《巖土測試技術(shù)》課程教學(xué)改革初探

王蓉 王鑫蕾 謝若琪 李彥榮 霍俊杰

摘要：巖土測試技術(shù)是太原理工大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)本科生必須掌握的一門課程，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。傳統(tǒng)巖土測試技術(shù)課程教學(xué)存在教材內(nèi)容陳舊、授課模式僵化、實(shí)驗(yàn)課程失效、考核方式單一等突出問題。相對于傳統(tǒng)的工科人才，未來行業(yè)需要的是工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。傳統(tǒng)工科教學(xué)已經(jīng)不能適應(yīng)新時(shí)代人才培養(yǎng)需求。在新工科教學(xué)改革背景下，總結(jié)分析了目前各大高校巖土測試技術(shù)課程在課堂、實(shí)踐教學(xué)兩方面的改革與進(jìn)展，并在此基礎(chǔ)上提出我校的設(shè)想與展望，供工科院校課程改革參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：巖土測試技術(shù);新工科;人才培養(yǎng);工程教育

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）15-0134-03

高等教育發(fā)展水平是一個(gè)國家發(fā)展水平和潛力的重要標(biāo)志。我國高校正加快建設(shè)和發(fā)展新工科，一方面主動設(shè)置和發(fā)展一批新興工科專業(yè)，另一方面積極推動現(xiàn)有工科專業(yè)的改革與創(chuàng)新[1，2]。

巖土測試技術(shù)是巖土工程、地質(zhì)工程、土木工程、勘查技術(shù)與工程本科專業(yè)的核心課程之一，是從基本理論過渡到工程實(shí)際的重要橋梁，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。課程包括室內(nèi)試驗(yàn)、物理模型試驗(yàn)、原位試驗(yàn)和現(xiàn)場監(jiān)測四大類，共涉及具體的基礎(chǔ)試驗(yàn)58個(gè)，這些試驗(yàn)確保了巖土工程課程設(shè)計(jì)的合理性，不僅是巖土測試技術(shù)理論研究的基礎(chǔ)，也是保證巖土工程施工質(zhì)量的重要手段。本文依托巖土測試技術(shù)課程，探討傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題，總結(jié)目前部分高校教學(xué)改革進(jìn)展，并在此基礎(chǔ)上提出我校的教學(xué)改革設(shè)想與展望。

一、巖土測試技術(shù)傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題

巖土測試技術(shù)作為巖土工程、地質(zhì)工程專業(yè)的核心課程之一，課程設(shè)置一直在不斷完善及改進(jìn)，但目前來看，該課程在課堂教學(xué)、實(shí)踐試驗(yàn)?zāi)K及考核方式等方面仍存在如下問題：

1.教材內(nèi)容陳舊。目前各大高校授課所使用的《巖土測試技術(shù)》教材與現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范之間存在明顯差異，授課內(nèi)容普遍滯后于工程實(shí)踐中的現(xiàn)行技術(shù)，導(dǎo)致學(xué)生所獲取的知識缺乏先進(jìn)性，且與工程實(shí)際問題同行業(yè)需求脫鉤嚴(yán)重。同時(shí)，國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之間存在一定差異，按照現(xiàn)行國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范授課，顯然并非合理和科學(xué)。

2.授課模式僵化。傳統(tǒng)授課模式以教師傳授為主，重灌輸、輕探索，學(xué)生往往是被動接受者;課程內(nèi)容重理論輕實(shí)踐，“工科教學(xué)理科化”普遍存在[3]。此類教學(xué)模式致使工科學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)存在缺陷，不利于提高其綜合素質(zhì)。

3.實(shí)驗(yàn)課程失效。傳統(tǒng)的巖土測試技術(shù)教學(xué)，基本上由授課教師根據(jù)教學(xué)大綱講解實(shí)驗(yàn)原理，演示實(shí)驗(yàn)操作和流程，然后由學(xué)生依據(jù)教案操作儀器，但是由于巖土測試技術(shù)課程時(shí)間緊、任務(wù)重、實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜，單單靠演示實(shí)驗(yàn)操作無法使學(xué)生完全理解并掌握這門課程。

4.考核方式單一。巖土測試技術(shù)課程考核方式單一，學(xué)生們通過死記硬背教案材料或書本內(nèi)容來應(yīng)付考試，難以達(dá)到課程學(xué)習(xí)的目的，不利于培養(yǎng)工程能力，更不能達(dá)到培養(yǎng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才的需求。

二、國內(nèi)高校巖土測試技術(shù)課程教學(xué)改革進(jìn)展

1.課堂教學(xué)改革與創(chuàng)新。巖土測試技術(shù)這門課程具有理論知識與工程實(shí)踐緊密結(jié)合的特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中感覺抽象、復(fù)雜、難以掌握與應(yīng)用。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以書本、課程PPT、圖片羅列為主，形象性不足，因此導(dǎo)致普遍的滿堂灌現(xiàn)象，難以調(diào)動學(xué)生的積極性。

針對上述現(xiàn)象，國內(nèi)高校展開了積極的嘗試。（1）在授課方式上，中國礦業(yè)大學(xué)、華北水利水電學(xué)院、吉林建筑大學(xué)、桂林理工大學(xué)等高校已經(jīng)認(rèn)識到傳統(tǒng)板書的不足，開始采用多媒體與板書教學(xué)相結(jié)合進(jìn)行多元化教學(xué)，通過完善的多媒體課件，從文字、圖片、動畫、聲音、視頻等方面多角度激發(fā)學(xué)生的求知欲，將小動畫、小視頻穿插在理論講授過程中播放，起到了很好的輔助作用[4，5，6]。（2）在課程教材方面，由于該課程與相關(guān)課程的交叉融合較多，同時(shí)涉及工程中新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，而傳統(tǒng)教材內(nèi)容滯后不足以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，在此問題上，西安科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院的朱彬等老師針對巖土測試技術(shù)課程教材滯后于現(xiàn)行測試技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀這一現(xiàn)象，提出了將新技術(shù)、新知識（如光纖傳感技術(shù)）應(yīng)用于本科教學(xué)，針對不同專業(yè)因材施教等課程教學(xué)改革思路與方法[7];吉林建筑大學(xué)以社會需求為導(dǎo)向，加快課堂教學(xué)內(nèi)容的更新，與時(shí)俱進(jìn)，引入課程中涉及的新技術(shù)、新方法來擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容[8];華北水利水電學(xué)院等高校通過將科研的最新成果融入巖土專業(yè)新教材建設(shè)中，為教學(xué)內(nèi)容改革起到很大的促進(jìn)作用[5]。（3）在課程設(shè)置方面，中國礦業(yè)大學(xué)、江西理工大學(xué)、宿州學(xué)院等高校通過精簡課程中重復(fù)部分，優(yōu)化教學(xué)大綱與課程體系，設(shè)置出合理的巖土工程專業(yè)課程群體系，來突出重點(diǎn)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量[4，9];吉林建筑大學(xué)通過剔除課程設(shè)計(jì)中原有的陳舊技術(shù)、重疊內(nèi)容，倒轉(zhuǎn)授課順序等方式來培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成工程項(xiàng)目的能力[8]。（4）在教學(xué)資源方面，西安科技大學(xué)、大連海洋大學(xué)、揚(yáng)州大學(xué)等高校借助多媒體和板書，將激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和增強(qiáng)感性認(rèn)識為核心的工程案例引入教學(xué)，形成真實(shí)而完整的典型工程案例教學(xué)資源，調(diào)動了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)理論知識和工程實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，有利于提高學(xué)生解決巖土工程技術(shù)的能力、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，成為目前培養(yǎng)應(yīng)用型人才的一種新方法[7，10]。

2.實(shí)踐教學(xué)改革與創(chuàng)新。巖土測試技術(shù)課程與其他課程相比最突出的特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)，實(shí)踐教學(xué)對培養(yǎng)地質(zhì)工程專業(yè)大學(xué)生的重要性不言而喻。無論是培養(yǎng)合格的大學(xué)生，還是適應(yīng)社會發(fā)展的創(chuàng)新型新工科人才，都要強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性[7，9]。對此，國內(nèi)部分學(xué)校展開了積極的探索與改革。（1）在實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面，龍巖學(xué)院采取增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，構(gòu)建多媒體實(shí)驗(yàn)室的方式，提出“3+1”培養(yǎng)模式，即三年理論學(xué)習(xí)和一年實(shí)踐教學(xué)，來實(shí)現(xiàn)多模塊、分層次的實(shí)踐教學(xué)體系，加強(qiáng)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)的環(huán)節(jié)，培養(yǎng)實(shí)際動手操作能力，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)工程專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)[11];中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）開展加強(qiáng)地質(zhì)試驗(yàn)教學(xué)、研究室等平臺的建設(shè)，將基礎(chǔ)課程教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)有機(jī)結(jié)合、相互滲透、相互影響，通過加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)實(shí)習(xí)教學(xué)，加強(qiáng)開放式試驗(yàn)教學(xué)，逐步完善自身實(shí)踐教學(xué)體系[12]。（2）在實(shí)習(xí)基地建設(shè)方面，中國礦業(yè)大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）、江西理工大學(xué)等高校將教學(xué)內(nèi)容與實(shí)習(xí)基地、現(xiàn)場相結(jié)合，根據(jù)基地建設(shè)情況更新實(shí)習(xí)教學(xué)方案，提倡學(xué)生自我觀察、獨(dú)立分析、集體討論，從而提高工程操作能力，此外還與企業(yè)聯(lián)合設(shè)立了校外實(shí)踐教育基地，增加實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)，很大程度上解決了畢業(yè)生工程能力較差這一現(xiàn)象;吉林建筑大學(xué)通過在校內(nèi)建設(shè)巖土工程實(shí)習(xí)場地，調(diào)整傳統(tǒng)模式的實(shí)習(xí)時(shí)間，提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力[13]。這些探索為地質(zhì)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)提供了完善的實(shí)踐教育平臺。（3）在與科研生產(chǎn)單位合作方面，有一些高等院校積極嘗試走與企業(yè)聯(lián)合的教學(xué)創(chuàng)新之路。如吉林大學(xué)、吉林建筑大學(xué)、宿州學(xué)院、南昌工程學(xué)院等，通過培養(yǎng)學(xué)生參與實(shí)際工程項(xiàng)目，學(xué)習(xí)到書本上接觸不到的前沿知識，知識點(diǎn)得以升華。同時(shí)，聯(lián)合教學(xué)培養(yǎng)模式實(shí)現(xiàn)了企業(yè)與學(xué)校的優(yōu)勢互補(bǔ)、資源共享，很好地解決了學(xué)校儀器設(shè)備不足這一問題。

3.考核形式改革與創(chuàng)新。以往對學(xué)生的考核主要采取期末閉卷考試的方式，這導(dǎo)致了學(xué)習(xí)巖土測試技術(shù)這門課程，過于局限于教科書知識點(diǎn)，通過死記硬背或抄襲羅列來完成考核，不利于當(dāng)前新工科背景下培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力這一需求。在巖土工程專業(yè)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的一種主要手段，因此急需通過創(chuàng)新對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核來改革原有的考核模式。目前，許多高校已經(jīng)改變了過去只按照筆試考試或課程論文來評定成績的做法，更加注重學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主動性和操作技能考核[5]。（1）在考核成績比例安排方面，江西理工大學(xué)在巖土專業(yè)課程考核中，采取提高平時(shí)成績的權(quán)重，形成了實(shí)習(xí)報(bào)告占50%、綜合能力考核占30%、平時(shí)表現(xiàn)占20%的考核新模式;防災(zāi)科技學(xué)院通過加大課堂討論及作業(yè)提問的比重，通過現(xiàn)場答辯提問的方式來改善傳統(tǒng)的考核模式，這在很大程度上杜絕了課程論文弄虛作假的行為[14]。（2）在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐考核方面，中國礦業(yè)大學(xué)用針對實(shí)際巖土工程案例強(qiáng)化訓(xùn)練的方式改革傳統(tǒng)的筆試考核模式，提高學(xué)生的工程能力與創(chuàng)新能力，使學(xué)生盡快跨越學(xué)校理論知識和企業(yè)實(shí)踐應(yīng)用之間的障礙，成為一次極富挑戰(zhàn)性的嘗試[15];宿州學(xué)院建立了多元化的考核方式：課程采取期末考試成績和平時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績相結(jié)合的考核方式，在平時(shí)實(shí)驗(yàn)考核中更加注意學(xué)習(xí)態(tài)度、操作技能等情況，同時(shí)期末考試成績也引入了實(shí)踐環(huán)節(jié)考核[9]。通過提高對實(shí)踐的重視程度，提高了平時(shí)成績的權(quán)重，為培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才提供了有力的保障。

三、太原理工大學(xué)巖土測試技術(shù)課程改革設(shè)想

近年來一些高校的探索與改革，極大地豐富了巖土測試技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，實(shí)現(xiàn)了人才培養(yǎng)的新模式。太原理工大學(xué)作為工科優(yōu)勢高校，在總結(jié)繼承前人教育改革成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了一些自己的設(shè)想。

1.收集整理國內(nèi)外現(xiàn)有的巖土工程相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行深入對比分析，為課堂、實(shí)踐教學(xué)提供合理科學(xué)的參考依據(jù)。

2.在吸取前人改革成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，確定課程內(nèi)容，制定更加合理科學(xué)的教學(xué)大綱，編制融合國內(nèi)外行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)、新知識的教材。

3.根據(jù)確定的教材內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容模塊化，整理《巖土測試技術(shù)》涉及的所有巖土體物理、力學(xué)參數(shù)測試的基礎(chǔ)試驗(yàn)，參考收集的標(biāo)準(zhǔn)，為每個(gè)獨(dú)立試驗(yàn)制作科學(xué)合理的操作流程與規(guī)范。

4.利用新媒體手段——視頻模塊開展在線視頻教學(xué)試驗(yàn)，從根本上解決實(shí)踐教學(xué)課時(shí)少這一突出問題，滿足新時(shí)代學(xué)生全面、快速學(xué)習(xí)知識的需求。

新工科建設(shè)需要加強(qiáng)研究和實(shí)踐，我們將充分發(fā)揮首創(chuàng)精神，提升工程教育效率、提高教學(xué)效果，為巖土測試技術(shù)課程改革做出積極的探索與嘗試。

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