突出工程能力培養(yǎng)的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索

【摘要】工程能力是土木工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)之一。為了突出工程能力培養(yǎng)，以土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，探討了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方法，通過加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)、依托競(jìng)賽開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、引入教師科研項(xiàng)目、開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等教學(xué)模式，旨在突出學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】土力學(xué) 實(shí)驗(yàn) 工程能力

【基金項(xiàng)目】北方工業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目“突出工程能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索（XN093-034）”資助。

【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）37-0235-02

實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)是工科人才培養(yǎng)方案中非常重要的環(huán)節(jié)。土木工程專業(yè)屬于應(yīng)用型學(xué)科，要求學(xué)生掌握解決工程綜合問題的技能。而學(xué)生綜合運(yùn)用各門知識(shí)的能力差，是當(dāng)前工程類學(xué)科教育中普遍存在的問題。其原因是缺少必要的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、工程能力和相關(guān)創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。因此，如何突出學(xué)生工程能力的培養(yǎng)是不同院校實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題。

一、土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問題

1.實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，實(shí)驗(yàn)教學(xué)地位低[1]。目前，土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課基本從屬于理論課程，沒有單獨(dú)設(shè)課，實(shí)驗(yàn)成績(jī)不單獨(dú)考核，只作為理論課程平時(shí)成績(jī)考核，對(duì)整個(gè)課程成績(jī)影響小。因此造成學(xué)生在思想上不重視實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)熱情不高，缺乏積極性。

2.部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容前期準(zhǔn)備工作由實(shí)驗(yàn)室完成，學(xué)生無法參與實(shí)驗(yàn)全過程。如直剪實(shí)驗(yàn)、壓縮實(shí)驗(yàn)等，需教師事先做大量的準(zhǔn)備工作。而學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中只進(jìn)行幾個(gè)步驟的操作，造成學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)感到很抽象，不利于動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

3.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多是常規(guī)物理力學(xué)指標(biāo)測(cè)定，內(nèi)容簡(jiǎn)單而陳舊，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置未能與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，不利于學(xué)生分析和解決工程問題能力的培養(yǎng)。

二、突出工程能力培養(yǎng)的教學(xué)模式探索

為了適應(yīng)大土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變，其教學(xué)目的、內(nèi)容與教學(xué)方法等也應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整改革[2]。首先教學(xué)目的要明確，即教學(xué)目的不僅僅是知識(shí)傳授，更重要的是工程能力的培養(yǎng)，使其適應(yīng)“大土木”的要求。高等院校所培養(yǎng)的工科學(xué)生應(yīng)具備工程能力包括： 知識(shí)學(xué)習(xí)與應(yīng)用能力、思維判斷與分析能力、工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力、表達(dá)與交流能力、創(chuàng)造創(chuàng)新能力[3]。

1.依托常規(guī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容， 突出動(dòng)手能力的培養(yǎng)

土木工程專業(yè)人才應(yīng)有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力，因此，應(yīng)把培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力放在首要位置。土力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多， 根據(jù)教學(xué)安排，以常規(guī)土工實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為依托，按照《土工實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50123-1999）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在常規(guī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)中多分組，每組人數(shù)不多于3人，使每個(gè)學(xué)生都能動(dòng)手操作， 避免有些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上“打醬油”看熱鬧的現(xiàn)象。

2.依托專業(yè)競(jìng)賽，設(shè)置開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

依托學(xué)科專業(yè)競(jìng)賽，設(shè)置開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如依托第一屆全國(guó)城市地下空間工程專業(yè)大學(xué)生模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽。設(shè)置砂土的剪切指標(biāo)和壓縮性指標(biāo)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備等全過程由學(xué)生獨(dú)立完成。這種開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目激發(fā)了學(xué)生興趣，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、分析和解決問題能力。

3.結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)條件，突出工程能力培養(yǎng)

土工實(shí)驗(yàn)技術(shù)在土木工程中廣泛應(yīng)用，因此，將實(shí)際工程問題引入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以密切聯(lián)系工程實(shí)際， 提升學(xué)生動(dòng)手能力，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程和創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際結(jié)合， 并激發(fā)學(xué)生的工程興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

4.基于科研項(xiàng)目，設(shè)計(jì)特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

將教師科研項(xiàng)目中存在的巖土工程問題，拆解成實(shí)驗(yàn)室可以完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出合理分析，通過特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置，為提高學(xué)生解決工程問題能力打下基礎(chǔ)。

5.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[4]

虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以圖形圖像、音效、視頻等多種表現(xiàn)形式，展示或融合在靈活多變、可選擇的交互的教學(xué)過程中。通過虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度、實(shí)驗(yàn)的基本原理、所需設(shè)備等環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生更好地熟悉實(shí)驗(yàn)，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、結(jié)束語(yǔ)

培養(yǎng)具備工程能力的應(yīng)用型技術(shù)人才是高等工程教育的根本目標(biāo)。通過土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，進(jìn)行了突出工程能力培養(yǎng)的教學(xué)模式探索，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提升了學(xué)生動(dòng)手能力、解決問題能力和創(chuàng)新能力。教學(xué)改革效果顯著。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

馮少杰（1982-），男，漢族，河北邢臺(tái)人，實(shí)驗(yàn)師，碩士研究生，主要從事巖土工程方面的科研與教學(xué)工作。