基于應用型人才培養的土力學實驗教學改革

陳榕+郝冬雪+高宇聰+曾聰+王偉卓

摘要：當下社會發展對人才的需求也在提高，而傳統的土力學實驗教學卻跟不上社會發展的需求，以前的土力學實驗均是基礎性、驗證性實驗項目，如今增設“綜合性”、“設計性”實驗項目，提高了學生的思考能力和動手能力，將試驗內容重新整合，提高實驗學時，同時編寫并出版了十三五規劃實驗教材。這些改革內容必將對今后應用型人才的培養產生巨大的影響。

關鍵詞：應用型人才；教學改革；土力學；實驗教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）22-0266-02

在我國現代化教學改革的背景下，土力學作為一門理論與實踐相結合的學科，其實踐性實驗教學對于提高學生的動手能力和實踐能力起著巨大的教學意義，在土力學教學實驗改革中，應充分地調動學生的積極性，將知識理論和實驗實踐更好地結合起來，像是那種傳統的“灌輸式”的教學方法應該被摒棄，本文就從土力學實驗教學的新的實驗項目、新型教材的使用、實驗設備及教學方法的改革等方面闡述土力學實驗教學的改革。

一、土力學實驗教學現狀分析

1.教學方法缺乏引導。傳統的土力學實驗或者理論教學思路是：老師在黑板上或者PPT上記錄上土力學的知識重點，重點的土的性質按照實驗參考書來照本宣科，而學生則在下面記筆記或者單純地模仿老師進行的土力學實驗。這種傳統的實驗教學方法已經沿用了好長時間，雖然學生能夠通過記筆記或者模仿老師的實驗來鞏固知識，但是這種老師灌輸式的教學方法卻有著極大的弊端：首先學生失去了學習的主動性，只有習慣地被動地接受知識；其次學生喪失了敢于質疑的精神，對于課本上的或者實驗中老師闡述的理論深信不疑，卻不會質疑學術的真實性。以上兩種危害將會深深地傷害學生以后的工作學習。

2.實驗項目過于單一。傳統的土力學實驗項目主要包括基礎性、驗證性6個實驗項目，實驗項目數量相對較少，而且實驗項目質量較差，對于基礎性、驗證性實驗最大的缺點就是缺乏創新性，只是對土力學知識的驗證或者是過于簡單的基礎性的實驗，像是顆粒分析、含水率、密度、固結等實驗項目不能在原有理論高度上提高，只會把眼光局限在課本知識里。

3.實驗儀器稀少且過時。在土力學實驗教學中，平均每6個人為一個小組，每個小組只有一臺土力學實驗設備，在實驗教學中基本上都是老師在儀器上做一遍實驗，接下來學生會依次在小組內進行實驗，這樣做的后果是實驗效率低下，只有一個學生做完才可以進行下一個，很多學生實驗進行緩慢，得不出一個正確的實驗結果，這就導致后面的學生無法進行實驗，這就必然使得實驗效率緩慢，及格率低，只有少數人才可以真正地做完實驗。同時學生的這種實驗做法都是從老師那里學來的，老師只是對儀器操作進行解釋，學生學來的是操作技巧卻對實驗原理沒有掌握，這種做法無疑有悖于土力學實驗的初衷，并不能很好地通過實驗來驗證課堂上學習到的理論知識，也不能將學習到的理論知識付諸實際。而在實驗設備方面更是有著很大的缺陷，現在的土力學實驗教學設備大多是手搖式直剪儀和杠桿式固結儀等儀器，這種儀器無疑已經很不上現代土力學實驗教學的要求，過時的實驗設備也會耽誤現代實驗教學，因此在土力學實驗設備上依然會有很大的提升空間。

4.實驗教材內容單一。原土力學實驗教材內容單一，《土力學實驗指導書》并不是專業出版社負責出版的教材，只是學院內部教材，實驗項目較少，全都為驗證性實驗，早已無法滿足土力學實驗本科或研究生教學要求，與理論課產生較大脫節，同時實驗內容的單一也阻礙了學生對土力學實驗更深刻的認識，大多數同學都是根據《土力學實驗指導書》的實驗要求和具體做法進行實驗處理的，這種做法無疑大大地降低了學生的實驗難度，同時也調動不起學生學習的積極性，對土力學實驗的本質不能很好地把握。

二、土力學實驗教學的改革

1.實驗設備的更新。針對目前實驗設備稀少、實驗設備過時的現狀，要想土力學教學改革能夠順利地進行下去，實驗設備必須要更新換代。主要的設備變化是將原有手搖式直剪儀升級為電動式三速直剪儀，將原有杠桿式固結儀升級為氣壓固結儀，同時增配了2臺三聯式高壓固結儀，6個常水頭、變水頭滲透儀等基礎設備。這些引用的新型儀器設備不僅有利于提高實驗教學效率，而且還能夠避免由于實驗儀器本身的陳舊引起的誤差，同時還可以照顧到每一名學生，不必像以前那樣排隊做實驗。

2.增設“綜合性、創新性、設計性”實驗項目。傳統的土力學實驗均是基礎性、驗證性實驗項目，與現代土力學實驗的初衷大相徑庭，現代的土力學實驗的目的不在于單純地驗證學習到的理論知識，而是要與現實工程實踐相掛鉤，實驗的數據結果可直接作用于現實工程實踐中，在實驗過程中激發學生的創造性思維。因此傳統的基礎性、驗證性土力學實驗項目要改革，先后增設了“綜合性、設計性”實驗項目，這些實驗項目包括：滲透實驗、擊實實驗、界限含水率聯合測定實驗、三軸實驗及土工格柵綜合測定等實驗。這些實驗都是在學生掌握了最基本的土力學理論的基礎上，根據學生的興趣愛好，在老師的指導下自行設計的實驗項目，不僅可以很好地開拓土力學實驗項目，更能夠很好地激發學生的好奇心和創造性思維，培養學生綜合利用土力學知識解決實際問題的能力。例如在“土力學擊實實驗”中，學生可以自發地設計實驗思路和實驗方法，然后在老師的指導下進行下一步的實驗操作，而要想該實驗很好地進行下去，要準確地把握好土樣配比設計和界限含水量測試要求，同時對實驗用水量要做準確的計算，還要根據工程實際和施工要求選擇合適的實驗設備，有了上述的種種準備才能確定實驗方法，才可以進行擊實實驗，寫出完整的實驗報告。通過“土力學擊實實驗”我們不難看出，一項綜合性設計性的實驗需要學生進行大量的數據計算和資料準備，只有做好了這些基礎性的實驗材料的準備，才能對接下來的實驗方法的總結、實驗方案的提出、實驗設備的準備以及最后的實驗結果的整理、實驗報告的生成起到很好的鋪墊作用。這些煩瑣的實驗細節，需要學生在對本學科土力學理論知識熟練掌握的基礎上，綜合運用學習到的理論知識自行設計實驗方案，這就大大地鍛煉了學生的實踐能力、動手能力和創新意識，這才符合新時代環境下土力學實驗教學的初衷。

3.教學方法的改善。灌輸式的教學方法卻有著極大的弊端：學生失去了學習的主動性，只有習慣地被動地接受知識，這種習慣的養成將會在以后的大學學習生活中失去對知識主動的探索；如何避免這種情況發生呢？就要求老師積極地利用現代化的教學手段，開拓學生的視野，同時能夠調動學生的積極性和創新性。例如利用多媒體來對實驗機理進行表達，不僅表達得更為詳細具體生動，而且老師可以控制整個實驗的進展，使學生更容易理解原理的同時更能開拓學生的思路，更能牢固地掌握知識。同時有些實驗在學校里受儀器或者資金的限制不能夠展現在同學面前時，可以通過網絡和視頻進行多媒體教學，彌補這種缺陷。

4.編寫十三五規劃教材。對我院原土力學實驗教材內容進行改革，原土力學實驗教材內容單一，并不是專業出版社負責出版的教材，只是學院內部教材，實驗項目較少，全都為驗證性實驗，早已無法滿足土力學實驗本科或研究生教學要求，與理論課產生較大脫節，針對這一情況，編寫了《土力學實驗教程》，被列為“十三五”普通高等教育本科規劃教材，中國電力出版社2016年出版，分為教程與實驗報告兩部分，實驗報告部分可作為學生課前預習、課上記錄數據、課后得出結果的重要工具，最后上交教師，作為給分憑證。

土力學實驗教學已經跟不上社會發展的需求，必須通過改革來適應新時代的實驗教學方法，增設“綜合性、創新性、設計性”實驗項目才能培養學生綜合利用土力學知識解決實際問題的能力，實驗設備的更新才能提高實驗教學效率，教學方法的改善才能夠調動學生的積極性和創造性，編寫新的教材才能夠滿足土力學實驗本科或研究生教學要求。只有真正做到這一點，現代土力學實驗教學才能夠為應用型人才的培養提供一個好的學習平臺。

參考文獻：

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Based on Soil Mechanics Experiment Teaching Reform to Cultivate Applied Talents

CHEN Rong，HAO Dong-xue，GAO Yu-cong，ZENG Cong，WANG Wei-zhuo

（School of Civil Engineering and Architecture，Northeast Electric Power University，Jilin，Jilin 132012，China）

Abstract：The present social development also in increasing demand for talent，while the traditional soil mechanics experiment teaching can't keep up with the needs of the development of the society before the soil mechanics experiment are fundamental，confirmatory experiment project，now add comprehensive and disign experiment project，improve the students' thinking ability and practical ability，the test content integration，improve the experimental classes，write and publish the much starker choices-and graver consequences-in planning experimental teaching materials at the same time. These reforms will be huge impact on the cultivation of applied talents for the future.

Key words：applied talents；the teaching reform；soil mechanics；the experimental teaching