新階段土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索

戴俊濤，劉秋燕， 趙 莉，胡 娜

(安徽新華學(xué)院土木與環(huán)境工程學(xué)院， 合肥230088)

新階段土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索

戴俊濤，劉秋燕， 趙 莉，胡 娜

(安徽新華學(xué)院土木與環(huán)境工程學(xué)院， 合肥230088)

針對(duì)當(dāng)前土力學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)管理制度等方面存在的問(wèn)題，提出了土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革、增設(shè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、完善考核制度等對(duì)策，結(jié)合現(xiàn)代化的教學(xué)手段以及科學(xué)有效的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，從而激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，提高學(xué)生動(dòng)手能力和應(yīng)用能力。

土力學(xué)實(shí)驗(yàn)； 教學(xué)改革； 開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)

土力學(xué)是研究土的基本物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)及其在實(shí)際工程應(yīng)用原理的一門學(xué)科，是土建類各專業(yè)的一門必修專業(yè)課。該課程理論性、實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)，要想進(jìn)行工程應(yīng)用，必須首先掌握土的力學(xué)性質(zhì)，要想清楚土的力學(xué)性質(zhì)必然要通過(guò)實(shí)驗(yàn)求解，因此土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課是學(xué)生理解土力學(xué)相關(guān)概念、探索土力學(xué)基本原理的推導(dǎo)過(guò)程和掌握土力學(xué)工程應(yīng)用的重要手段[1]。但作者在多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一部分學(xué)生對(duì)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)存在不夠重視的現(xiàn)象，以至于在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、方法、目的、過(guò)程及結(jié)論不理解，沒(méi)有達(dá)到實(shí)驗(yàn)的預(yù)期效果。究其原因，除了學(xué)生側(cè)重理論知識(shí)的學(xué)習(xí)而輕視動(dòng)手實(shí)驗(yàn)之外，更重要的是原有的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)方法不能滿足現(xiàn)階段教學(xué)需求，比如實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法對(duì)學(xué)生沒(méi)有吸引力，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一枯燥，而且屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，不利于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力[2]。

一、現(xiàn)階段土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

(一) 土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課地位不突出

現(xiàn)階段土力學(xué)實(shí)驗(yàn)采用的是穿插式教學(xué)，沒(méi)有單獨(dú)開(kāi)課，只是作為土力學(xué)理論課程的一部分，沒(méi)有學(xué)分，只是作為平時(shí)成績(jī)組成部分。土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程只有8個(gè)學(xué)時(shí)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)不夠重視。由于重理論輕實(shí)驗(yàn)的思想，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)前老師要求的預(yù)習(xí)工作很少有學(xué)生主動(dòng)完成，加上實(shí)驗(yàn)學(xué)生人數(shù)多、時(shí)間緊，土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果[3]。

(二) 沒(méi)有有效的課前預(yù)習(xí)方法，學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)效果不佳

目前，土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)主要靠實(shí)驗(yàn)教師在課堂按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)講解完成，課后學(xué)生自己主動(dòng)預(yù)習(xí)的很少，究其原因，是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程感到很陌生，學(xué)生很難憑想象完成實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，所以對(duì)指導(dǎo)書(shū)上規(guī)定的操作過(guò)程及注意事項(xiàng)就更無(wú)法理解。僅憑實(shí)驗(yàn)教師現(xiàn)場(chǎng)演示是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)課時(shí)有限，實(shí)驗(yàn)人數(shù)多，導(dǎo)致很多學(xué)生掌握不了實(shí)驗(yàn)操作要領(lǐng)，進(jìn)而會(huì)直接影響實(shí)驗(yàn)效果[4]。

現(xiàn)階段土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法滯后，沒(méi)有緊跟科技發(fā)展的步伐，這和其他學(xué)科實(shí)驗(yàn)充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)形成鮮明對(duì)比。大學(xué)物理、化學(xué)等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都采用系統(tǒng)性的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，而且技術(shù)和可操作性已經(jīng)比較成熟，很好地解決了上述存在的問(wèn)題。

(三) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不連續(xù)

目前土力學(xué)實(shí)驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分散開(kāi)設(shè)的形式，根據(jù)理論課講授的進(jìn)度，將相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與理論課程銜接。這種開(kāi)設(shè)方式雖然能將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很好地與理論課緊密結(jié)合，但存在兩個(gè)突出的問(wèn)題。其一，增加不必要的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，有些實(shí)驗(yàn)是可以一起做，且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以共享，比如土的密度實(shí)驗(yàn)、土的含水量實(shí)驗(yàn)和土的固結(jié)實(shí)驗(yàn)，三個(gè)實(shí)驗(yàn)合為一個(gè)實(shí)驗(yàn)，這樣就可以減少實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量，節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，而且還能讓學(xué)生掌握這些實(shí)驗(yàn)之間的內(nèi)在聯(lián)系;其二，分散開(kāi)設(shè)方式會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不連續(xù)性，使學(xué)生在完成某個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，只測(cè)得試樣的一個(gè)指標(biāo)，而該試樣還要在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中完成其他指標(biāo)，兩次測(cè)得不同指標(biāo)實(shí)際上存在內(nèi)在的聯(lián)系。而學(xué)生卻認(rèn)為是兩個(gè)毫無(wú)關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有進(jìn)一步去深入學(xué)習(xí)探索。

二、土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

(一) 利用校園網(wǎng)絡(luò)資源，開(kāi)設(shè)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)課

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)效果的好壞直接影響實(shí)驗(yàn)的成敗。為督促學(xué)生養(yǎng)成預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的良好習(xí)慣，同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)課的效果，實(shí)驗(yàn)教師可以把各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的原理、實(shí)驗(yàn)儀器的操作、數(shù)據(jù)記錄和主要注意事項(xiàng)錄制成視頻，連與土力學(xué)相關(guān)的專業(yè)理論和資料一并放在校園網(wǎng)絡(luò)公共平臺(tái)，學(xué)生憑自己的學(xué)號(hào)登陸網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)。既可以提高學(xué)生的預(yù)習(xí)積極性，也可以拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)范圍。

為了有效、全面地考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，改變傳統(tǒng)的重結(jié)果輕過(guò)程的考核方式。加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)考核，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)教師可以在后臺(tái)看到學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，并可以布置適當(dāng)作業(yè)，根據(jù)每位學(xué)生在線交流情況，給出預(yù)習(xí)成績(jī)。實(shí)驗(yàn)總成績(jī)包括三部分：預(yù)習(xí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)，從而杜絕學(xué)生重結(jié)果輕過(guò)程的思想，讓學(xué)生真正參與到實(shí)驗(yàn)中，提高學(xué)生的參與熱情和預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的效果。

(二) 改變教學(xué)模式，采用引導(dǎo)式教學(xué)方法

以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，實(shí)驗(yàn)教師在教學(xué)過(guò)程中給學(xué)生規(guī)定了太多的條條框框，束縛了學(xué)生獨(dú)立思考的空間，不利于學(xué)生自主能力的發(fā)揮，因此有必要改進(jìn)教學(xué)模式。首先要讓學(xué)生從思想上重視實(shí)驗(yàn)，杜絕學(xué)生重理論而輕實(shí)驗(yàn)的觀念。土力學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n程，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作、觀察和數(shù)據(jù)分析，不僅能加深對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，還能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)嚴(yán)密的治學(xué)態(tài)度；其次，實(shí)驗(yàn)講解時(shí)不要把實(shí)驗(yàn)步驟講述地太詳細(xì)，重點(diǎn)放在演示實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)，讓學(xué)生通過(guò)提問(wèn)的方式，解答疑惑之處，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自學(xué)，掌握實(shí)驗(yàn)原理及要點(diǎn)。

(三) 開(kāi)設(shè)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)周，增設(shè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

土力學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)集中安排，每學(xué)期安排一個(gè)實(shí)驗(yàn)周，讓學(xué)生集中時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)。這樣有利于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的連續(xù)性，學(xué)生可以從連續(xù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中找到內(nèi)在的聯(lián)系，有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析的能力。而且可以合理安排學(xué)生分組和每批的實(shí)驗(yàn)人數(shù)，保證每個(gè)學(xué)生都親自動(dòng)手操作，真正掌握實(shí)驗(yàn)操作難點(diǎn)及正確處理后期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

本科階段，土力學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，往往只安排土的密度實(shí)驗(yàn)、土的含水量實(shí)驗(yàn)、液塑限實(shí)驗(yàn)、直剪實(shí)驗(yàn)和固結(jié)實(shí)驗(yàn)五個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而且這五個(gè)項(xiàng)目都是按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)要求操作，屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，很難提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。因此，可以在這些基本實(shí)驗(yàn)之外設(shè)置一些課外的、難度大、實(shí)用性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，比如高壓固結(jié)實(shí)驗(yàn)、滲透實(shí)驗(yàn)、三軸實(shí)驗(yàn)等，供學(xué)有能力和感興趣的學(xué)生在課余時(shí)間預(yù)約學(xué)習(xí)操作，進(jìn)一步深入研究。這樣既可以有興趣的同學(xué)有針對(duì)性選擇開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，不局限于基本實(shí)驗(yàn)，更能培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、獨(dú)立完成課外實(shí)驗(yàn)的能力。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)搭建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)和改革考核制度等措施，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從思想上讓學(xué)生高度重視土力學(xué)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程。通過(guò)分組分批集中實(shí)驗(yàn)的方式，保證每個(gè)學(xué)生都能積極參與到試驗(yàn)中，并處理好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。增設(shè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自主創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和實(shí)際應(yīng)用能力，最終達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)期效果。

[1] 賈彩虹.土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010(2)：115-117.

[2] 趙志峰，王海波，何文龍.土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考[J].高等建筑教育，2008(6)：120-122.[3] 婁國(guó)充，王樹(shù)棟，葉朝良.土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與教學(xué)模式研究[J].石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2009(2)：106-108.

[4] 左明漢，李利，張偉.本科院校土木工程專業(yè)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教改探索[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2012(1):20-22.

The Exploration of Soil Mechanics Experiment Teaching Reform in New Stage

Dai Juntao,Liu Qiuyan,Zhao Li,Hu Na

(CollegeofCivilandEnvironmentalEngineering,AnhuiXinhuaUniversity,HefeiAnhui230088)

In view of the problems of current soil mechanics experiments in such aspects as teaching methods, experiment management system, and so on, this paper puts forward the solutions such as reforming soil mechanics experiment teaching methods, setting up experimental projects, perfecting evaluation system, etc. Modern teaching method and scientific experiment preparation should be combined so as to stimulate students' interests in experiment, inspire students' innovative thinking, and improve students' operational ability and application ability.

soil mechanics experiment; education reform; opening experiment

2017-03-31

安徽新華學(xué)院校級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2016mkhkc02)

戴俊濤(1988-)，男，安徽阜陽(yáng)人，碩士，助教，研究方向?yàn)閹r土，電話：18269798134。

TU43-4

A

1671-4733(2017)02-0070-02