土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及有關(guān)改革分析

朱紅英 楊明鏡

(1.武漢科技大學(xué)城市學(xué)院,湖北 武漢 430083; 2.保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北 保定 071001)

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土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及有關(guān)改革分析

朱紅英1楊明鏡2

(1.武漢科技大學(xué)城市學(xué)院,湖北 武漢 430083; 2.保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北 保定 071001)

介紹了土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特征，針對(duì)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，從增加課時(shí)、加強(qiáng)師資力量、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法等方面，提出了一些改革措施，以達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的目的。

土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課，教學(xué)改革，師資力量，實(shí)踐能力

0 引言

高等學(xué)校的教育教學(xué)中，理論課教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是最基本的也是最重要的兩個(gè)教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐能力，是高校教育的基本目標(biāo)和宗旨，對(duì)于工科和理科類學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有其重要性和必要性[1]。

土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課是《土力學(xué)》課程學(xué)習(xí)中非常重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。在理論課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，開(kāi)設(shè)一定數(shù)量的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課，讓學(xué)生充分了解土的物理和力學(xué)性質(zhì)，了解和使用土工實(shí)驗(yàn)各種儀器設(shè)備，學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，可培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本素質(zhì)和實(shí)踐能力[2]。也可進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論課的理解[3]，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力。

1 土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特征

土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本項(xiàng)目包括土體基本的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)及某些特殊的指標(biāo)[4]。土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特征主要有兩點(diǎn)：第一，該實(shí)驗(yàn)的綜合性較明顯，土力學(xué)的某個(gè)單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一般不直接應(yīng)用于工程，常需要多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目交叉甚至組合在一起，共同形成實(shí)驗(yàn)成果而應(yīng)用于工程[5]；第二，從表面上看，各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間是孤立存在的，但從本質(zhì)上看，各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間存在著某種密切聯(lián)系。例如相同土樣的某些性質(zhì)之間的定量和定性關(guān)系、相同土樣之間不同土性之間的某種相關(guān)性等。由于土力學(xué)的這些基本特征，高校有必要開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課，通過(guò)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課，讓學(xué)生充分了解土性特征，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的能力。

2 當(dāng)前土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

2.1 實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，師資力量薄弱

目前傳統(tǒng)的《土力學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是依附于理論課而開(kāi)設(shè)的。部分高校由于實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備購(gòu)置不齊全或師資力量不足，開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不能完全滿足教學(xué)大綱的要求[6]。

1)高校主要重視土力學(xué)理論教學(xué)，土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)偏少。參照高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案及課程教學(xué)大綱[7]，《土力學(xué)》應(yīng)安排48個(gè)學(xué)時(shí)，其中包括8個(gè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)。按照8個(gè)課時(shí)安排實(shí)驗(yàn)的話，由于時(shí)間有限，學(xué)校基本上都是安排5個(gè)常規(guī)實(shí)驗(yàn)，如土的密度實(shí)驗(yàn)、土的含水率實(shí)驗(yàn)、液塑限聯(lián)合實(shí)驗(yàn)、土的壓縮固結(jié)試驗(yàn)、土的直接剪切實(shí)驗(yàn)，學(xué)生基本上能完成這5個(gè)實(shí)驗(yàn)。一方面，實(shí)驗(yàn)課在課時(shí)和數(shù)量上不能完全滿足教學(xué)大綱的要求；另一方面，實(shí)驗(yàn)課的質(zhì)量也不能完全達(dá)到要求。

2)高校實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教師人員少，目前大多數(shù)高校只安排一位老師從事土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，師資力量薄弱。學(xué)校師資力量不足，容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的漏洞，影響教學(xué)的整體質(zhì)量。

2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)較落后

目前，大多數(shù)高校主要設(shè)置了5種常規(guī)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括土壤水分試驗(yàn)、密度試驗(yàn)、液塑限聯(lián)合試驗(yàn)、抗壓固結(jié)試驗(yàn)和土的直剪試驗(yàn)，試驗(yàn)的主要內(nèi)容是驗(yàn)證試驗(yàn)[8]。這些常規(guī)實(shí)驗(yàn)固然很經(jīng)典，但是，不能充分展現(xiàn)當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)基本上是按部就班的依據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容做實(shí)驗(yàn)，很少甚至基本不會(huì)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，更無(wú)法將實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，這就降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用與效果。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式缺乏創(chuàng)新

目前，大多數(shù)高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式大概分為五步：1)課前實(shí)驗(yàn)教師準(zhǔn)備儀器設(shè)備；2)學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；3)教師講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并同步操作實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備；4)學(xué)生分為小組，教師巡回指導(dǎo)；5)學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種經(jīng)典模式對(duì)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和技能的培養(yǎng)具有不可替代的作用，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與已知的理論結(jié)果比較符合或接近的話，能較好的與理論課銜接起來(lái)，對(duì)理論課起到驗(yàn)證和加強(qiáng)的效果。但是，這種教學(xué)方式缺乏創(chuàng)新，學(xué)生只能被動(dòng)的接受教師預(yù)先設(shè)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和知識(shí)，思維被限定，學(xué)生很難有創(chuàng)新意識(shí)，要想設(shè)計(jì)出具有創(chuàng)新思維的實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，那是很困難的。

3 土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的措施

從上面反映出的當(dāng)前土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，高校有必要對(duì)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革?，F(xiàn)就當(dāng)前情況，提出以下改革措施。

3.1 增加課時(shí)，加強(qiáng)師資力量

在不影響理論教學(xué)的情況下，盡量增加土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)，加強(qiáng)師資力量，突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位。一方面，實(shí)驗(yàn)課時(shí)達(dá)到保證了，學(xué)校就能安排更多的實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生就會(huì)有更多的時(shí)間和機(jī)會(huì)參與實(shí)驗(yàn)。另一方面，師資力量加強(qiáng)了，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量才會(huì)得到保證和提高。這兩方面結(jié)合起來(lái)，要求學(xué)生和教師要積極的配合起來(lái)，共同參與到實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)和實(shí)施當(dāng)中。首先要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視度。其次，要充實(shí)實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師的專業(yè)知識(shí)技能，定期對(duì)實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)方法進(jìn)行培訓(xùn)[4]，組織實(shí)驗(yàn)教師到一些重點(diǎn)院校進(jìn)行參觀與學(xué)習(xí)交流，學(xué)習(xí)優(yōu)秀教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和方法，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

3.2 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

一方面要加強(qiáng)各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容間的聯(lián)系，把分散的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容聯(lián)系和統(tǒng)一起來(lái)，這就要求教師和學(xué)生把握好時(shí)間觀念，教師需將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求分配好，學(xué)生則需在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中積極的配合，分工合作，將需要在兩次實(shí)驗(yàn)中得出的兩個(gè)土性指標(biāo)爭(zhēng)取在一次實(shí)驗(yàn)中完成。另一方面，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上要有所創(chuàng)新。在保證驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加一些設(shè)計(jì)型和綜合型的實(shí)驗(yàn)。

3.3 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法——采用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

目前傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是教師板書講解和同步實(shí)驗(yàn)操作，這些都是實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始后才能進(jìn)行的操作步驟和程序，而且由于時(shí)間限制，教師一般情況下無(wú)法反復(fù)演示實(shí)驗(yàn)操作步驟，這就使得整個(gè)步驟程序在學(xué)生頭腦中形成的印象并不深刻，當(dāng)學(xué)生真正操作實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的時(shí)候，往往感到措手不及，不知從何下手。為了更好的利用時(shí)間，提高課堂效率，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，我們可以開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[9]。根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容制作一套土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的視頻供學(xué)生觀看，在實(shí)驗(yàn)課之前，讓學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，觀看視頻，并要制作一個(gè)反饋機(jī)制，讓教師了解學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)視頻的效果，并將反饋回來(lái)的信息列入實(shí)驗(yàn)成績(jī)的一部分。通過(guò)實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)和觀察，學(xué)生可以對(duì)實(shí)驗(yàn)形成一個(gè)整體的印象。通過(guò)反復(fù)觀看視頻，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師只需將學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題和關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講解，便可以達(dá)到事半功倍的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新的本質(zhì)就是改革，在土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，針對(duì)現(xiàn)狀，本文提出了一些改革措施，應(yīng)改革較落后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，利用現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，增強(qiáng)師資力量。有改革才會(huì)有創(chuàng)新，有改革才會(huì)有進(jìn)步，希望高校不只是喊口號(hào)，要落到實(shí)處，真正采取改革的措施，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。體現(xiàn)出高校對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和宗旨，讓學(xué)生勵(lì)志修德，勤學(xué)創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本素質(zhì)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，使學(xué)生成為符合社會(huì)需求的卓越工程師[9]，順利的與未來(lái)的工作接軌。

[1] 莫振龍.《土力學(xué)》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的幾點(diǎn)思考[J].科技廣場(chǎng),2007(4):159-160.

[2] 張衛(wèi)軍.構(gòu)建土工試驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)模式探索[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2005(1):34-35.

[3] 時(shí) 偉,章 偉,董 攀.“土工實(shí)驗(yàn)課”改革的探索[J].中國(guó)冶金教育,2007(2):36-38.

[4] 羅才松,陳華艷,黃建華,等.《土力學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考與改革實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2009(4):27-28.

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[6] 王 琳,孟慶娟,劉 鋒.“階段式”土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2007(3):44-45.

[7] 高等學(xué)校土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì).高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案及課程教學(xué)大綱[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002:34-52.

[8] 劉金龍,任小琴.“土力學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革探索[J].合肥學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,19(1):90-92.

[9] 廖 原.土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革探討[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2013,16(6):81-83,86.

Analysis on soil mechanics testing teaching status and relevant reform

Zhu Hongying1Yang Mingjing2

(1.College of City, Wuhan University of Science & Technology, Wuhan 430083, China;2.Baoding Vocational College, Baoding 071001, China)

The paper introduces basic properties of soil mechanics testing course, in light of soil mechanics testing curriculum teaching status, it puts forward some reform measures, such as increasing class period, strengthening teaching force and reforming testing teaching contents and methods, with a view to achieve the goal of improving experimental teaching quality.

soil mechanics testing course, teaching reform, teaching force, practical ability

1009-6825(2017)12-0254-02

2017-02-14

朱紅英(1986- )，女，碩士，助理實(shí)驗(yàn)師

G642.0

A