喬運(yùn)峰

[摘 要] 分析土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題及原因，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織方式、考核辦法等方面進(jìn)行了改革，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

[關(guān) 鍵 詞] 土力學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）27-0140-02

土力學(xué)是建立在實(shí)踐基礎(chǔ)上的一門課程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對(duì)教材中基本概念、基本理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立工作的能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)土的工程性質(zhì)的感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的工程意識(shí)和綜合素質(zhì)。根據(jù)教育部的要求，高校要進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，注重學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，作為土力學(xué)課程中非常重要的環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)合我校的具體情況，本文對(duì)土木工程專業(yè)的土工試驗(yàn)課程進(jìn)行了改革探索。

一、存在的問(wèn)題及原因

1.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，主動(dòng)性不強(qiáng)，“看實(shí)驗(yàn)”的情況較普遍，這是阻礙實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提高的主要原因。產(chǎn)生這些現(xiàn)象的主要原因有：一是實(shí)驗(yàn)體系不合理；二是實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量不足、試驗(yàn)時(shí)間安排不合理；三是考核方式不全面。

2.學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象缺少認(rèn)真觀察，對(duì)存在的問(wèn)題缺少深入分析，造成對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理不夠科學(xué)合理的現(xiàn)象。這主要與實(shí)驗(yàn)過(guò)程中指導(dǎo)教師引導(dǎo)不夠有關(guān)。

二、改革措施

（一）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系優(yōu)化

根據(jù)土的不同應(yīng)用，把土密度實(shí)驗(yàn)、含水量實(shí)驗(yàn)、塑限、液限實(shí)驗(yàn)、擊實(shí)實(shí)驗(yàn)、直剪實(shí)驗(yàn)、壓縮實(shí)驗(yàn)等項(xiàng)目，根據(jù)土的不同工程應(yīng)用整合成綜合性實(shí)驗(yàn)，如下表所示。

單獨(dú)開設(shè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題。首先，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)往往會(huì)使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目重復(fù)，如土的含水量和比重等實(shí)驗(yàn)屬于單獨(dú)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，但它們還會(huì)在土的固結(jié)試驗(yàn)中重復(fù)操作，更重要的是，單獨(dú)開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目隔斷了各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間的聯(lián)系，學(xué)生難以對(duì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整體分析，以形成對(duì)土的性質(zhì)的綜合判斷。如塑性指數(shù)、液性指數(shù)用來(lái)判斷土的定名分析和土體狀態(tài)，土體的壓縮系數(shù)和壓縮模量用來(lái)判斷土體的固結(jié)性能，這些參數(shù)間存在著密切的聯(lián)系，只有分析它們之間的關(guān)系，才能對(duì)土的性質(zhì)的合理性作出綜合判斷，使其能準(zhǔn)確地反映土體的真實(shí)情況，符合工程實(shí)際。倘若各次實(shí)驗(yàn)課準(zhǔn)備的試樣土質(zhì)不一致的話，學(xué)生更難做到對(duì)多次實(shí)驗(yàn)課測(cè)得的指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。因而就無(wú)法提高學(xué)生綜合分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。通過(guò)把單個(gè)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)整合成綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅能牢固地掌握土力學(xué)的基本原理和基本知識(shí)，而且還能以聯(lián)系的眼光看待單個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高綜合運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題的能力。

（二）改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織方式，改變教師、學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的角色

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以教師為中心，試樣制備由實(shí)驗(yàn)員完成，學(xué)生只要在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和教師的指導(dǎo)下完成操作，得到結(jié)果就可以了。改革后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式是以學(xué)生為中心，讓學(xué)生獨(dú)立完成從方案設(shè)計(jì)、試件制作、實(shí)驗(yàn)操作到實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理的全過(guò)程。具體實(shí)驗(yàn)的組織過(guò)程如下：教師布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，提供實(shí)驗(yàn)參考資料，如試樣制備規(guī)范、土工試驗(yàn)規(guī)范和實(shí)驗(yàn)儀器說(shuō)明書等。學(xué)生組成試驗(yàn)小組，小組成員間相互配合，根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)查閱資料，制定實(shí)驗(yàn)方案。教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。實(shí)驗(yàn)方案獲得批準(zhǔn)后，學(xué)生自己用取土儀器取土，并制備試樣，這樣使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開始前就對(duì)土有了初步的感性認(rèn)識(shí)。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，教師主要講解實(shí)驗(yàn)儀器操作的注意事項(xiàng)，以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易出錯(cuò)的地方。在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，教師控制實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律，形成對(duì)每個(gè)小組及其成員的評(píng)價(jià)，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，教師的作用主要是組織、指導(dǎo)和考核，學(xué)生則要獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)全過(guò)程，從而充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。

（三）改革實(shí)驗(yàn)考核辦法，注重對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考評(píng)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織方式發(fā)生變化，考核辦法也做了相應(yīng)調(diào)整。實(shí)驗(yàn)成績(jī)由兩部分組成：第一部分為小組成績(jī)，主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)完成的質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等；第二部分為個(gè)人成績(jī)，主要根據(jù)小組各成員的操作熟練程度、操作質(zhì)量，以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中體現(xiàn)出來(lái)的態(tài)度等方面。這樣既能促進(jìn)小組成員間的團(tuán)隊(duì)合作，又能加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的管理，督促學(xué)生認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)。為避免團(tuán)隊(duì)合作中因分工而帶來(lái)的學(xué)生只負(fù)責(zé)某個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作，而不能完成所有實(shí)驗(yàn)操作的情況，我們采用“試樣負(fù)責(zé)制”。在劃分小組的時(shí)候，小組成員的數(shù)量根據(jù)試驗(yàn)的具體要求進(jìn)行，如剪切試驗(yàn)中需要進(jìn)行四級(jí)荷載作用下的剪切實(shí)驗(yàn)，小組成員數(shù)量定為4名，即讓每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)一個(gè)試樣從試樣制備到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的全過(guò)程，這樣每個(gè)學(xué)生都能參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)。

（四）注意實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，科學(xué)對(duì)待實(shí)驗(yàn)結(jié)果

教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意啟發(fā)學(xué)生，讓學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，以便出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)查找問(wèn)題的根源。

在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生以正確的態(tài)度對(duì)待誤差或者錯(cuò)誤的結(jié)果。受到實(shí)驗(yàn)儀器、操作方法等因素的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在誤差是在所難免的。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，首先讓學(xué)生自行判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性，并給出理由。對(duì)存在的問(wèn)題以小組為單位進(jìn)行討論，從實(shí)驗(yàn)儀器、操作步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等方面找出產(chǎn)生誤差或者錯(cuò)誤的原因，并找出減小或消除這些誤差的方法，或采取合理的補(bǔ)救措施。在最后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中必須有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，尤其是對(duì)出現(xiàn)的誤差的分析更應(yīng)做出明確詳細(xì)的分析。從實(shí)驗(yàn)改革反饋的情況看，只要對(duì)存在的實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行正確引導(dǎo)，學(xué)生就可以從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)到更多的知識(shí)。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，又提高了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

另外，鼓勵(lì)學(xué)生采用多種處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，如手工計(jì)算、使用數(shù)據(jù)處理軟件Excel、Mathlab等，以鍛煉學(xué)生各方面綜合能力。

三、結(jié)論

經(jīng)過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，改變教學(xué)組織管理方式，加強(qiáng)過(guò)程控制和開放實(shí)驗(yàn)室等一系列改革，土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為學(xué)生動(dòng)手操作、動(dòng)腦思考提供了時(shí)間和空間，從根本上調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。從實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的反饋信息看，學(xué)生對(duì)改革措施及效果的反應(yīng)比較強(qiáng)烈，表示通過(guò)土工實(shí)驗(yàn)確實(shí)能學(xué)到很多知識(shí)，鍛煉了自己的動(dòng)手能力，提高了自己的觀察能力和科學(xué)分析能力。另外，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法對(duì)教師提出了更高的要求，達(dá)到了教學(xué)相長(zhǎng)的目的。

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