占據(jù)重要的地位，它能夠加深同學對課堂所學知識的理解，熟悉實驗設備，掌握必要的實驗技術，同時還能夠培養(yǎng)學生實驗研究的基本技能與獨立工作能力。因此，學校需要重新審視實驗教學在整個土力學教學中的重要性，明確土力學實驗教學不是相關專業(yè)理論課程教學的輔助手段，而是與理論教學同等重要的。而且實踐教學能夠切實地提高學生實踐動手能力，特別是從培養(yǎng)高技能應用型人才方面來講，實踐教學比理論教學所發(fā)揮的作用更大。

2.2 改進教學方法

傳統(tǒng)的實驗教學方法多是驗證性實驗，學生是在實驗老師的指導下一步一步完成的，沒有具體的實際工程作為背景，使得學生在整個實驗過程中沒有自己的思想在里面，也就沒有實驗的好奇心和積極性，也更談不上實驗創(chuàng)新。學生是有血有肉的人，教育的目的是為了激發(fā)和引導他們的自我發(fā)展[4]。因此，這樣的教學方法就失去了教育本身的意義。因此我們提倡以實際的工程作為背景，嘗試“基于問題、基于項目、基于案例”進行學習，以工程技術作為主線；在實驗環(huán)節(jié)中，通過實地考察、工程實踐和教師引導等多種教學方法相結合深化教學改革，構建以引導和共同研討為主的互動式教學方法，注重教學方法的趣味性和科學性，側重在實踐中推動素質(zhì)教育。在實驗教學環(huán)節(jié)之前，利用多媒體課件向?qū)W生介紹所有的實驗內(nèi)容及實際操作圖片與視頻錄像，避免了實驗的盲目性，提高學生的感性認識及學習興趣。

2.3 開放土力學實驗室，鼓勵創(chuàng)新實驗

根據(jù)教育部的要求，要提高當代大學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。根據(jù)土力學實驗教學的特點，實驗教學體制改革的一個重要方面在于建立開放性實驗室。實驗室開放的優(yōu)勢大家是可以有目共睹的，學生能夠自由安排自己的實驗時間，并且有充足的時間做實驗，很大程度上提高了學生的自主能動性和對實驗的積極性。開放實驗室不僅能夠提高對實驗室儀器的使用率，還能夠引導學生將學到的理論知識融會貫通，提高其創(chuàng)新能力。另外學校在開放實驗室的基礎上，開展一些以創(chuàng)新性、社會實踐性實驗為載體的教學活動，通過這些活動來培養(yǎng)學生獨立思考和解決問題的能力，同時在整個實驗的設計和實施過程中，學生還可以通過查閱大量相關文獻了解實驗目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，以及經(jīng)常用到的實驗方法，培養(yǎng)了學生應具有的學科素養(yǎng)[5]。因此只有建立開放性的土力學實驗室，才能夠有機會“走出去，請進來”，更多地參與到工程實例中去，結合具體的工程項目展開研究，才能夠提高實驗教學的水平以及學生的職業(yè)素養(yǎng)。

2.4 建立健全規(guī)章制度，增強教師隊伍業(yè)務水平

隨著對土力學實驗室教學的進一步改革，對實驗教師的業(yè)務水平提出了更高的要求，而師資隊伍的建設是土力學教學改革的關鍵所在。因此，學校應該注重規(guī)章制度的管理，注重對實驗教師的能力培養(yǎng)以及工作待遇的提高，這樣才能充分調(diào)動實驗人員的工作積極性。另一方面，土力學實驗室的開放性政策推行以后，務必要加建立一支高素質(zhì)能力強的實驗教學師資力量。因此，建議采用校企聯(lián)合制度，聘用企業(yè)單位中有責任心、有豐富工作經(jīng)驗的高級工程師作為我們的實驗教學指導老師。通過校企聯(lián)合這樣的合作形式，一方面可以使學生能夠了解當前土力學的應用領域，還能夠結合工程實例對土力學有更深度的認識；另一方面還可以從保證教學質(zhì)量和實驗教學的可持續(xù)性發(fā)展，從而形成一支業(yè)務水平高且具有豐富實踐經(jīng)驗的實驗教學隊伍。

3 結論

土力學實驗室是巖土工程以及相關專業(yè)進行日常授課和科學研究的主要場所，是培養(yǎng)具有獨立思考能力、創(chuàng)新實踐能力、專業(yè)研發(fā)能力人才的搖籃，改革土力學實驗室建設勢在必行。首先要端正學生對實驗教學的態(tài)度，提高實驗教學的重要性，它不是任何一門課程的輔助手段，而是與理論課程同等重要；其次要改進土力學實驗的教學方法，不能以驗證性實驗作為主要教授內(nèi)容，而是應以啟發(fā)性、設計性實驗為主線來培養(yǎng)學生獨立思考問題和解決問題的能力；再者學校的土力學實驗室不僅僅要針對教學，更應該與社會上的工程實例相結合，使同學們能夠?qū)W到的理論知識應用到實際的工程中，并在此基礎上做進一步的創(chuàng)新。只有不斷地，積極地進行實驗教學的改革，才有利于培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力，才有利于滿足社會對高等土木工程人才的需求。

[1] 劉丹，張偉.通過教學改革提高學生土木工程領域的應用能力[J].中國建設教育,2016(1):54-56.

[2] 洪俊青，王海霞. 土木工程結構實驗教學改革探討[J].南通大學學報，2009,25(2):84-85.

[3] 王俊杰.工程類專業(yè)土力學實驗教學改革思考[J].高等建筑教育，2009(18):110-114.

[4] 石磊.工程教育中實踐能力的培養(yǎng)研究 [D]. 西安電子科技大學,2007.

[5] 袁慧.新形勢下培養(yǎng)提高工科學生工程實踐能力的認識與實踐 [J]. 高教探索 ,2007(2).

程思嫄(1988～)，女，碩士研究生，研究方向為結構工程。

G424.31

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[定稿日期]2016-05-20