基于工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的土力學(xué)實(shí)踐課程教學(xué)模式探討

王立憲 吳長 周鳳璽

摘 要 在中國成為“華盛頓協(xié)議”正式成員的工程教育發(fā)展背景下，工程教育專業(yè)認(rèn)證已成為針對(duì)高校工科專業(yè)實(shí)施的資格認(rèn)證，是國際通用的工程教育質(zhì)量保障制度。結(jié)合工程教育認(rèn)證，為解決土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課課程單一的問題，通過豐富實(shí)踐教學(xué)方法、改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)手段等，通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，將土力學(xué)實(shí)踐課程的理論與實(shí)踐應(yīng)用緊密結(jié)合，教師不斷地提高自身素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞 工程認(rèn)證 土力學(xué) 實(shí)踐教學(xué) 教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

2016年6月，中國在國際工程聯(lián)盟大會(huì)上以全票通過成為“華盛頓協(xié)議”第18個(gè)正式成員，標(biāo)志著我國工程教育的質(zhì)量得到了國際社會(huì)的認(rèn)可。意味著通過基于通用標(biāo)準(zhǔn)的工程教育專業(yè)認(rèn)證的學(xué)生可以在相關(guān)的國家或地區(qū)按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，獲取具有國際互認(rèn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的工程師執(zhí)業(yè)資格?！度A盛頓協(xié)議》（ Washington Accord）作為工程教育認(rèn)證的權(quán)威和標(biāo)準(zhǔn)，為高等工程教育提供專業(yè)工程教育、工程教育評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)資格認(rèn)證等方面的國際交流共識(shí)。

土力學(xué)是高等學(xué)校土木工程專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它在一般基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著承上啟下的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)實(shí)踐的不斷探索，土力學(xué)課程也日顯重要。因此，土力學(xué)也是土木工程專業(yè)必須掌握的一門課程。土力學(xué)是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，而土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的目的是使學(xué)生獲得土工試驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手和分析解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生掌握中等復(fù)雜程度土工試驗(yàn)與分析的全過程，包括試驗(yàn)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)算、試驗(yàn)計(jì)劃的制訂、試驗(yàn)方案的擬訂以及測(cè)試結(jié)果的整理與分析。實(shí)踐教學(xué)對(duì)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手和思考問題能力的培養(yǎng)是課堂教學(xué)所不能及的，特別是對(duì)與實(shí)際工程聯(lián)系較為緊密的相關(guān)專業(yè)課，實(shí)踐教學(xué)尤為重要。

目前，各高校土木工程專業(yè)學(xué)生較多，而土力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器硬件缺乏、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少、實(shí)踐考核體系不健全等因素導(dǎo)致了土力學(xué)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀與高校教改不相符，也不能滿足專業(yè)的需求與發(fā)展，從而阻礙了學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，在工程教育發(fā)展背景下對(duì)土力學(xué)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行深入改革是很有必要的。

1實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

目前，本科土力學(xué)實(shí)踐教學(xué)一般和理論課是分開授課的，一般都存在著重理論教學(xué)，輕實(shí)踐教學(xué)的情況。土木學(xué)科學(xué)生人數(shù)普遍較多，實(shí)驗(yàn)儀器硬件數(shù)量相對(duì)較少、實(shí)驗(yàn)教師團(tuán)隊(duì)等不同程度上對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果有著一定的影響。

1.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備與教師

由于擴(kuò)招和就業(yè)現(xiàn)狀，目前各高校土木工程專業(yè)學(xué)生人數(shù)相對(duì)其他專業(yè)較多，而學(xué)校相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備套數(shù)增加不夠、實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新不及時(shí)也是目前存在的一個(gè)主要問題。土力學(xué)理論教學(xué)學(xué)時(shí)一般在40至56學(xué)時(shí)之間，但實(shí)踐教學(xué)課時(shí)一般只有8至10個(gè)學(xué)時(shí)左右，實(shí)踐課時(shí)較少，由于設(shè)備和學(xué)時(shí)的原因，就會(huì)出現(xiàn)在實(shí)踐環(huán)節(jié)中出現(xiàn)少部分同學(xué)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，大部分同學(xué)在觀看的現(xiàn)象，教學(xué)效果不佳。教師在職稱評(píng)定時(shí)，基本上是以科研成果為主，教學(xué)考慮的很少，這樣導(dǎo)致大部分教師專心于科研成果，很少有精力參與實(shí)際工程，就會(huì)缺乏相應(yīng)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，必然導(dǎo)致實(shí)踐課堂上不能做到結(jié)合實(shí)際工程去講授。當(dāng)前部分教師雖然擁有較高的學(xué)歷，但沒有多少實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，造成了理論功底很深，但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)卻明顯不足的現(xiàn)象。

1.2實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)與考核體系

目前，高校對(duì)實(shí)踐教學(xué)大綱修訂的周期較長，加上實(shí)踐教學(xué)條件的約束，土力學(xué)實(shí)踐教學(xué)基本以課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，且課時(shí)較少，學(xué)生很少能接觸實(shí)際實(shí)踐工程，這就導(dǎo)致學(xué)生對(duì)土力學(xué)的理解往往感到非常抽象，對(duì)實(shí)際的工程情況比較陌生。而且由于學(xué)生多，教師少，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)考核體系中教師不能很好的掌握學(xué)生的真正能力，從而出現(xiàn)大鍋飯的現(xiàn)象，對(duì)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)存在很大的主觀性。而同組大部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告大同小異，甚至一樣，老師也無法判斷。這樣就會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)小組組長干，其他組員看的場(chǎng)面，一部分學(xué)生不會(huì)做或者不做實(shí)驗(yàn)、不會(huì)分析問題，而且有的學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備都不會(huì)使用，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用和效果大打折扣，實(shí)踐教學(xué)效果不佳。目前，僅有少數(shù)高校采取了較為科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)方式，如清華大學(xué)的土力學(xué)實(shí)踐教學(xué)包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、案例分析、學(xué)生研究訓(xùn)練（SRT，Student Research Training）和畢業(yè)論文綜合訓(xùn)練，華南理工大學(xué)則包括土工實(shí)驗(yàn)、參加科研、畢業(yè)設(shè)計(jì)和工程實(shí)例分析。

2實(shí)踐教學(xué)模式改革

土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是土木工程實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分， 它的創(chuàng)新性和實(shí)踐性在培養(yǎng)土木工程技術(shù)人才方面起著重大的作用。

2.1改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)方法與教學(xué)手段

目前的授課模式中，教師容易出現(xiàn)極端的授課現(xiàn)象，比如一些年輕的教師用PPT授課到底，板書很少或者沒有，而有的老師是板書到底，缺少一些可以用PPT直接觀看的生動(dòng)的工程實(shí)例。因此老師在課前要要依綱扣本，有所創(chuàng)新，理論聯(lián)系實(shí)際，融入新的內(nèi)容，提前規(guī)劃好實(shí)踐課的內(nèi)容，不能想講什么就寫什么。并且在教案設(shè)計(jì)中要精于點(diǎn)撥，精于啟發(fā)，精于引導(dǎo)，為學(xué)生開拓掌握教學(xué)內(nèi)容的捷徑。

教師在授課前要早準(zhǔn)備，盡力完善課程內(nèi)容和授課方法。教師應(yīng)及早寫好教案，利用充裕的時(shí)間，反復(fù)檢查，認(rèn)真修改，并根據(jù)教案內(nèi)容做好課前的各項(xiàng)準(zhǔn)備，從而保證預(yù)期的教學(xué)效果。教師在實(shí)踐課授課中，要突出綱目，啟智導(dǎo)學(xué)。要把傳授的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，需要解決的主要問題和采取的步驟等等列出綱目，理出思路，同時(shí)要在教案中著力寫出啟迪學(xué)生智慧，開發(fā)學(xué)生思維能力，使之掌握學(xué)習(xí)的方法和技巧，達(dá)到無師自通和舉一反三的內(nèi)容。

2.2豐富實(shí)踐教學(xué)方式，加大虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的利用

對(duì)于教師而言，實(shí)驗(yàn)課程中指導(dǎo)一般不是再重復(fù)講述實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)，主要是強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)做法中的注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)供學(xué)生參考。對(duì)學(xué)生而言，土力學(xué)實(shí)踐部分的理論知識(shí)已經(jīng)在課堂上聽過，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中已經(jīng)詳細(xì)的羅列了實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)，在做實(shí)驗(yàn)前已經(jīng)知道本次實(shí)驗(yàn)要做的內(nèi)容，因此教師在實(shí)驗(yàn)前通過多媒體或者掛圖等方式講述在實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的問題、注意事項(xiàng)等，如果教學(xué)方式的不同，可能會(huì)事倍功半。因此，豐富實(shí)踐教學(xué)方式是上好實(shí)踐課程的重要前提之一。

土力學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，也是一門非常感性的學(xué)科，學(xué)生對(duì)土性的理解是基于通過觀察土樣、利用實(shí)驗(yàn)工具測(cè)試土樣，通過實(shí)際工程實(shí)例不斷接觸多種土類，了解多種狀態(tài)下土的變化，最后形成土的基本概念。對(duì)每位學(xué)習(xí)者來說，土從最初就不陌生，但是，沒有熟悉到能夠掌握土力學(xué)的基本知識(shí)，因此，需要在實(shí)踐教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生從土力學(xué)的角度去認(rèn)知土，這樣集興趣和知識(shí)性一體，學(xué)生才能逐漸從學(xué)習(xí)數(shù)理科的純理性思路，轉(zhuǎn)變到較感性思維方式上來。

因此，本學(xué)科組在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面加大了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開發(fā)和利用，由理論課老師和實(shí)驗(yàn)室老師共同組隊(duì)，開發(fā)了土力學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，把土力學(xué)課程中的實(shí)驗(yàn)做成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，在土力學(xué)上課期間，公開網(wǎng)絡(luò)地址，要求學(xué)生在上課前或者實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行預(yù)習(xí)，同時(shí)在上課中在講授相關(guān)的試驗(yàn)時(shí)，在線播放虛擬仿真實(shí)驗(yàn)視頻。由于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的良好和逼真的動(dòng)畫效果，使學(xué)生能過較容易的理解實(shí)驗(yàn)的過程，學(xué)生都能在線學(xué)習(xí)和預(yù)習(xí)，解決了個(gè)別人做實(shí)驗(yàn)、其他人觀看的情況，極大的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，學(xué)生上課的效果較好。

2.3加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

高校課程建設(shè)的主體是高校教師，如果離開了教師這個(gè)教學(xué)主體，課程建設(shè)的加強(qiáng)無疑成為無源之水。因此，如何提高高校實(shí)踐教師的工程實(shí)踐能力和應(yīng)用能力，是土力學(xué)課程實(shí)踐課程教學(xué)改革的關(guān)鍵。

加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，首先是要加強(qiáng)教師隊(duì)伍師資力量的建設(shè)，要改變理論課程教師多，實(shí)踐課程教師少的局面，從學(xué)歷、職稱、人數(shù)上不斷增強(qiáng)實(shí)踐教師隊(duì)伍的建設(shè);其次是要重視實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的能力培養(yǎng)。要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，教師必須具有較高的實(shí)踐教學(xué)能力，這樣教師才能成為學(xué)生學(xué)習(xí)的典范，因此要給予實(shí)踐教師工程實(shí)踐和工程能力的培養(yǎng)機(jī)會(huì)，通過培訓(xùn)。不斷加強(qiáng)實(shí)踐教師的工程素養(yǎng)，將理論應(yīng)用、技術(shù)應(yīng)用融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。從而提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)部分實(shí)踐課程中還可以請(qǐng)一些有工程經(jīng)驗(yàn)的教授指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)或作報(bào)告。教授一般具有較強(qiáng)的科學(xué)研究能力和較高的工程素養(yǎng)，通過具體的工程實(shí)例的講解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)一步提高土力學(xué)實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。

3結(jié)語

土力學(xué)是一門土木工程的專業(yè)基礎(chǔ)課，而且土力學(xué)是在大量實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展和形成的一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。為了解決土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課課時(shí)少、課程單一的問題，通過豐富實(shí)踐教學(xué)方法、改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)手段等，將土力學(xué)實(shí)踐課程的理論與實(shí)踐應(yīng)用緊密結(jié)合，將現(xiàn)代化教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合，教師不斷地總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提高自身素質(zhì)，精心備課，生動(dòng)授課，將學(xué)生從枯燥的課程學(xué)習(xí)中解放出來，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。以期通過課程實(shí)踐教學(xué)改革，有助于學(xué)生能力的培養(yǎng)， 有助人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。

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