□李雪梅 劉玉梅 白 林

土工試驗是《工程巖土學》《土力學》《工程地質(zhì)學》等課程的重要內(nèi)容之一，是測試土的物質(zhì)組成及物理力學性質(zhì)、理解相關(guān)概念、探索基本原理和掌握工程應用的重要手段，是相關(guān)專業(yè)學生必備的實踐技能，也是巖土工程勘察的基本手段之一，直接為勘察工作服務。土工試驗在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、實踐動手能力和解決生產(chǎn)實踐中遇到的問題等方面有著理論教學無法替代的作用。

一、土工試驗教學現(xiàn)狀及存在的問題

目前土工試驗多穿插于《工程巖土學》等課程的理論教學課程中開設(shè)，一般內(nèi)容如表1所示。

表1 土工試驗項目設(shè)置表

在教學以及指導土工試驗技能大賽的過程中，發(fā)現(xiàn)目前的土工試驗教學中存在著以下問題。

(一)各試驗單獨進行，缺乏連續(xù)性和綜合性。傳統(tǒng)的土工試驗依附于理論教學，穿插于理論教學之中分散進行，一般是教師講授過相關(guān)理論知識后，帶領(lǐng)學生進行驗證性試驗，幫助學生加深對理論知識的理解，如講授土的粒度成分之后，采用篩析法和密度計法分別測試粗粒土和細粒土的粒度成分；講授土的基本物理性質(zhì)和水理性質(zhì)之后，進行比重瓶法、環(huán)刀法、烘干法試驗，分別測定細粒土的土粒密度、天然密度、含水率；講授土的水理性質(zhì)之后，測定土的液限和塑限；講授土的力學性質(zhì)理論知識后，進行原狀土的壓縮試驗和直剪試驗。這種課程設(shè)置方式下，強調(diào)的是讓學生學會每個指標的測定方法，并通過試驗幫助學生更好地掌握理論知識，達到了將試驗項目與理論課緊密結(jié)合起來的目的。但存在著一個突出問題，即每個試驗只測得一個指標，學生很難將各個試驗測得的同一個土樣的多個指標有機聯(lián)系到一起。實際工作中，則需要對同一個原狀土樣進行若干試驗，分別測定該土樣的粒度成分、土粒密度、天然密度、含水率、液限含水率、塑限含水率、壓縮性指標和抗剪強度等指標，以綜合分析該土樣的物理力學性質(zhì)。

(二)課時不足，教師起主導作用，不利于培養(yǎng)學生獨立工作能力。因課時有限，一般局限在2節(jié)課內(nèi)完成一項試驗。為在有限的時間內(nèi)完成試驗項目，基本上是教師準備好實驗器材，講解原理，演示關(guān)鍵實驗步驟，學生著重于跟住教師完成試驗，自己動手操作的機會較少，沒時間仔細觀察試驗現(xiàn)象，更沒時間考慮課內(nèi)試驗與實際生產(chǎn)項目之間的聯(lián)系。這樣的試驗教學模式由于教師參與過多，在試驗中起主導作用，沒有給學生留下足夠的思考空間，不利于培養(yǎng)學生的獨立工作能力和創(chuàng)新思維。

(三)考核方式區(qū)分度不高。大多數(shù)開設(shè)相關(guān)專業(yè)的院校都沒有充足的試驗資源，保證人手一套儀器，因此，土工試驗多分組進行，試驗過程中無法確保每個學生都親力親為完成整個試驗步驟，試驗成果也都是成組提交，數(shù)據(jù)處理部分也不能確保每個人都自己進行。此種情況導致教師在考核學生的試驗成績時無法確保完全的公平，學生往往不重視土工試驗的考核。

二、賽教融合的土工試驗教學改革措施

國家大力開展技能大賽的初衷，是培養(yǎng)大量實踐能力強的應用型人才，培養(yǎng)術(shù)業(yè)有專攻的“大國工匠”，而不是通過競賽選拔出少數(shù)精英，所以高校應明確技能大賽的定位，賽教融合，以大賽為契機，全面改革傳統(tǒng)教學模式。

(一)完善土工試驗教學體系，分層教學。目前通常將試驗教學分為基礎(chǔ)試驗、綜合試驗和創(chuàng)新性試驗三個層次，按照這種分層方法，傳統(tǒng)的穿插于理論教學中的課內(nèi)土工試驗為基礎(chǔ)試驗，通過測定土的各種物理力學性質(zhì)參數(shù)的試驗來操作驗證課堂所學的基礎(chǔ)理論知識，能串起《工程巖土學》等課程中的大部分知識點，對幫助學生理解理論知識特別有效，所以應該保留。

綜合試驗則是以學生已經(jīng)具備一定的基礎(chǔ)知識和基本技能為前提，面向?qū)W生開展較為綜合的實驗訓練，可以在課內(nèi)實驗中進行，也可獨立設(shè)置實驗課程。根據(jù)土工試驗的特點，建議增設(shè)至少一周的綜合實訓。因為常規(guī)土工試驗項目中，大部分試驗項目均耗時較長，如測定細粒土的粒度成分的密度計法試驗需連續(xù)觀測一天，而測定土的壓縮性指標的固結(jié)試驗，即使采用相對穩(wěn)定標準(試樣變形量≤0.005mm/h)，也需連續(xù)觀測幾天。若無實訓環(huán)節(jié)，這些耗時較長的試驗，只能安排學生抽課余時間觀測，有時與其他課程時間沖突，導致數(shù)據(jù)觀測不及時，影響試驗精度。在連續(xù)一周或更長時間的實訓中，學生可以按照土工試驗大賽規(guī)程要求，預先做好試驗設(shè)計，統(tǒng)籌安排每個試驗的時間，反復多次練習用一個細粒土原狀樣進行基本物理力學性質(zhì)試驗，完成土工試驗成果表，為參加技能大賽做好準備。

創(chuàng)新性試驗為最高層次，有興趣的學生可以申請學校的“大學生創(chuàng)新計劃”基金支持，選擇設(shè)計性強的創(chuàng)新試驗項目，如土的動三軸試驗等，獨立完成查閱資料、擬定方法和步驟、實際操作運行和系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的全過程。此類試驗為學生提供了更多的動手實踐和創(chuàng)新性探索的機會，有利于提高學生分析和解決實際問題的能力。

(二)開放實驗室，時間上確保試驗連續(xù)性，引入項目工作法。實驗室開放有實驗時間的開放和試驗內(nèi)容的開放兩種模式，時間開放是指課內(nèi)試驗中未完成的內(nèi)容，可以在課外時間完成，以確保試驗的連續(xù)性；實驗內(nèi)容的開放可以是面向課程設(shè)計開放的、面向?qū)W生社團開放的，也可以是為技能大賽訓練而向參賽學生開放的。技能大賽如火如荼開展之前，學院也有開放土工實驗室的活動，但主要是時間上的開放，即允許學生在課余時間在實驗室進行自主試驗，開放實驗室能有效補充土工試驗課時不足，有利于試驗項目連續(xù)進行，但這種目的性不強的開放對學生的吸引力不夠，大部分學生在新鮮感過后，找不到試驗的興奮點，逐漸離開實驗室，開放實驗室未能達到預期效果。

近些年各類各級別大學生技能大賽方興未艾，每個專業(yè)都有優(yōu)秀學生在大賽中獲獎，既提高了實踐能力，獲得了榮譽，又增加了就業(yè)競爭力。獲獎選手示范作用十分明顯，借此東風，學院以技能大賽為契機，以競賽項目為試驗題目，開放實驗室，引導學生進入實驗室，充分利用學生的課余時間，參加技能大賽使學生在學習過程中目標更加明確，取得了較好的效果。

(三)賽教融合，將競賽內(nèi)容融入到土工試驗教學中。在講授《工程巖土學》等工程中，有意識地將技能大賽的內(nèi)容和規(guī)程融入到理論教學之中，引導學生思考和討論，力求將知識點落到實處；課內(nèi)試驗和綜合實訓中，改變傳統(tǒng)試驗課由教師全過程講解和演示的教學模式，采用引導式教學，由學生根據(jù)技能大賽的要求自主設(shè)計試驗項目，自主研究現(xiàn)行土工試驗規(guī)范，分析大賽采分點，設(shè)計試驗流程，分工合作，確保每個學生都參與到試驗之中，親自動手操作，真正掌握試驗操作中的難點和易錯點。

土工試驗技能大賽由試驗操作和數(shù)據(jù)處理兩部分組成，不僅考核動手能力，也非常重視試驗后期的數(shù)據(jù)處理能力。以往教學中，學生分組進行試驗，組員共用一套試驗數(shù)據(jù)編寫實驗報告，往往由個別同學處理數(shù)據(jù)，其他組員直接用數(shù)據(jù)處理結(jié)果，因為缺失了數(shù)據(jù)處理過程中的思索，很難通過數(shù)據(jù)處理過程培養(yǎng)創(chuàng)新思維。引入競賽形式后，為節(jié)約時間，盡快完成試驗，組員要分工合作處理數(shù)據(jù)，每個人都要熟悉數(shù)據(jù)處理過程。

(四)校企合作，突出工程能力培養(yǎng)。工程能力是工科學生在工程實踐中展現(xiàn)出的實際本領(lǐng)，包括知識的學習與應用能力、思維判斷與分析能力、工程設(shè)計與實踐能力、表達與交流能力、創(chuàng)造創(chuàng)新能力。對水文與工程地質(zhì)專業(yè)學生來說，一個重要的工程能力就體現(xiàn)在能獨立完成土工試驗操作和數(shù)據(jù)處理。

以往開設(shè)的土工試驗課，主要為配合《工程巖土學》《土力學》等理論教學，在校內(nèi)實驗室中進行，幾乎不與企業(yè)合作，往往缺乏真實的工程教育環(huán)境。土工試驗技能大賽為貼近生產(chǎn)實踐，著重于強調(diào)考察參賽學生的工程能力。因此，學校應與生產(chǎn)單位聯(lián)系，共同構(gòu)建校企合作實踐基地平臺，以完成某勘察項目為目的，讓學生全程參與工程勘察項目，到現(xiàn)場觀摩土樣采取過程，在實驗室中完成拆樣、切土、試驗操作的全過程，并進行數(shù)據(jù)處理，完成土工試驗成果表，參與勘察報告的編寫，了解土工試驗在整個勘察工作中的作用，以培養(yǎng)學生的工程能力。

(五)改革考核方式，以賽代考。土工試驗作為課內(nèi)試驗時，考核時占一定比例分數(shù)，近些年來為突出實踐技能的重要性，試驗部分的分數(shù)往往占比較高。但是由于試驗分組進行，實際操作和數(shù)據(jù)處理都是小組集體成果，無法細致區(qū)分每個人的水平，是以區(qū)分度不高。

融入競賽思想后，考核時按競賽規(guī)程要求，將耗時較長不適合課程考核的競賽拆分成小模塊，利用開放實驗室的課外時間組織三人一組的小競賽，按照競賽評分標準，細致到每個評分點，以賽代考。

引入這種考核模式后，學生在日常教學過程中即可體驗到競賽氛圍，獲得競賽優(yōu)勝的喜悅，對培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣大有益處。

三、教改實踐成果

吉林大學應用技術(shù)學院自2012年以來，已成功舉辦6屆水文與工程地質(zhì)專業(yè)綜合土工試驗技能競賽。通過反思在競賽中和教學中發(fā)現(xiàn)的問題，教師團隊研討后逐漸落實以上改革措施，取得了可喜的成果。第一，學生學習積極性明顯提高，上課低頭看手機、實驗課溜邊的現(xiàn)象大為減少，以往松散的試驗小組凝聚力增強，學生競爭意識提高，絕大多數(shù)學生都能積極參與到課堂討論和試驗過程中。第二，跟蹤參賽學生畢業(yè)后在工作崗位上的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)獲得大賽獎項的畢業(yè)生多數(shù)已成為單位的骨干，且有部分參賽選手成功考取碩士研究生，這些學生在回訪中均表示大賽幫助他們更好地掌握了理論知識，夯實了實踐技能，對今后的工作崗位升遷和學歷提升有非常大的幫助。第三，土工試驗教學改革后，試驗儀器使用率大大提高，教師團隊得到了鍛煉，教學水平有較大提高，進一步推動了科研工作的發(fā)展。

綜上所述，技能大賽的開展，極大地激發(fā)了學生的學習熱情，也暴露出傳統(tǒng)土工試驗中存在的問題，應以技能大賽為契機，以賽促學，賽教融合，促進土工試驗的教學改革。