基于實驗成績評定分析的實驗教學改革探討

王智德 夏元友 祝文化 陳成 張磊 尹亞運

摘要：

為了進一步提高學院實驗教學質量，基于實驗教學成績評定標準，分析學院土力學實驗課程教學現狀和存在的問題，查找實驗教學體系設計缺陷，在以往專業實驗基礎上增設專業基礎實驗，修訂實驗成績評定方案，探討實驗教學改革及實驗管理方式，優化實驗教學成績評定體系。結果表明，基于實驗課成績評定的實驗教學改革能較好地改善實驗教學效果，進一步完善實驗教學方法，切實提高學生的創新和動手能力，培養其獨立開展科學研究的能力和素養。

關鍵詞：成績評定;土力學實驗;實驗教學;教學改革

中圖分類號：G642;TU4? ?文獻標志碼：A? ?文章編號：1005-2909（2021）04-0158-06

土力學實驗是土木工程專業不同方向的學生必須掌握的一門重要專業實驗課，該實驗課實踐性強，應用性廣[1]。隨國家工程教育專業認證工作的開展，對工程類專業實驗教學越來越重視，并在不斷地開展相應的改革[2-3]。不少學者在各種不同學科的實驗教學中，嘗試提出了相應的改革建議，如考慮影響成績評定因素，不斷完善實驗教學[4];根據實驗教學跟不上形勢發展的現狀，以實踐和創新為核心構建實驗平臺，建立新的實驗教學體系[5-6];考慮實驗教學的內容體系和方式開展教學改革[7];針對實驗教學不重視等問題，通過教學層次、教學平臺等改革舉措完善土木工程專業實驗教學[8]。

實驗成績評定在培養學生創新能力和操作動手能力方面有著舉足輕重的作用，也反映了學生對實驗課程的掌握程度。重理論輕實驗是土力學實驗課程的一個典型特點[9]。但由于其評定環節的復雜性，人為確定因素較多，難以把握，從某種程度上限制了實驗教學的發展，滿足不了現階段的培養模式;因此，實驗課成績的評定也逐漸成為研究熱點。

結合學院多年的實驗教學經驗，從教與學兩方面，針對學院實驗課成績評定管理方法，

從影響實驗教學成績評定的因素出發，綜合分析實驗教學當前現狀和存在的問題，并基于學院實驗成績評定分析方法的結果，從實驗項目、教學模式等方面進行思考，提出改進實驗教學方法的措施，通過相應的改革完善實驗課程成績評定體系。

一、影響實驗成績評定的相關因素

土力學實驗課程作為土木類學生的專業實驗課，不同于基礎實驗課，主要培養學生操作動手能力和實踐創新能力。土力學實驗課程涉及的實驗項目多，且實驗項目之間的關聯性強，土力學實驗成績評定主要從實驗預習、操作過程、數據記錄與分析和實驗報告四個方面進行，并將其作為一級指標，再進一步細劃為二級指標，利用綜合評定法得到學生的成績。考慮到成績考核的多樣化，在評分系統中，通過對各分項的最終成績判定進行分析，找出綜合實驗過程中存在的問題。

（一）實驗教學不夠重視

對比歷年學生實驗教學成績分項統計分析結果，從檢驗實驗教學方面進行剖析，發現實驗教學體系設計存在的問題。

首先，雖然針對不同土力學實驗項目配套有專門的實驗室，但實驗場所有限。以往土力學實驗由四個實驗項目組成，如土的物理性質實驗、土的固結壓縮實驗、土的直接剪切實驗和土的三軸壓縮實驗，而四個實驗項目所用到的土樣均由教師提前準備，學生按需直接取樣，對于土樣的制作過程大部分學生是知其然不知其所以然，這是造成學生對土力學實驗課重視度不夠的原因之一，而

這也是作為成績評定的重要因素之一。

其次，土力學實驗課程開設時間與土力學理論課程在同一個學期，土力學理論課程的難度系數比實驗課程高，學生相對難以掌握。大部分學生誤認為理論高于實踐，

因此對實驗預習環節不重視，眼高手低。一方面實驗操作不熟練造成實驗效率低;另一方面影響實驗數據的準確性。長此如此，無論是教還是學方面，都造成對土力學實驗課程的不重視，這也是導致學生在預習環節成績評定得分率偏低的另一個主要原因。

除此之外，傳統的成績評定主要以簽到和報告為主，是成績評定中最為重要的一部分，也是得分的主要來源項。在實驗課成績評定方面，以往的實驗教學對學生而言，只要每次實驗課有登記，按時提交實驗報告，任課教師通常都會給出合格以上的不同等次的成績。這種考核評價帶有明顯的不合理性，學生容易形成實驗課程不重要的錯誤認識，導致學生的學習自主性不強，存在應付學習的現象。

（二）實驗項目安排不合理

雖然目前的土力學實驗課程已從傳統的課內實驗單列為獨立的實驗課，16學時。各個實驗項目在操作過程中的關聯性不強，但在實驗課教學過程中，四個實驗項目之間存在著共同的實驗內容，比如：土的物理性質實驗中對土體含水率的測試，密度測試的內容與土的固結壓縮實驗、剪切強度實驗等在原理和方法上是一樣的，同樣土的三軸壓縮實驗也存在相同的問題。若將四個實驗項目分開進行，每個學生難免要開展4次含水率和密度實驗。對學生而言，此類專業基礎實驗相對簡單，基本只需操作一次即可，無需重復多次實驗。但實際成績評定過程中，四個實驗項目得分設置相同，各占25%，含水率與密度實驗分別又占有一定的比例。而有些實驗項目操作難度大，且操作步驟繁瑣，單從實驗項目的內容考慮，可能導致實驗成績評定有失合理性。

此外，由于班級人數較多，以往實驗采用分批分組的方式進行，原來一個實驗項目分配4個學時，而通過分批分組后每個學生做實驗的學時大大減少，不到2個學時，這明顯與原教學計劃不相符，學生不得不加快實驗進度，造成學生實驗過程中動手操作能力差、數據處理分析結果不理想，這也是導致得分偏低的主要原因。

（三）教學模式欠完善

從實驗教學模式看，土力學實驗課程教學模式單一，理論授課中對實驗部分的講授非常少，而在實驗教學環節受場地限制，補充的實驗教學內容相對簡單，整個實驗教學環節學生的創新和探索能力得不到激發。雖然不同實驗項目中不同內容的評分權重不一樣，但結果顯示學生在每個實驗項目中創新環節的得分偏低，這也是造成教學質量不高的原因之一。

對于本科生開設的四個實驗項目中，其中三個為驗證性實驗，一個為演示性實驗。從教學效果看，通過開展相應的實驗項目可以讓學生掌握實驗的基本原理和方法、基本的操作技能。但從開設的實驗內容來看，仍然遵循傳統教學模式，對于創新和探索方面的內容涉及較少，不利于學生的培養。尤其對于巖土陳宗基精英班的學生，專業培養的目標高于其他土木類兄弟班級，若不進行相應的改革難以達到預期的培養目標。

此外，傳統實驗課教學模式中的成績評定主要以實驗報告為主，以報告評判學生成績容易以偏概全，且實驗項目

與工程實例相結合少，學生難以理解實驗的最終目的或對工程問題的解決理解不透徹。一方面不利于培養學生的創新力，另一方面為平時不認真、靠抄作業的小部分學生提供了可乘之機。這種教學模式及成績評定機制是造成部分學生學習積極性下滑的重要原因之一。

除此之外，專業實驗教師不足也是

造成土力學實驗教學效果達不到預期目標的主要原因之一。目前常用的方式是土力學理論教師同時兼任實驗教學，在培養指導學生的過程中，理論教師對實驗儀器操作掌握程度不一定全面，主要依賴于實驗室專業教師，因此，實驗專業教師往往不能在整個實驗過程中照顧到每一個學生，對學生掌握知識的程度也不夠充分了解，所以容易造成成績誤判。

二、改革措施

基于影響實驗教學成績評定的因素，針對實驗教學存在的問題展開分析，從實驗教學課程改革、學生培養意識和教學質量保障體系等方面嘗試開展教學改革，以達到培養和提高學生動手能力和獨立開展科學研究的能力。

（一）實驗教學課程設置

針對以往教師為學生準備土樣的問題，對學生開展意向調查。調查結果表明，大多數學生對土樣的制作過程存在疑問，如何做到土樣均質，且不含砂石，具體操作？什么樣的含水率下土體壓密度達到最大，實驗過程中如何控制……，等等。學生對土樣的制作表現出了濃厚的興趣。基于此，為了提高學生的實踐動手能力，建議教師在課余時間組織學生參與土樣制作，在專業實驗的基礎上增設基礎實驗如含水率、密度等內容，并在學生成績評定中作為考核指標適當加以考慮，這樣既擴大了學生的知識面，又調動了學生的積極性。在實驗過程中穿插工程案例開展實驗，提供工程背景，提出對應的實驗項目應取得的參數要求，應達到滿足實驗條件等內容，通過參與實驗，學生對最佳含水率等對工程質量的影響有了初步認識，能作出一定的分析和判斷。

其次，針對不同實驗項目存在共同基礎實驗的特點，對比分析各項目的影響因素，提出以下改革措施。因所涉及的實驗項目土樣均為重塑土體，將四個專業實驗項目集中安排在兩天內完成，開通網上預約登記，為每位學生提供兩次預約機會，有效避免因時間沖突而不能開展實驗的情形。

合理安排專業實驗項目內容，

打破以往理論內容未全部結束就安排實驗項目的規矩，同一批土只需完成一次，節省學生時間。在成績評定方面，將四個實驗進行綜合分析，對實驗前期土樣的準備設定一定的分數比重，不需要重復對含水率和密度實驗進行考核。這樣的成績評定方法更加合理，不但有利于培養學生的綜合動手能力，而且為后期開展實驗綜合設計奠定了一定的基礎。

此外，合理優化實驗室格局，保障有充分的實驗教師資源。分批分組開展實驗工作，保證整個實驗過程的連續性。如將班級學生分兩批，第一位教師指導第一批學生完成預習實驗內容后開展土樣的準備工作，第二位教師指導第二批學生進行預習，待第一批完成土樣準備進入到實驗環節時，第二批學生開始實驗土樣的準備，通過優化實驗安排充分保證學習過程的連貫性，讓學生有更多的時間來思考和操作實驗。

（二）強化教師的服務與管理意識，提高學生動手能力

針對學生動手能力考核得分普遍不高的現象展開分析發現，在實驗過程中，一方面，教師擔心學生動手能力差，土樣制作效率低，可能會造成土樣制作失敗;另一方面，部分學生嫌臟，不愿意動手。為此，提出相應的改革，將原本屬于學生動手能力培養環節交還學生，如土樣取樣、土體篩分、含水率測試、擊實實驗等準備工作，教師只負責指導，退出保姆式的教學，淡化“服務工作”，

調動學生的積極性，

讓學生自己動手，培養學生的興趣愛好，營造良好的學習氛圍。

此外，進一步加強實驗教學管理人員（包括實驗教學人員、實驗教輔人員）服務與管理的雙重意識，堅持以學生為主體的教育理念，明確分工職責，加強各自的業務能力培訓，提高學院實驗教學管理隊伍的現代化管理水平;建立實驗教學成績評定目標責任制，克服實驗教學過程中的隨意性;加強與其他院校實驗教師的溝通交流，提高自身素質和實驗教學經驗。

在傳統的成績評定基礎上，對實驗教學成績評定進行改革，教學過程中堅持以學生為主，教師為輔，在傳統教學基礎上通過教師引導，學生自主學習，實驗原理掌握、操作規范、數據分析和報告撰寫等均由學生主導，教師只需在不同的實驗環節作相應的引導，通過啟發式教學，輔助學生提高學生創新思維和操作能力。

（三）實驗教學成績評價質量保障體系改革

針對教師自身條件以及學院實驗教學的特點，充分利用學院實驗教學平臺，重新修訂實驗教學成績評定標準，對實驗室等教學資源實行統一規范管理。通過開展相關實驗教學競賽、實驗講課比賽、實驗教學研討等活動，提高實驗教師的教學水平，加強學院實驗教學師資隊伍建設，推動本科實驗教學環節、實驗教學成績評定和實驗教學模式改革，建立學院實驗教學成績評價指標體系，研究多元評估新方法，構建學院實驗課堂教學質量保障體系。通過對實驗課程教學和成績評定方式進行研究，進一步創新實驗教學，推進實驗教學方法和成績評定改革，建立適合實驗教學成績評定的通用質量保障體系，并逐漸推廣至學院或學校其他實驗課程，實現其應用價值。

在原有成績評定辦法基礎上，修訂不完善之處，如增加學生創新部分，對實驗過程中存在的問題提出自己的改進想法，體現學生對實驗的掌握程度。又如：土的直接剪切實驗，存在人為設定剪切面等問題，如何用其他方法加以改進等。

此外，作為實驗成績評定的其他指標因素，從實驗前期準備、中期操作到后期實驗報告三個階段，對關鍵性的因素如實驗前的預習程度、理論知識的掌握情況、儀器操作規范性、實驗過程動手能力、數據分析的準確性、實驗報告的完整性等內容進行細分，在每個環節設定評分標準，修訂評分細則，從而更合理地評定學生成績，推動本科實驗教學環節、教學成績評定和實驗教學成績管理等內容，完善學院實驗教學改革方案，構建具有學院特色的實驗教學質量管理體系。

三、實驗教學教革效果

為了驗證土力學實驗教學改革的效果，連續兩屆學生的成績分析表明，教學改革基本達到了預期效果，主要表現在以下幾個方面。

利用課余時間讓學生參與土的制樣環節，學生的實踐動手能力有一定的提高，對實驗原理也有進一步的理解。學生參與前期土樣的制作后，明顯對后面實驗有較好的輔助效果，而且學生的主動性顯著增強，興趣點也明顯

提升。在實驗報告中每個人的學習心得明顯不一樣，實驗報告抄襲現象明顯減少，學生學習積極性明顯提高。

通過讓學生提前參與土樣的制作、土的烘干、土的篩分、土的擊實實驗，讓學生從制作方法到實驗原理、再到數據分析方法形成一個初步的認識，對各個環節出現的問題可以有更深入的思考，從而培養其在實驗過程中發現問題、分析問題和解決問題的能力。

通過增設部分基礎實驗內容，使原方案中四個專業實驗項目更加完整，學生的創新、動手能力等實驗綜合素養有了明顯提高，學生的知識面更廣，整體實驗成績普遍提高。

通過教學改革，實驗成績評定方式更加完善，且更為合理，更加公正，在一定程度上提高了學生對土力學實驗課的興趣，達到了培養學生創新思維和操作動手能力的目的。實驗學時得到了真正的保證，學生有更多的時間來理解、操作、處理實驗各環節中的問題，對實驗教學課程的掌握有了明顯的提高，實驗教學效果顯著。

針對具體問題所采取的改革措施，培養了學生實驗創新和動手能力，實現了進一步完善實驗教學的目的，達到了預期的實驗教學效果，對進一步推廣起到了很好的作用。

四、結語

土力學實驗作為工科實踐性的專業課程，基于實驗課成績評定結果提出的教學改革措施在實際的教學中得到了較大的改善，學生不僅具備了扎實的理論知識，而且在實驗動手能力方面也得到提升。同樣，基于成績評定開展的實驗教學改革不僅達到提高教學質量的效果，而且科學評判學生的成績，成績公正性得到了較好改善。如何科學、合理完善實驗教學成績評定體系，將成為后續改革方向。參考文獻：

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Reform of experimental teaching based on the evaluation

and analysis of experimental results

WANG Zhide， XIA Yuanyou， ZHU Wenhua， CHEN Cheng， ZHANG Lei， YIN Yayun

（School of Civil Engineering and Architecture， Wuhan University of Technology， Wuhan 430070， P. R. China）

Abstract：

In order to improve the quality of experimental teaching in the college， based on the evaluation criteria of experimental teaching achievements， analyzes the current status and existing problems of the teaching of soil mechanics experimental courses in the college， finds the defects in the design of experimental teaching system， adds professional basic experiments on the basis of previous professional experiments， revises the experimental results evaluation plan， discusses the reform of experimental teaching and experimental management methods， optimizes the experimental teaching achievement evaluation system. The results show that the reform of experimental teaching based on the evaluation of experimental class results can better improve the effect of experimental teaching， further improve the experimental teaching method， help to effectively improve the students innovation and practical ability， and cultivate the quality and ability of independent scientific research work.

Key words：

score evaluation; soil mechanics experiment; experimental teaching; teaching reform

（責任編輯 梁遠華）