林瑋　肖專文　鄭志華

[摘 要] 為滿足當(dāng)前工程對學(xué)生實踐能力的要求，基于土力學(xué)實驗教學(xué)的特點，對防災(zāi)科技學(xué)院巖土工程勘察專業(yè)等多個專業(yè)的本科學(xué)生進(jìn)行土力學(xué)實驗方面的問卷調(diào)查，并對本校土力學(xué)實驗現(xiàn)狀加以分析。在此基礎(chǔ)上，從實驗課的開課形式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核手段及校所合作平臺建立等方面提出了初步的改革措施，有望提高土力學(xué)實驗教學(xué)效率和質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生興趣，加強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用能力。

[關(guān)鍵詞] 土力學(xué)實驗；動手能力；教學(xué)改革

[中圖分類號]G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 1008-2549（2017） 04-0018-02

土力學(xué)課程是土木工程、勘查技術(shù)與工程等專業(yè)本科生開設(shè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有較強(qiáng)的理論性和實踐性，是涉及建筑、公路、鐵路、水利、港口、機(jī)場等學(xué)科的一門重要課程。它的原理及理論發(fā)展都是建立在實驗基礎(chǔ)上的。所以土力學(xué)實驗教學(xué)就是土力學(xué)教學(xué)中的一個重要組成部分。它有助于學(xué)生對土力學(xué)知識的掌握和理解。近年來，各研究院所、設(shè)計院、施工單位對學(xué)生的要求越來越多的側(cè)重于動手能力、分析解決問題的能力。如何能通過土力學(xué)實驗課程的教學(xué)來達(dá)到用人單位的需求則是值得探索的問題。

一 土力學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀與問題

1 實驗教學(xué)不受重視，課時偏少

土力學(xué)實驗課程目前安排8個學(xué)時的課時。課時偏少就會產(chǎn)生以下弊端：（1）實驗課時有限，能安排的實驗內(nèi)容就不夠全面，比如像靜三軸實驗、擊實實驗等需要大量時間完成的實驗就無法安排。（2）即使安排在實驗課時內(nèi)的內(nèi)容有些也會采用縮短觀測時間，模擬實驗過程的方法來做，比如粘性土的固結(jié)實驗；有些實驗需要制備試樣的，基本都有教師提前完成。學(xué)生在實驗過程中沒有完成全部的操作過程，因此學(xué)生對整個實驗需要的過程掌握不全面。

2 “分散式”教學(xué)模式的設(shè)定

目前土力學(xué)實驗課程的教學(xué)安排采用的模式是分散在整個理論教學(xué)過程當(dāng)中，即根據(jù)理論課的授課進(jìn)度，將幾個實驗項目穿插在理論教學(xué)當(dāng)中，例如講完土的物理性質(zhì)指標(biāo)，即進(jìn)行顆粒分析，含水率等實驗。這樣做可以及時和理論課程內(nèi)容結(jié)合，但是卻割裂了各個實驗項目之間的聯(lián)系，由于每次實驗間隔時間較長，所以每次實驗都是單獨取樣，得到的指標(biāo)并不是同一土樣，使學(xué)生無法對各指標(biāo)之間關(guān)系進(jìn)行分析，不利于對知識的整體認(rèn)識和思考，比如含水率有差別的同類土體在強(qiáng)度上的差別如何？同時學(xué)生畢竟是第一次進(jìn)行各項實驗，在規(guī)定的兩個小時內(nèi)不一定能合格的完成，比如液塑限實驗，需要在整個實驗過程中調(diào)配出不同的含水率試樣進(jìn)行實驗，這一過程需要做到調(diào)制的試樣均勻，在規(guī)定的有限時間內(nèi)有的學(xué)生不一定能夠做到位，匆匆結(jié)束實驗。這樣起不到任何增強(qiáng)動手能力的作用。

3 實驗教學(xué)內(nèi)容不能滿足應(yīng)用性的要求

目前我校土力學(xué)實驗主要開始顆粒分析實驗（篩分法）、密度試驗、含水率實驗、液塑限實驗、固結(jié)實驗、直剪實驗（快剪實驗），基本上以驗證性實驗為主實驗內(nèi)容相對落后，與工程實際連接不緊密。嚴(yán)重影響學(xué)生的積極性，也不利于增強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

4 教學(xué)手段相對落后

我校目前土力學(xué)實驗教學(xué)階段大致如下：（1）課前預(yù)習(xí)階段——學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書及下發(fā)的視頻進(jìn)行相關(guān)實驗的預(yù)習(xí)，并完成預(yù)習(xí)報告；（2）課堂講解階段——教師講解儀器使用方法、注意事項，示范重要實驗過程；（3）學(xué)生實驗階段——分組完成相關(guān)實驗，教師輔助指導(dǎo)；（4）處理數(shù)據(jù)階段——學(xué)生獨自進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成實驗報告。

這種教學(xué)方式就要求學(xué)生首先預(yù)習(xí)工作要完成的好，這樣才能對實驗過程有了解。但現(xiàn)在的實驗是分組進(jìn)行，有些同學(xué)預(yù)習(xí)工作做得不好，有些同學(xué)都指望著同組學(xué)生預(yù)習(xí)。預(yù)習(xí)不好，教師就要再花時間進(jìn)行講解，講解的時間多了，留給學(xué)生自己動手做實驗的時間就會變少。分組實驗中也存在不動手實驗的現(xiàn)象，數(shù)據(jù)處理時由于同組實驗結(jié)果相同，也存在抄襲現(xiàn)象。

5 實驗考核機(jī)制不健全

目前我校的土力學(xué)實驗課程是土力學(xué)課程的一部分，不是單獨設(shè)課，實驗成績不做單獨考核，只是把實驗成績當(dāng)作理論課平時成績的一部分。并且目前的實驗成績主要是以實驗報告內(nèi)容作為體現(xiàn)，對學(xué)生的動手能力及遇到問題解決問題的能力方面沒有體現(xiàn)?？己藱C(jī)制的不完善使學(xué)生在思想上就對實驗教學(xué)不重視。

二 土力學(xué)實驗教學(xué)改革措施

1 提高實驗地位，單獨設(shè)課，單獨考核

首先從思想上先要轉(zhuǎn)變，土力學(xué)實驗并不在是土力學(xué)理論課程的附屬品，而是提高學(xué)生動手能力的重要課程，為使學(xué)生畢業(yè)時能達(dá)到市場需求需要增加課時。其次做到單獨開設(shè)課程，把實驗課從理論課程中分離出來，采用集中開設(shè)的方式進(jìn)行土力學(xué)實驗教學(xué)。這樣就將原來分散的實驗時間集中到了一起，更利于我們安排綜合性實驗，和耗時較長的實驗。比如土力學(xué)實驗中的固結(jié)實驗，實際包含了密度實驗、含水率實驗、比重試驗等相關(guān)指標(biāo)測定的實驗內(nèi)容，集中在一起做更能貼近實際，有利學(xué)生對實驗整體的掌握，同時多個實驗交叉進(jìn)行，實際上還會節(jié)省時間，提高效率。有了集中的時間對動手能力不強(qiáng)的同學(xué)來說也就等于有了更多、更靈活的時間來完成實驗。最后是要完善考核機(jī)制，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。建立綜合考核制度對學(xué)生的每次實驗從實驗預(yù)習(xí)到實驗過程操作再到實驗報告提交三個方面進(jìn)行考核，考核成績達(dá)不到要求的，該科課程成績?yōu)椴缓细瘛?/p>

2 豐富教學(xué)內(nèi)容，增設(shè)綜合性實驗

綜合性實驗的開設(shè)更能體現(xiàn)實驗在工程中的應(yīng)用，實驗?zāi)康母兄庇^性，學(xué)生做起來動力更足。同時與理論課程內(nèi)容結(jié)合更緊密，便于理論知識的應(yīng)用。比如可以增設(shè)土的分類實驗，對每個實驗小組給定不同的實驗試樣，讓學(xué)生通過顆粒分析實驗、液塑限實驗進(jìn)行土樣的分類；增設(shè)擊實實驗可以使學(xué)生們掌握如何才能使土被擊的更密實，找到最大干密度等，在整個過程中還包括了試樣的制備，含水率的測定，也能使學(xué)生掌握試樣制備的要領(lǐng)，以往這些由于時間關(guān)系都是由老師來完成。同時更深刻的理解含水率指標(biāo)的重要性；增設(shè)三軸實驗可以使學(xué)生在制備試樣時應(yīng)用的密度、干密度和含水率的轉(zhuǎn)換公式，使所學(xué)理論知識得以加深印象。同時掌握三軸實驗的試樣制備、裝樣、實驗操作，數(shù)據(jù)處理等。在試樣制備的過程中還會學(xué)到如何應(yīng)用實驗裝置等。

3 改進(jìn)教學(xué)手段，提高教學(xué)效率

在整個實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生的預(yù)習(xí)工作對實驗?zāi)芊耥樌瓿善鹬艽蟮挠绊懽饔?，以往學(xué)生只按實驗指導(dǎo)書預(yù)習(xí)時，由于沒有和儀器接觸過所以即使預(yù)習(xí)了可能如何操作也很難清楚的理解，預(yù)習(xí)效果不一定理想。針對這樣的情況我們可以在學(xué)生預(yù)習(xí)時給學(xué)生下發(fā)實驗相關(guān)視頻，這樣學(xué)生可以在更直觀理解指導(dǎo)書里面所講的操作步驟等。有條件的可以建立虛擬土工實驗三維模型，學(xué)生可以在虛擬場景中隨時進(jìn)入虛擬的實驗當(dāng)中進(jìn)行實驗操作，而且可以隨時隨地重新進(jìn)入實驗，反復(fù)練習(xí)操作。

時間充足，實驗設(shè)備允許的條件下可將分組實驗改成獨立實驗，即每個學(xué)生獨立完成相關(guān)實驗，這樣可以杜絕分組實驗中存在的旁觀現(xiàn)象。也可以杜絕數(shù)據(jù)處理的抄襲現(xiàn)象。

在整個實驗教學(xué)過程中試樣的制備都要由學(xué)生自己完成，通過試樣的制備可以使學(xué)生充分了解各個實驗內(nèi)容的試樣制備過程、注意事項，以及知道試樣制備好壞對實驗結(jié)果是有影響的。由各組學(xué)生制備試樣時可以讓他們制備成條件不同的試樣，這樣對相同實驗得出的不同結(jié)論可以進(jìn)行分析對比。

4 搭建實驗研究平臺，加強(qiáng)校企合作

我系與河北中色華冠巖土工程勘察有限公司簽訂校企合作、實驗室共建協(xié)議。將企業(yè)請進(jìn)大學(xué)，可以使學(xué)生或部分學(xué)生直接參與到生產(chǎn)單位的實際工作中，這樣既能讓學(xué)生設(shè)身處地的感受到實驗的重要性和實際性，也解決了我們實驗所需要的原狀試樣問題。再加強(qiáng)合作的同時也要充分發(fā)揮教師的作用，積極指導(dǎo)學(xué)生申請大學(xué)生創(chuàng)新項目，使學(xué)生主動參與進(jìn)來，從而調(diào)動學(xué)生參加科研活動的積極性，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

5 合理利用資源，建設(shè)開放型實驗室

建設(shè)開放型的土力學(xué)實驗室有兩大好處：（1）雖然教學(xué)形式改成集中教學(xué)，課時增長，但學(xué)生動手能力不一，在有限時間內(nèi)也不一定可以完全理解掌握，那么學(xué)生可以在合適的時間再來實驗室進(jìn)行實驗。（2）土工試驗內(nèi)容很多，在課堂上的安排是不可能把所有實驗項目都包含在內(nèi)，對學(xué)有余力的學(xué)生，可以自己參照實驗規(guī)范預(yù)習(xí)完內(nèi)容，來實驗室完成課外實驗內(nèi)容。

三 結(jié)語

土力學(xué)實驗室是土力學(xué)課程內(nèi)容中的一個重要組成部分，如何才能提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力來滿足日后的工作需要已成為迫切需要解決的問題。通過對實驗課教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段及實驗室管理等多個方面的改進(jìn)來全面提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，更好地使學(xué)生適應(yīng)社會發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]吳同情，許春年，呂慶江.“土力學(xué)”實驗教學(xué)改革探討

[J].中國電力教育，2010（18）：140-141.

[2]孫曉明.土力學(xué)實驗課程教學(xué)方法的研究與改革[J].

黑龍江教育（高教研究與評估），2006（11）：59-60.

[3]賈彩虹.土力學(xué)實驗課教學(xué)的改革與創(chuàng)新[J].實驗科學(xué)

與技術(shù)，2010（2）：115-117.

[4]周遠(yuǎn)忠.土體結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析方法及其教學(xué)實踐[J].高等

建筑教育，2012，21（1）：87-90.

[5]劉建新，張新華.綜合性土力學(xué)實驗教學(xué)模式的研究[J].

實驗室研究與探索，2005（6）：65-67.