土工試驗(yàn)教學(xué)改革探索
——以甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例

李玲玲 李玉林

（甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025）

0 引言

土工試驗(yàn)是《工程巖土學(xué)》和《工程地質(zhì)學(xué)概論》課程的重要內(nèi)容之一，是土工試驗(yàn)是工程地質(zhì)類專業(yè)土力學(xué)基本理論的一個(gè)重要組成部分，也是巖土工程勘察的重要手段之一，直接為生產(chǎn)服務(wù)。通過(guò)土工試驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生掌握各項(xiàng)土工試驗(yàn)項(xiàng)目的基本原理、基本操作技術(shù)，學(xué)會(huì)整理分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，深入了解土的工程力學(xué)性質(zhì)，鞏固課程中的有關(guān)理論知識(shí)，是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的重要實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，因此土工試驗(yàn)教學(xué)改革歷來(lái)受到各相關(guān)院校的重視。近幾年，我院在土工試驗(yàn)室硬件建設(shè)、試驗(yàn)項(xiàng)目選擇、實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)標(biāo)準(zhǔn)化編寫(xiě)以及實(shí)訓(xùn)組織、指導(dǎo)等方面取得了一定的成績(jī)，然而，到目前為止也存在諸多問(wèn)題，一定程度上影響了人才培養(yǎng)質(zhì)量，對(duì)土工試驗(yàn)進(jìn)行深度改革意義重大。

1 土工試驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及問(wèn)題

1.1 土工試驗(yàn)教學(xué)組織形式

我院土工試驗(yàn)教學(xué)主要適用于水文與工程地質(zhì)專業(yè)和基礎(chǔ)工程專業(yè)，主要采用集中實(shí)訓(xùn)方式進(jìn)行，實(shí)訓(xùn)時(shí)間為1 周，涉及試驗(yàn)項(xiàng)目常規(guī)土工試驗(yàn)項(xiàng)目，分別為顆粒分析試驗(yàn)、含水率試驗(yàn)、密度試驗(yàn)、液塑限試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)和壓縮試驗(yàn)。由于場(chǎng)地和設(shè)備條件限制，目前實(shí)訓(xùn)組織形式采用兩大組前后進(jìn)行，每大組分為8 小組平行進(jìn)行，每小組3—4 人。除塑限試驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)一大組（25 人左右）同時(shí)操作外，其它試驗(yàn)項(xiàng)目均配備8套，8個(gè)小組同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，安排2 名指導(dǎo)教師，其中一名為試驗(yàn)室管理員，另外一名為相關(guān)課程的理論授課教師。

1.2 存在問(wèn)題

近幾年兩個(gè)專業(yè)的人數(shù)分別穩(wěn)定在40 人以上，由于受場(chǎng)地、時(shí)間、試驗(yàn)器材及試驗(yàn)設(shè)備的影響，難以滿足學(xué)生同時(shí)教學(xué)的需要。為了解決這些問(wèn)題，采用了試驗(yàn)分組做，精選試驗(yàn)項(xiàng)目等方法，雖能夠基本保證實(shí)訓(xùn)順利進(jìn)行，但仍然存在一些問(wèn)題，制約著實(shí)訓(xùn)效果，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1.2.1 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容未及時(shí)調(diào)整更新

由于我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的迅猛發(fā)展，施工環(huán)境的千差萬(wàn)別，有些傳統(tǒng)的土工試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法已經(jīng)不能滿足工程建設(shè)的需要。例如密度試驗(yàn)，在生產(chǎn)實(shí)際中由于受場(chǎng)地等其他條件限制，很多都采用灌砂法來(lái)測(cè)定，而目前教學(xué)過(guò)程中仍然采用環(huán)刀法[1]。例如有些生產(chǎn)單位試驗(yàn)室中已經(jīng)采用電腦采集數(shù)據(jù)，而目前教學(xué)仍以手動(dòng)操作為主。

1.2.2 實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地小、實(shí)訓(xùn)時(shí)間緊張

由于用于土工試驗(yàn)的實(shí)訓(xùn)室只有一個(gè)，能夠容納的學(xué)生有限，加之土工試驗(yàn)時(shí)間只有一個(gè)星期，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目又比較多，要在有限的時(shí)間、空間內(nèi)，完成規(guī)定的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，只能將學(xué)生分成兩個(gè)大組前后進(jìn)行試驗(yàn)，因此每個(gè)大組實(shí)際只有3 天實(shí)習(xí)時(shí)間，在3 天的時(shí)間中要完成原狀樣和擾動(dòng)樣的七個(gè)常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目，而且土工試驗(yàn)是一個(gè)完整的系統(tǒng)，包括接樣、開(kāi)樣、試驗(yàn)制備、試驗(yàn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析環(huán)節(jié)，時(shí)間非常緊張，為了能夠讓學(xué)生掌握試驗(yàn)操作方法、有更多的時(shí)間練習(xí)操作，在實(shí)習(xí)過(guò)程中傳統(tǒng)做法是直接從試樣制備開(kāi)始進(jìn)行試驗(yàn)，而前期的接樣開(kāi)樣基本忽略，但是在工程實(shí)踐中這兩個(gè)環(huán)節(jié)是必不可少的，而且對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果及科學(xué)管理試驗(yàn)過(guò)程具有重要意義。

另外在具體試驗(yàn)操作中，需要根據(jù)各試驗(yàn)項(xiàng)目的橫向聯(lián)系統(tǒng)籌安排各個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，而在實(shí)際教學(xué)中只是強(qiáng)調(diào)教會(huì)學(xué)生每個(gè)指標(biāo)的測(cè)定方法，忽略了讓學(xué)生自己統(tǒng)籌安排試驗(yàn)項(xiàng)目的啟發(fā)，也沒(méi)有使學(xué)生從所測(cè)各指標(biāo)應(yīng)統(tǒng)一于同一土樣這一角度來(lái)統(tǒng)籌試驗(yàn)，上述原因造成了土工試驗(yàn)的系統(tǒng)性被破壞、教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)的現(xiàn)象，使學(xué)生不能真正全面系統(tǒng)地掌握土工試驗(yàn)知識(shí)[2]。由于每個(gè)小組的土樣并不是同一土樣，因此無(wú)法對(duì)同一指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在實(shí)習(xí)時(shí)采用強(qiáng)行對(duì)不同小組的同一指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法，一定程度上訓(xùn)練了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的方法，但是卻不利于學(xué)生對(duì)地基土的物理力學(xué)性質(zhì)的理解。

1.2.3 實(shí)訓(xùn)效果不明顯

為了節(jié)省時(shí)間，每個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的基本過(guò)程是指導(dǎo)老師先講試驗(yàn)原理、目的、介紹試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理方法等，再進(jìn)行試驗(yàn)演示，然后在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下學(xué)生進(jìn)行試驗(yàn)操作，整個(gè)過(guò)程學(xué)生處于被動(dòng)的接受狀態(tài)，沒(méi)有自己獨(dú)立思考、創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，因此學(xué)生的積極性不是很高。同時(shí)，由于時(shí)間緊張，每個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目基本都是只能操作一遍，滿足不了一些學(xué)生想重新做試驗(yàn)的愿望，反復(fù)練習(xí)更是遙不可及。另外由于是分組進(jìn)行，部分學(xué)生干脆不動(dòng)手，這些原因?qū)е铝藢?shí)訓(xùn)雖然進(jìn)行了，但是實(shí)訓(xùn)效果并不明顯，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力提高不大。

2 教學(xué)改革措施

2.1 及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容

如上述生產(chǎn)實(shí)際中某些試驗(yàn)方法的改變與教學(xué)過(guò)程的脫節(jié)使得培養(yǎng)的學(xué)生不能很好的適應(yīng)生產(chǎn)需要，因此要加強(qiáng)與生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系，采用調(diào)研、進(jìn)修等方式及時(shí)了解和掌握新技術(shù)及施工單位所采用的試驗(yàn)方法，更新教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程對(duì)接，以達(dá)到實(shí)用性，真正培養(yǎng)出動(dòng)手能力強(qiáng)的實(shí)用人才。

2.2 以賽促學(xué)

通過(guò)參加全國(guó)土工試驗(yàn)大賽以及校級(jí)土工試驗(yàn)競(jìng)賽組織的經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)?shù)母?jìng)賽可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性、培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造性思維能力。但是在組織的過(guò)程中要注重教師的指導(dǎo)作用、學(xué)生參與競(jìng)賽平臺(tái)的搭建和對(duì)學(xué)生興趣的引導(dǎo)激發(fā)，否則競(jìng)賽會(huì)流于形式，起不到促進(jìn)學(xué)習(xí)的作用。

2.3 擴(kuò)大試驗(yàn)場(chǎng)地

在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)試驗(yàn)室，將試驗(yàn)設(shè)備分放于兩個(gè)試驗(yàn)室，兩大組學(xué)生實(shí)習(xí)交叉進(jìn)行，進(jìn)試驗(yàn)室試驗(yàn)之前先在機(jī)房虛擬仿真平臺(tái)上學(xué)習(xí)各個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的具體操作方法，執(zhí)行情況見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)項(xiàng)目安排表

2.4 引進(jìn)虛擬仿真平臺(tái)

山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)了演示型和交互型兩種虛擬仿真平臺(tái)，平臺(tái)中所有的試驗(yàn)儀器（包括儀器部件）都可以自由旋轉(zhuǎn)、縮放、平移，滿足學(xué)生從任意視角對(duì)試驗(yàn)儀器觀察的需要，可以看到試驗(yàn)操作的全部過(guò)程（包括試驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集），且可以針對(duì)特定步驟進(jìn)行慢速播放學(xué)習(xí)，除此之外還可進(jìn)行自測(cè)、反復(fù)練習(xí)，虛擬試驗(yàn)操作熟練后即可開(kāi)始實(shí)物試驗(yàn)，節(jié)約時(shí)間[3]。

2.5 配備試驗(yàn)室專職試驗(yàn)教師

目前土工試驗(yàn)的指導(dǎo)教師一般為2 名——試驗(yàn)室管理員和該課的理論課教師，并沒(méi)有專職試驗(yàn)教師，理論課教師由于還擔(dān)任其他課程的講授，并不能全程進(jìn)行實(shí)習(xí)的指導(dǎo)，試驗(yàn)室管理員雖具備試驗(yàn)操作技能，但是由于學(xué)生太多，指導(dǎo)效果并不理想。如果試驗(yàn)場(chǎng)地?cái)U(kuò)大，一名指導(dǎo)教師進(jìn)行兩個(gè)試驗(yàn)室的指導(dǎo)，指導(dǎo)效果就會(huì)更差，因此配備專職試驗(yàn)教師勢(shì)在必行。

2.6 改進(jìn)教學(xué)模式

在上述方面改革的同時(shí)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的改革，打破以教師為主導(dǎo)、學(xué)生被動(dòng)接受的傳統(tǒng)模式，建立以學(xué)生自主思考、創(chuàng)新試驗(yàn)的模式。將整個(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)程按以下環(huán)節(jié)進(jìn)行組織：首先是通過(guò)虛擬仿真技術(shù)、視頻等方式學(xué)習(xí)各個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的具體操作—發(fā)放實(shí)習(xí)任務(wù)書(shū)—指導(dǎo)教師啟發(fā)系統(tǒng)的試驗(yàn)過(guò)程——每組制定試驗(yàn)具體程序后交指導(dǎo)老師審核后執(zhí)行—試驗(yàn)操作—數(shù)據(jù)處理—提交報(bào)告。在這個(gè)過(guò)程中，教師主要起到引導(dǎo)、檢查、指導(dǎo)和考核的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

今后的教學(xué)中應(yīng)重視土工試驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題，從實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)組織、試驗(yàn)設(shè)備、教師配備等方面深化改革，真正實(shí)現(xiàn)土工試驗(yàn)的實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)，為培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng)、適應(yīng)工作崗位需要快、符合行業(yè)需求的高素質(zhì)技能型人才服務(wù)。