土工試驗教學(xué)改革探索
——以甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例

李玲玲 李玉林

（甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025）

0 引言

土工試驗是《工程巖土學(xué)》和《工程地質(zhì)學(xué)概論》課程的重要內(nèi)容之一，是土工試驗是工程地質(zhì)類專業(yè)土力學(xué)基本理論的一個重要組成部分，也是巖土工程勘察的重要手段之一，直接為生產(chǎn)服務(wù)。通過土工試驗教學(xué)使學(xué)生掌握各項土工試驗項目的基本原理、基本操作技術(shù)，學(xué)會整理分析試驗數(shù)據(jù)的方法，深入了解土的工程力學(xué)性質(zhì)，鞏固課程中的有關(guān)理論知識，是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、分析問題和解決問題能力的重要實訓(xùn)項目，因此土工試驗教學(xué)改革歷來受到各相關(guān)院校的重視。近幾年，我院在土工試驗室硬件建設(shè)、試驗項目選擇、實習(xí)指導(dǎo)書標(biāo)準(zhǔn)化編寫以及實訓(xùn)組織、指導(dǎo)等方面取得了一定的成績，然而，到目前為止也存在諸多問題，一定程度上影響了人才培養(yǎng)質(zhì)量，對土工試驗進行深度改革意義重大。

1 土工試驗教學(xué)現(xiàn)狀及問題

1.1 土工試驗教學(xué)組織形式

我院土工試驗教學(xué)主要適用于水文與工程地質(zhì)專業(yè)和基礎(chǔ)工程專業(yè)，主要采用集中實訓(xùn)方式進行，實訓(xùn)時間為1 周，涉及試驗項目常規(guī)土工試驗項目，分別為顆粒分析試驗、含水率試驗、密度試驗、液塑限試驗、剪切試驗和壓縮試驗。由于場地和設(shè)備條件限制，目前實訓(xùn)組織形式采用兩大組前后進行，每大組分為8 小組平行進行，每小組3—4 人。除塑限試驗可實現(xiàn)一大組（25 人左右）同時操作外，其它試驗項目均配備8套，8個小組同時進行試驗，安排2 名指導(dǎo)教師，其中一名為試驗室管理員，另外一名為相關(guān)課程的理論授課教師。

1.2 存在問題

近幾年兩個專業(yè)的人數(shù)分別穩(wěn)定在40 人以上，由于受場地、時間、試驗器材及試驗設(shè)備的影響，難以滿足學(xué)生同時教學(xué)的需要。為了解決這些問題，采用了試驗分組做，精選試驗項目等方法，雖能夠基本保證實訓(xùn)順利進行，但仍然存在一些問題，制約著實訓(xùn)效果，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1.2.1 實訓(xùn)內(nèi)容未及時調(diào)整更新

由于我國基礎(chǔ)建設(shè)的迅猛發(fā)展，施工環(huán)境的千差萬別，有些傳統(tǒng)的土工試驗項目和試驗方法已經(jīng)不能滿足工程建設(shè)的需要。例如密度試驗，在生產(chǎn)實際中由于受場地等其他條件限制，很多都采用灌砂法來測定，而目前教學(xué)過程中仍然采用環(huán)刀法[1]。例如有些生產(chǎn)單位試驗室中已經(jīng)采用電腦采集數(shù)據(jù)，而目前教學(xué)仍以手動操作為主。

1.2.2 實訓(xùn)場地小、實訓(xùn)時間緊張

由于用于土工試驗的實訓(xùn)室只有一個，能夠容納的學(xué)生有限，加之土工試驗時間只有一個星期，實訓(xùn)項目又比較多，要在有限的時間、空間內(nèi)，完成規(guī)定的實訓(xùn)任務(wù)，只能將學(xué)生分成兩個大組前后進行試驗，因此每個大組實際只有3 天實習(xí)時間，在3 天的時間中要完成原狀樣和擾動樣的七個常規(guī)試驗項目，而且土工試驗是一個完整的系統(tǒng)，包括接樣、開樣、試驗制備、試驗、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析環(huán)節(jié)，時間非常緊張，為了能夠讓學(xué)生掌握試驗操作方法、有更多的時間練習(xí)操作，在實習(xí)過程中傳統(tǒng)做法是直接從試樣制備開始進行試驗，而前期的接樣開樣基本忽略，但是在工程實踐中這兩個環(huán)節(jié)是必不可少的，而且對于試驗結(jié)果及科學(xué)管理試驗過程具有重要意義。

另外在具體試驗操作中，需要根據(jù)各試驗項目的橫向聯(lián)系統(tǒng)籌安排各個試驗項目，而在實際教學(xué)中只是強調(diào)教會學(xué)生每個指標(biāo)的測定方法，忽略了讓學(xué)生自己統(tǒng)籌安排試驗項目的啟發(fā)，也沒有使學(xué)生從所測各指標(biāo)應(yīng)統(tǒng)一于同一土樣這一角度來統(tǒng)籌試驗，上述原因造成了土工試驗的系統(tǒng)性被破壞、教學(xué)與生產(chǎn)實際脫節(jié)的現(xiàn)象，使學(xué)生不能真正全面系統(tǒng)地掌握土工試驗知識[2]。由于每個小組的土樣并不是同一土樣，因此無法對同一指標(biāo)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，在實習(xí)時采用強行對不同小組的同一指標(biāo)進行統(tǒng)計分析的方法，一定程度上訓(xùn)練了數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的方法，但是卻不利于學(xué)生對地基土的物理力學(xué)性質(zhì)的理解。

1.2.3 實訓(xùn)效果不明顯

為了節(jié)省時間，每個試驗項目的基本過程是指導(dǎo)老師先講試驗原理、目的、介紹試驗儀器、試驗步驟、數(shù)據(jù)處理方法等，再進行試驗演示，然后在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下學(xué)生進行試驗操作，整個過程學(xué)生處于被動的接受狀態(tài)，沒有自己獨立思考、創(chuàng)新的機會，因此學(xué)生的積極性不是很高。同時，由于時間緊張，每個試驗項目基本都是只能操作一遍，滿足不了一些學(xué)生想重新做試驗的愿望，反復(fù)練習(xí)更是遙不可及。另外由于是分組進行，部分學(xué)生干脆不動手，這些原因?qū)е铝藢嵱?xùn)雖然進行了，但是實訓(xùn)效果并不明顯，學(xué)生的實際動手能力提高不大。

2 教學(xué)改革措施

2.1 及時更新教學(xué)內(nèi)容

如上述生產(chǎn)實際中某些試驗方法的改變與教學(xué)過程的脫節(jié)使得培養(yǎng)的學(xué)生不能很好的適應(yīng)生產(chǎn)需要，因此要加強與生產(chǎn)實際的聯(lián)系，采用調(diào)研、進修等方式及時了解和掌握新技術(shù)及施工單位所采用的試驗方法，更新教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對接，以達到實用性，真正培養(yǎng)出動手能力強的實用人才。

2.2 以賽促學(xué)

通過參加全國土工試驗大賽以及校級土工試驗競賽組織的經(jīng)驗，適當(dāng)?shù)母傎惪梢哉{(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性、培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造性思維能力。但是在組織的過程中要注重教師的指導(dǎo)作用、學(xué)生參與競賽平臺的搭建和對學(xué)生興趣的引導(dǎo)激發(fā)，否則競賽會流于形式，起不到促進學(xué)習(xí)的作用。

2.3 擴大試驗場地

在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加一個試驗室，將試驗設(shè)備分放于兩個試驗室，兩大組學(xué)生實習(xí)交叉進行，進試驗室試驗之前先在機房虛擬仿真平臺上學(xué)習(xí)各個試驗項目的具體操作方法，執(zhí)行情況見表1。

表1 試驗項目安排表

2.4 引進虛擬仿真平臺

山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)計、開發(fā)了演示型和交互型兩種虛擬仿真平臺，平臺中所有的試驗儀器（包括儀器部件）都可以自由旋轉(zhuǎn)、縮放、平移，滿足學(xué)生從任意視角對試驗儀器觀察的需要，可以看到試驗操作的全部過程（包括試驗過程中的數(shù)據(jù)采集），且可以針對特定步驟進行慢速播放學(xué)習(xí)，除此之外還可進行自測、反復(fù)練習(xí)，虛擬試驗操作熟練后即可開始實物試驗，節(jié)約時間[3]。

2.5 配備試驗室專職試驗教師

目前土工試驗的指導(dǎo)教師一般為2 名——試驗室管理員和該課的理論課教師，并沒有專職試驗教師，理論課教師由于還擔(dān)任其他課程的講授，并不能全程進行實習(xí)的指導(dǎo)，試驗室管理員雖具備試驗操作技能，但是由于學(xué)生太多，指導(dǎo)效果并不理想。如果試驗場地擴大，一名指導(dǎo)教師進行兩個試驗室的指導(dǎo)，指導(dǎo)效果就會更差，因此配備專職試驗教師勢在必行。

2.6 改進教學(xué)模式

在上述方面改革的同時進行實訓(xùn)教學(xué)模式的改革，打破以教師為主導(dǎo)、學(xué)生被動接受的傳統(tǒng)模式，建立以學(xué)生自主思考、創(chuàng)新試驗的模式。將整個實訓(xùn)過程按以下環(huán)節(jié)進行組織：首先是通過虛擬仿真技術(shù)、視頻等方式學(xué)習(xí)各個試驗項目的具體操作—發(fā)放實習(xí)任務(wù)書—指導(dǎo)教師啟發(fā)系統(tǒng)的試驗過程——每組制定試驗具體程序后交指導(dǎo)老師審核后執(zhí)行—試驗操作—數(shù)據(jù)處理—提交報告。在這個過程中，教師主要起到引導(dǎo)、檢查、指導(dǎo)和考核的作用。

3 結(jié)語

今后的教學(xué)中應(yīng)重視土工試驗實踐教學(xué)中存在的問題，從實踐教學(xué)內(nèi)容、實訓(xùn)實習(xí)組織、試驗設(shè)備、教師配備等方面深化改革，真正實現(xiàn)土工試驗的實踐教學(xué)目標(biāo)，為培養(yǎng)動手能力強、適應(yīng)工作崗位需要快、符合行業(yè)需求的高素質(zhì)技能型人才服務(wù)。