探究土力學實驗教學的改革

程思嫄， 劉 潔， 古 巍， 羅特軍,2

(1.四川大學錦江學院，四川眉山 620860； 2. 四川大學， 四川成都 610000)

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探究土力學實驗教學的改革

程思嫄1， 劉 潔1， 古 巍1， 羅特軍1,2

(1.四川大學錦江學院，四川眉山 620860； 2. 四川大學， 四川成都 610000)

隨著教育體制的全面改革以及素質教育的進一步發展，大幅度提升了工科專業實驗教學的重要性。很多高校在土力學人才培養方面，不僅要求學生掌握扎實的土力學理論知識，還要保證學生具備較強的動手操作能力與實踐能力，而后一方面能力的培養是通過土力學實驗來獲得的。但在土力學實驗教學的過程中很多高校普遍存在著問題，例如同學對實驗教學的重視程度不夠，實驗教學的內容和方法陳舊，實驗室管理具有封閉性，再者就是實驗人員的業務水平有待提高，針對這些問題以及土力學這門課程所具有的特點，文章提出了改進土力學實驗教學的幾點措施：增加實驗學時，提高對實驗教學的重視度；改進教學方法；開放土力學實驗室，鼓勵創新實驗；建立健全規章制度，增強實驗教師隊伍建設。

土力學實驗; 改革; 實驗室管理; 措施

土力學是應用工程力學方法來研究土的力學性質的一門學科，被廣泛應用在地基、擋土墻、土工建筑物、堤壩等設計中，是土木工程、巖土工程、工程地質等工程學科的重要分枝。土力學作為土木工程專業的一門基礎課程，它分為理論和實踐兩個部分的學習，具有很強的應用性和實踐性。但是目前很多高校是將土力學的理論課程和實踐課程分開來講授，這在很大程度上限制了學生對理論知識和實踐的聯系，更限制了他們獨立解決問題和實驗創新的空間[1]。因此培養綜合素質高的土力學人才，不僅需要我們重視理論課程的教學，更要注重實驗教學的重要性。通過實驗教學來驗證理論課程中的知識，使得學生對理論知識更進一步的掌握，還能夠培養學生動手能力和創新實踐能力。為了培養土力學高素質的應用型人才，很多高校在當前形勢地推動下建立了土力學實驗基地，促進實驗教學的可持續發展，但是隨著實踐基地的建立和使用，一些實驗室所存在的問題也跟著凸顯出來。

1 土力學實驗室的現狀

1.1 對實驗教學的重視程度不夠

通過對比各大高校土力學這門課程的實驗課時，不難看出實驗教學部分的課時相比理論部分少了很多，基本上教學大綱上規定8個學時左右完成5～6個實驗內容，這對于班級人數比較多的同學來說很難在規定的時間內完成，更不能確保實驗質量。而且由于實驗設備不足，有時還要組織學生分批進行實驗，再加上實驗時間有限，有些實驗根本就沒有進行，只是寫了書面的實驗報告就草草結課[2]。長此以往，實驗教學就失去了培養學生動手以及獨立解決問題的能力的意義。另一方面，實驗室教學的師資力量相對薄弱，土力學理論授課的教師不參與實驗教學環節，而是由外聘的實驗員或者是在校的研究生來負責實驗教學，由于他們缺乏授課經驗而且不清楚理論教學的重難點，這勢必會造成理論教學和實驗教學之間的脫節，從而影響整個土力學的教學質量。

1.2 實驗教學的內容和方法陳舊

通過對比幾所高校土力學實驗課程的授課內容，我們發現他們的實驗內容基本一致，而且大多數是以驗證性實驗為主，使用的實驗方法缺乏時代氣息，不能夠滿足當今社會對應用型土木人才的要求。而且這樣的實驗教學模式嚴重影響了學生參與實驗的積極性，更不利于學生創新能力的培養。其次是土力學實驗的課程安排不合理，通常實驗課程的教授是在理論課程結束之后，這樣不利于調動學生的主觀能動性，導致學生被動學習，不思考不分析，更沒有創新，只為了做實驗而做實驗，失去了實驗課程應有的教學意義。

1.3 實驗室管理具有封閉性

傳統的實驗教學僅限于教材中的內容，而且教學的方法和步驟都是按照課本內容進行，無法與工程實際進行有效的結合，這樣的模式下很難培養學生對土力學實驗的興趣以及獨立設計實驗，缺乏創新的能力。此外，土力學這門課程所設計到的范圍很廣，如巖土工程、地質工程、水利工程等，并且對于同一個實驗可能會涉及到的學科是不同的[3]，但是由于實驗目的和所測試指標的不同，因此實驗教學的內容也大相徑庭。這要求實驗室在設備安排、實驗組織以及制度管理方面要反應出這種差異，因此實驗室管理具有一定地封閉性。

2 土力學實踐教學的改革措施

2.1 增加實驗學時，提高對實驗教學的重視度

土力學實驗在土工建筑中占據重要的地位，它能夠加深同學對課堂所學知識的理解，熟悉實驗設備，掌握必要的實驗技術，同時還能夠培養學生實驗研究的基本技能與獨立工作能力。因此，學校需要重新審視實驗教學在整個土力學教學中的重要性，明確土力學實驗教學不是相關專業理論課程教學的輔助手段，而是與理論教學同等重要的。而且實踐教學能夠切實地提高學生實踐動手能力，特別是從培養高技能應用型人才方面來講，實踐教學比理論教學所發揮的作用更大。

2.2 改進教學方法

傳統的實驗教學方法多是驗證性實驗，學生是在實驗老師的指導下一步一步完成的，沒有具體的實際工程作為背景，使得學生在整個實驗過程中沒有自己的思想在里面，也就沒有實驗的好奇心和積極性，也更談不上實驗創新。學生是有血有肉的人，教育的目的是為了激發和引導他們的自我發展[4]。因此，這樣的教學方法就失去了教育本身的意義。因此我們提倡以實際的工程作為背景，嘗試“基于問題、基于項目、基于案例”進行學習，以工程技術作為主線；在實驗環節中，通過實地考察、工程實踐和教師引導等多種教學方法相結合深化教學改革，構建以引導和共同研討為主的互動式教學方法，注重教學方法的趣味性和科學性，側重在實踐中推動素質教育。在實驗教學環節之前，利用多媒體課件向學生介紹所有的實驗內容及實際操作圖片與視頻錄像，避免了實驗的盲目性，提高學生的感性認識及學習興趣。

2.3 開放土力學實驗室，鼓勵創新實驗

根據教育部的要求，要提高當代大學生的實踐能力和創新精神。根據土力學實驗教學的特點，實驗教學體制改革的一個重要方面在于建立開放性實驗室。實驗室開放的優勢大家是可以有目共睹的，學生能夠自由安排自己的實驗時間，并且有充足的時間做實驗，很大程度上提高了學生的自主能動性和對實驗的積極性。開放實驗室不僅能夠提高對實驗室儀器的使用率，還能夠引導學生將學到的理論知識融會貫通，提高其創新能力。另外學校在開放實驗室的基礎上，開展一些以創新性、社會實踐性實驗為載體的教學活動，通過這些活動來培養學生獨立思考和解決問題的能力，同時在整個實驗的設計和實施過程中，學生還可以通過查閱大量相關文獻了解實驗目前國內外的研究現狀，以及經常用到的實驗方法，培養了學生應具有的學科素養[5]。因此只有建立開放性的土力學實驗室，才能夠有機會“走出去，請進來”，更多地參與到工程實例中去，結合具體的工程項目展開研究，才能夠提高實驗教學的水平以及學生的職業素養。

2.4 建立健全規章制度，增強教師隊伍業務水平

隨著對土力學實驗室教學的進一步改革，對實驗教師的業務水平提出了更高的要求，而師資隊伍的建設是土力學教學改革的關鍵所在。因此，學校應該注重規章制度的管理，注重對實驗教師的能力培養以及工作待遇的提高，這樣才能充分調動實驗人員的工作積極性。另一方面，土力學實驗室的開放性政策推行以后，務必要加建立一支高素質能力強的實驗教學師資力量。因此，建議采用校企聯合制度，聘用企業單位中有責任心、有豐富工作經驗的高級工程師作為我們的實驗教學指導老師。通過校企聯合這樣的合作形式，一方面可以使學生能夠了解當前土力學的應用領域，還能夠結合工程實例對土力學有更深度的認識；另一方面還可以從保證教學質量和實驗教學的可持續性發展，從而形成一支業務水平高且具有豐富實踐經驗的實驗教學隊伍。

3 結論

土力學實驗室是巖土工程以及相關專業進行日常授課和科學研究的主要場所，是培養具有獨立思考能力、創新實踐能力、專業研發能力人才的搖籃，改革土力學實驗室建設勢在必行。首先要端正學生對實驗教學的態度，提高實驗教學的重要性，它不是任何一門課程的輔助手段，而是與理論課程同等重要；其次要改進土力學實驗的教學方法，不能以驗證性實驗作為主要教授內容，而是應以啟發性、設計性實驗為主線來培養學生獨立思考問題和解決問題的能力；再者學校的土力學實驗室不僅僅要針對教學，更應該與社會上的工程實例相結合，使同學們能夠將學到的理論知識應用到實際的工程中，并在此基礎上做進一步的創新。只有不斷地，積極地進行實驗教學的改革，才有利于培養學生的動手能力和創新能力，才有利于滿足社會對高等土木工程人才的需求。

[1] 劉丹，張偉.通過教學改革提高學生土木工程領域的應用能力[J].中國建設教育,2016(1):54-56.

[2] 洪俊青，王海霞. 土木工程結構實驗教學改革探討[J].南通大學學報，2009,25(2):84-85.

[3] 王俊杰.工程類專業土力學實驗教學改革思考[J].高等建筑教育，2009(18):110-114.

[4] 石磊.工程教育中實踐能力的培養研究 [D]. 西安電子科技大學,2007.

[5] 袁慧.新形勢下培養提高工科學生工程實踐能力的認識與實踐 [J]. 高教探索 ,2007(2).

程思嫄(1988～)，女，碩士研究生，研究方向為結構工程。

G424.31

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[定稿日期]2016-05-20