新建地方本科院校土工實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和探索★

羅愛忠

0 引言

近年來我國土木工程建設(shè)快速發(fā)展，工程建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大，難度不斷提高，這對土木工程專業(yè)的學(xué)生提出了更高的要求。土力學(xué)是土建類專業(yè)教學(xué)課程體系中的一門非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。它需要培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。而土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是土力學(xué)課程中非常重要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的好壞直接關(guān)系到學(xué)生對土力學(xué)課程的基本概念、土的工程力學(xué)性質(zhì)的掌握。

通過實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生能了解土工試驗(yàn)的儀器操作，掌握一定的土工試驗(yàn)技能，同時(shí)熟練掌握土的物理力學(xué)性質(zhì)的測試方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手操作能力以及在以后的工作實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、吃苦耐勞、團(tuán)隊(duì)合作的工作作風(fēng)。但地方本科院校大都是在原來的師范類專科院校基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。

由于長期從事的是中小學(xué)師資力量的培養(yǎng)，在成為本科院校后所開設(shè)的工科專業(yè)大都缺乏相應(yīng)的教學(xué)設(shè)備的支撐，特別是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)上的試驗(yàn)室建設(shè)方面有太多的欠賬，使得培養(yǎng)的學(xué)生重理論輕實(shí)踐，在以后的工作實(shí)踐中形成很大的被動，得不到用人單位的認(rèn)可，使得這些院校本科專業(yè)的發(fā)展前景受到一定的影響。本文從土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和土力學(xué)實(shí)驗(yàn)室兩個(gè)方面的發(fā)展現(xiàn)狀入手，探討了土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提出一些當(dāng)前條件下對土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有益的建議。

1 土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容

土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本項(xiàng)目包括土體的物理力學(xué)指標(biāo)和某些特殊指標(biāo)的獲得。根據(jù)《土工實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，土力學(xué)實(shí)驗(yàn)一共要進(jìn)行 35個(gè)實(shí)驗(yàn):含水量、密度、比重、顆粒、界線含水量、相對密度、擊實(shí)、承載比、回彈、滲透、固結(jié)、濕陷、三軸、抗壓、直剪、反復(fù)直剪、自由膨脹率、膨脹力、收縮、凍土密度等項(xiàng)、化學(xué)成分五項(xiàng)、離心含水當(dāng)量等實(shí)驗(yàn)。

2 地方本科院校土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

2.1 教學(xué)儀器設(shè)備不足

地方本科院校新開設(shè)的土建類專業(yè)一般都沒有先設(shè)相關(guān)專業(yè)的硬件設(shè)施的支撐，再加上新設(shè)本科專業(yè)大都處于比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，財(cái)政的投入相對有限。有限的財(cái)政資源大都投入到學(xué)校基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)當(dāng)中，使得教學(xué)儀器相對不足，有些院校根本就不開設(shè)實(shí)驗(yàn)課。

由于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備不足，大多只能進(jìn)行演示性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，且開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于教學(xué)大綱的要求。這就造成了以理論教學(xué)為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔，經(jīng)常把實(shí)驗(yàn)一帶而過。沒有把理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合起來，讓學(xué)生以純粹的理論理解，在腦子中只有個(gè)抽象的概念。比如:土的外觀、狀態(tài)、塑性、含水情況等，只能是想象，一旦學(xué)生接觸實(shí)際，根本就結(jié)合不起來。

2.2 教學(xué)方式的陳舊

現(xiàn)在的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上還是沿襲以往的傳統(tǒng)教學(xué)模式，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式分為四步:實(shí)驗(yàn)室老師準(zhǔn)備儀器設(shè)備，學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容—老師講解示范—學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)—學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。傳統(tǒng)教學(xué)模式能培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)素質(zhì)(包括數(shù)據(jù)處理與誤差分析、儀器操作、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告)具有不可替代的作用，同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論吻合較好，能較好地配合理論課教學(xué)。但是在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生只能在教師預(yù)先設(shè)定的框子中被動地完成實(shí)驗(yàn)，這在一定程度上抑制了學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮。在教學(xué)過程中如果實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師講得詳細(xì)，學(xué)生聽得認(rèn)真，那么在做實(shí)驗(yàn)的過程中出現(xiàn)的問題就相對少;反之，指導(dǎo)教師講得少、簡，許多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中就不知所措，不是這里出問題，就是在那里圍著老師團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)效果也不好，當(dāng)然，這一點(diǎn)也與學(xué)生沒有提前預(yù)習(xí)有關(guān)，同時(shí)也反映了學(xué)生主動性和動手能力不強(qiáng)。

2.3 教學(xué)學(xué)時(shí)偏少

按照土力學(xué)教學(xué)大綱的要求，整個(gè)土力學(xué)的課時(shí)加上實(shí)驗(yàn)課時(shí)也只有 48個(gè)學(xué)時(shí)，在這有限的學(xué)時(shí)內(nèi)必須完成理論課和實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)。部分老師為了很好的完成理論課的教學(xué)，就壓縮實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)，這使得本來就十分緊湊的試驗(yàn)課學(xué)時(shí)形同虛設(shè)。要做完 8個(gè)常規(guī)實(shí)驗(yàn)，顯然從時(shí)間上講比較緊湊，如果不是事先的充分準(zhǔn)備，很難在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成這些項(xiàng)目。

而對于土力學(xué)中的一些其他重要實(shí)驗(yàn)，如:三軸實(shí)驗(yàn)、K0系數(shù)測定、滲透等特殊實(shí)驗(yàn)的演示根本就沒有時(shí)間安排。在教學(xué)中根據(jù)理論課授課安排的需要，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多是獨(dú)立進(jìn)行，教學(xué)任務(wù)完成后，在學(xué)生頭腦中形成的印象是“散”，針對這個(gè)問題，為了能將各個(gè)分散的部分有機(jī)組合起來，就必須開設(shè)一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，但由于在教學(xué)課時(shí)上沒有提供保障，也就使得該實(shí)驗(yàn)根本沒法開設(shè)。

2.4 實(shí)驗(yàn)基地的不足

新建地方本科院校由于大部分都沒有工科專業(yè)背景，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施本來就相對缺乏，與工程單位的聯(lián)系方面就相對較少，因此學(xué)生對理論教學(xué)往往是停留在比較抽象的層次上，雖然室內(nèi)試驗(yàn)可以解決部分問題，但如果能讓他們在室外基地親自進(jìn)行土體原位測試，就會使得抽象的事物化為具體的東西，同時(shí)還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)到許多書本上學(xué)不到的東西。因此，聯(lián)系一定的試驗(yàn)基地也是當(dāng)務(wù)之急。

3 土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

目前，土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多是圍繞著試驗(yàn)理論課程設(shè)置的，但對于我們這種新建地方性本科院校，在工科專業(yè)的發(fā)展過程中，由于經(jīng)費(fèi)及師資等原因，試驗(yàn)儀器及經(jīng)費(fèi)的不足往往制約著實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)。從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來看，目前土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與培養(yǎng)學(xué)生具有進(jìn)一步發(fā)展所具備的綜合能力之間有一定的矛盾，主要表現(xiàn)在:實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置較少，實(shí)驗(yàn)課時(shí)與理論課程相比相對較少，學(xué)生參與實(shí)踐機(jī)會少，而且少數(shù)有余力的學(xué)生也沒有機(jī)會選做有創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，影響了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性。因此當(dāng)前地方院校的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)不能滿足于社會的需要，已經(jīng)嚴(yán)重的阻礙了地方院校土建類專業(yè)的發(fā)展，影響到了對地方經(jīng)濟(jì)急需的土建類專業(yè)人才的培養(yǎng)，有必要對地方院校的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。

3.1 培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，自己親自動手完成的。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中處于主導(dǎo)地位，教師只是引導(dǎo)學(xué)生自身的實(shí)踐活動。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的講授要力求少而精，這就要求學(xué)生必須在實(shí)驗(yàn)前做好預(yù)習(xí)。為了保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，提高實(shí)驗(yàn)興趣，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，可以讓學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作前提交實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前要認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括明確實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒘私鈱?shí)驗(yàn)儀器、清楚實(shí)驗(yàn)步驟、理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果及指標(biāo)的計(jì)算公式、知道應(yīng)觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等。

通過預(yù)習(xí)和思考，使學(xué)生在沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前就對實(shí)驗(yàn)的大致內(nèi)容有一個(gè)了解，這樣能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，還可以使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)中需要注意的問題做到心中有數(shù)。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告經(jīng)實(shí)驗(yàn)教師審閱后，學(xué)生方可準(zhǔn)許進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以操作比賽和實(shí)驗(yàn)報(bào)告評比等方式激發(fā)他們的興趣。

3.2 構(gòu)建新的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

構(gòu)建新的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，主要從土力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的應(yīng)用廣泛性和工程實(shí)用性入手，一些實(shí)驗(yàn)手段陳舊，內(nèi)容重疊的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合并刪除，對于體現(xiàn)土力學(xué)理論精髓的和前沿性的要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目保留或拓寬，加大技能型、綜合性與探索性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將試驗(yàn)體系進(jìn)一步整合、優(yōu)化，適當(dāng)開設(shè)設(shè)計(jì)性試驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上，盡量使各個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)相互聯(lián)系，能夠使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中了解試驗(yàn)結(jié)果的適用范圍和用途，特別是在實(shí)際工程中的應(yīng)用方法，例如，在進(jìn)行壓縮試驗(yàn)的過程中要求學(xué)生同時(shí)進(jìn)行含水量試驗(yàn)和密度試驗(yàn)，同時(shí)了解比重試驗(yàn)的方法和過程，這樣含水量試驗(yàn)結(jié)果和密度試驗(yàn)結(jié)果就可以應(yīng)用到壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理中，不僅節(jié)省了試驗(yàn)的時(shí)間，同時(shí)也使學(xué)生們了解了含水量與土樣的密度是影響壓縮性質(zhì)的兩個(gè)物理指標(biāo)。

另外，結(jié)合學(xué)校周圍的實(shí)際工程，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中開設(shè)一些設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，這樣既可以提高學(xué)生們的動手興趣，又可以增加學(xué)生們對試驗(yàn)指標(biāo)的應(yīng)用，可以大大提高學(xué)生們學(xué)習(xí)力學(xué)的積極性，也使學(xué)生們對土力學(xué)的理論知識有一個(gè)更直觀的理解。同時(shí)，充分聯(lián)系工程實(shí)際，建立一定的實(shí)習(xí)基地，充分利用實(shí)習(xí)基地的試驗(yàn)條件，開展一定量的原位測試技術(shù)訓(xùn)練。

3.3 充分利用多媒體教學(xué)

多媒體教學(xué)是當(dāng)代一種比較流行的教學(xué)手段，在新建地方本科院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還未得到有效的利用。再加上新建地方本科院校由于教學(xué)經(jīng)費(fèi)的不足，實(shí)驗(yàn)室配套建設(shè)相對緩慢，在這種情況下，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中充分利用多媒體教學(xué)就變得更加必要。如何在有限的課時(shí)內(nèi)完成必需的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，同時(shí)還要充實(shí)和擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，是土工實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的重要矛盾問題。多媒體在土工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用能夠在一定程度上解決這一問題。

首先，在實(shí)驗(yàn)前，通過多媒體對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行具體詳細(xì)的演示和模擬，這樣能夠減少學(xué)生的預(yù)習(xí)時(shí)間;

其次，在實(shí)驗(yàn)過程中，利用試驗(yàn)間歇時(shí)間(比如固結(jié)實(shí)驗(yàn)中的等待固結(jié)穩(wěn)定時(shí)間)，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可促使學(xué)生積極思考，仔細(xì)完成每一步實(shí)驗(yàn)，提高了實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)質(zhì)量;

再次，對于那些耗時(shí)長、耗費(fèi)資金大的實(shí)驗(yàn)，可以利用多媒體教學(xué)手段把相應(yīng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容錄制成音像合一的錄像片來進(jìn)行觀看，這樣能夠使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和目前土工實(shí)驗(yàn)的深度及技術(shù)前沿，從而極大的豐富和開拓了學(xué)生的視野及知識面。

3.4 轉(zhuǎn)變觀念，突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)地位

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的先導(dǎo)就是轉(zhuǎn)變教師和學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的觀念。轉(zhuǎn)變觀念主要是消除“重理論、輕實(shí)驗(yàn)”的舊觀念，樹立實(shí)踐第一的觀點(diǎn)，調(diào)動一切積極因素;專職實(shí)驗(yàn)教師與理論課教師待遇要相同，將實(shí)驗(yàn)課時(shí)從理論課計(jì)劃中分離出來，單列實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，實(shí)驗(yàn)成績單獨(dú)計(jì)算。只有這樣，對學(xué)生來說，可以促使其重視實(shí)驗(yàn)課，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果;對實(shí)驗(yàn)室的教師來說，可以充分調(diào)動實(shí)驗(yàn)教師的工作積極性。

3.5 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍建設(shè)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，還應(yīng)該注重實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍的建設(shè)。試驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的好壞還關(guān)系到是否有一支穩(wěn)定的、業(yè)務(wù)素質(zhì)過硬的、事業(yè)心強(qiáng)的師資隊(duì)伍。在這一方面可以安排一些具有博士或碩士學(xué)位的教授和副教授充實(shí)到實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍中去。另外還要不定期的組織實(shí)驗(yàn)人員到重點(diǎn)院校參觀、交流，特別是要去那些實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得好成績的院校，學(xué)習(xí)他們的成功經(jīng)驗(yàn)，可以加快發(fā)展步伐，少走彎路。

在師資培養(yǎng)上還要組織實(shí)驗(yàn)人員積極參加有關(guān)單位舉辦的相關(guān)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的業(yè)務(wù)水平，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提高。

4 結(jié)語

土力學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。通過土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、動手能力、綜合分析能力及科研能力。

本文從土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容著手，通過分析現(xiàn)階段地方本科院校土建類專業(yè)土力學(xué)教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合筆者對土力學(xué)教學(xué)的探索，總結(jié)出了當(dāng)前地方新建本科院校在土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方向。

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