基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

陳榕+郝冬雪+高宇聰+曾聰+王偉卓

摘要：當(dāng)下社會(huì)發(fā)展對人才的需求也在提高，而傳統(tǒng)的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)卻跟不上社會(huì)發(fā)展的需求，以前的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)均是基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如今增設(shè)“綜合性”、“設(shè)計(jì)性”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高了學(xué)生的思考能力和動(dòng)手能力，將試驗(yàn)內(nèi)容重新整合，提高實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，同時(shí)編寫并出版了十三五規(guī)劃實(shí)驗(yàn)教材。這些改革內(nèi)容必將對今后應(yīng)用型人才的培養(yǎng)產(chǎn)生巨大的影響。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才；教學(xué)改革；土力學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）22-0266-02

在我國現(xiàn)代化教學(xué)改革的背景下，土力學(xué)作為一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，其實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)教學(xué)對于提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力起著巨大的教學(xué)意義，在土力學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)改革中，應(yīng)充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，將知識(shí)理論和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐更好地結(jié)合起來，像是那種傳統(tǒng)的“灌輸式”的教學(xué)方法應(yīng)該被摒棄，本文就從土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、新型教材的使用、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及教學(xué)方法的改革等方面闡述土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革。

一、土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.教學(xué)方法缺乏引導(dǎo)。傳統(tǒng)的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)或者理論教學(xué)思路是：老師在黑板上或者PPT上記錄上土力學(xué)的知識(shí)重點(diǎn)，重點(diǎn)的土的性質(zhì)按照實(shí)驗(yàn)參考書來照本宣科，而學(xué)生則在下面記筆記或者單純地模仿老師進(jìn)行的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法已經(jīng)沿用了好長時(shí)間，雖然學(xué)生能夠通過記筆記或者模仿老師的實(shí)驗(yàn)來鞏固知識(shí)，但是這種老師灌輸式的教學(xué)方法卻有著極大的弊端：首先學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，只有習(xí)慣地被動(dòng)地接受知識(shí)；其次學(xué)生喪失了敢于質(zhì)疑的精神，對于課本上的或者實(shí)驗(yàn)中老師闡述的理論深信不疑，卻不會(huì)質(zhì)疑學(xué)術(shù)的真實(shí)性。以上兩種危害將會(huì)深深地傷害學(xué)生以后的工作學(xué)習(xí)。

2.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過于單一。傳統(tǒng)的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要包括基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量相對較少，而且實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目質(zhì)量較差，對于基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)最大的缺點(diǎn)就是缺乏創(chuàng)新性，只是對土力學(xué)知識(shí)的驗(yàn)證或者是過于簡單的基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)，像是顆粒分析、含水率、密度、固結(jié)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不能在原有理論高度上提高，只會(huì)把眼光局限在課本知識(shí)里。

3.實(shí)驗(yàn)儀器稀少且過時(shí)。在土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，平均每6個(gè)人為一個(gè)小組，每個(gè)小組只有一臺(tái)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中基本上都是老師在儀器上做一遍實(shí)驗(yàn)，接下來學(xué)生會(huì)依次在小組內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣做的后果是實(shí)驗(yàn)效率低下，只有一個(gè)學(xué)生做完才可以進(jìn)行下一個(gè)，很多學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行緩慢，得不出一個(gè)正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這就導(dǎo)致后面的學(xué)生無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這就必然使得實(shí)驗(yàn)效率緩慢，及格率低，只有少數(shù)人才可以真正地做完實(shí)驗(yàn)。同時(shí)學(xué)生的這種實(shí)驗(yàn)做法都是從老師那里學(xué)來的，老師只是對儀器操作進(jìn)行解釋，學(xué)生學(xué)來的是操作技巧卻對實(shí)驗(yàn)原理沒有掌握，這種做法無疑有悖于土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的初衷，并不能很好地通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證課堂上學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)，也不能將學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)付諸實(shí)際。而在實(shí)驗(yàn)設(shè)備方面更是有著很大的缺陷，現(xiàn)在的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備大多是手搖式直剪儀和杠桿式固結(jié)儀等儀器，這種儀器無疑已經(jīng)很不上現(xiàn)代土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，過時(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備也會(huì)耽誤現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)，因此在土力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備上依然會(huì)有很大的提升空間。

4.實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容單一。原土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容單一，《土力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》并不是專業(yè)出版社負(fù)責(zé)出版的教材，只是學(xué)院內(nèi)部教材，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少，全都為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，早已無法滿足土力學(xué)實(shí)驗(yàn)本科或研究生教學(xué)要求，與理論課產(chǎn)生較大脫節(jié)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的單一也阻礙了學(xué)生對土力學(xué)實(shí)驗(yàn)更深刻的認(rèn)識(shí)，大多數(shù)同學(xué)都是根據(jù)《土力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》的實(shí)驗(yàn)要求和具體做法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理的，這種做法無疑大大地降低了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)難度，同時(shí)也調(diào)動(dòng)不起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，對土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)不能很好地把握。

二、土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新。針對目前實(shí)驗(yàn)設(shè)備稀少、實(shí)驗(yàn)設(shè)備過時(shí)的現(xiàn)狀，要想土力學(xué)教學(xué)改革能夠順利地進(jìn)行下去，實(shí)驗(yàn)設(shè)備必須要更新?lián)Q代。主要的設(shè)備變化是將原有手搖式直剪儀升級(jí)為電動(dòng)式三速直剪儀，將原有杠桿式固結(jié)儀升級(jí)為氣壓固結(jié)儀，同時(shí)增配了2臺(tái)三聯(lián)式高壓固結(jié)儀，6個(gè)常水頭、變水頭滲透儀等基礎(chǔ)設(shè)備。這些引用的新型儀器設(shè)備不僅有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，而且還能夠避免由于實(shí)驗(yàn)儀器本身的陳舊引起的誤差，同時(shí)還可以照顧到每一名學(xué)生，不必像以前那樣排隊(duì)做實(shí)驗(yàn)。

2.增設(shè)“綜合性、創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。傳統(tǒng)的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)均是基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，與現(xiàn)代土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的初衷大相徑庭，現(xiàn)代的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的不在于單純地驗(yàn)證學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)，而是要與現(xiàn)實(shí)工程實(shí)踐相掛鉤，實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果可直接作用于現(xiàn)實(shí)工程實(shí)踐中，在實(shí)驗(yàn)過程中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。因此傳統(tǒng)的基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性土力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要改革，先后增設(shè)了“綜合性、設(shè)計(jì)性”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：滲透實(shí)驗(yàn)、擊實(shí)實(shí)驗(yàn)、界限含水率聯(lián)合測定實(shí)驗(yàn)、三軸實(shí)驗(yàn)及土工格柵綜合測定等實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)都是在學(xué)生掌握了最基本的土力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的興趣愛好，在老師的指導(dǎo)下自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不僅可以很好地開拓土力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，更能夠很好地激發(fā)學(xué)生的好奇心和創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用土力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。例如在“土力學(xué)擊實(shí)實(shí)驗(yàn)”中，學(xué)生可以自發(fā)地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路和實(shí)驗(yàn)方法，然后在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)操作，而要想該實(shí)驗(yàn)很好地進(jìn)行下去，要準(zhǔn)確地把握好土樣配比設(shè)計(jì)和界限含水量測試要求，同時(shí)對實(shí)驗(yàn)用水量要做準(zhǔn)確的計(jì)算，還要根據(jù)工程實(shí)際和施工要求選擇合適的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，有了上述的種種準(zhǔn)備才能確定實(shí)驗(yàn)方法，才可以進(jìn)行擊實(shí)實(shí)驗(yàn)，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過“土力學(xué)擊實(shí)實(shí)驗(yàn)”我們不難看出，一項(xiàng)綜合性設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)計(jì)算和資料準(zhǔn)備，只有做好了這些基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備，才能對接下來的實(shí)驗(yàn)方法的總結(jié)、實(shí)驗(yàn)方案的提出、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)備以及最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的生成起到很好的鋪墊作用。這些煩瑣的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，需要學(xué)生在對本學(xué)科土力學(xué)理論知識(shí)熟練掌握的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，這就大大地鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，這才符合新時(shí)代環(huán)境下土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初衷。

3.教學(xué)方法的改善。灌輸式的教學(xué)方法卻有著極大的弊端：學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，只有習(xí)慣地被動(dòng)地接受知識(shí)，這種習(xí)慣的養(yǎng)成將會(huì)在以后的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中失去對知識(shí)主動(dòng)的探索；如何避免這種情況發(fā)生呢？就要求老師積極地利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，開拓學(xué)生的視野，同時(shí)能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新性。例如利用多媒體來對實(shí)驗(yàn)機(jī)理進(jìn)行表達(dá)，不僅表達(dá)得更為詳細(xì)具體生動(dòng)，而且老師可以控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展，使學(xué)生更容易理解原理的同時(shí)更能開拓學(xué)生的思路，更能牢固地掌握知識(shí)。同時(shí)有些實(shí)驗(yàn)在學(xué)校里受儀器或者資金的限制不能夠展現(xiàn)在同學(xué)面前時(shí)，可以通過網(wǎng)絡(luò)和視頻進(jìn)行多媒體教學(xué)，彌補(bǔ)這種缺陷。

4.編寫十三五規(guī)劃教材。對我院原土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容進(jìn)行改革，原土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容單一，并不是專業(yè)出版社負(fù)責(zé)出版的教材，只是學(xué)院內(nèi)部教材，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少，全都為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，早已無法滿足土力學(xué)實(shí)驗(yàn)本科或研究生教學(xué)要求，與理論課產(chǎn)生較大脫節(jié)，針對這一情況，編寫了《土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》，被列為“十三五”普通高等教育本科規(guī)劃教材，中國電力出版社2016年出版，分為教程與實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩部分，實(shí)驗(yàn)報(bào)告部分可作為學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課上記錄數(shù)據(jù)、課后得出結(jié)果的重要工具，最后上交教師，作為給分憑證。

土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)跟不上社會(huì)發(fā)展的需求，必須通過改革來適應(yīng)新時(shí)代的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，增設(shè)“綜合性、創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目才能培養(yǎng)學(xué)生綜合利用土力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新才能提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，教學(xué)方法的改善才能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，編寫新的教材才能夠滿足土力學(xué)實(shí)驗(yàn)本科或研究生教學(xué)要求。只有真正做到這一點(diǎn)，現(xiàn)代土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能夠?yàn)閼?yīng)用型人才的培養(yǎng)提供一個(gè)好的學(xué)習(xí)平臺(tái)。

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Based on Soil Mechanics Experiment Teaching Reform to Cultivate Applied Talents

CHEN Rong，HAO Dong-xue，GAO Yu-cong，ZENG Cong，WANG Wei-zhuo

（School of Civil Engineering and Architecture，Northeast Electric Power University，Jilin，Jilin 132012，China）

Abstract：The present social development also in increasing demand for talent，while the traditional soil mechanics experiment teaching can't keep up with the needs of the development of the society before the soil mechanics experiment are fundamental，confirmatory experiment project，now add comprehensive and disign experiment project，improve the students' thinking ability and practical ability，the test content integration，improve the experimental classes，write and publish the much starker choices-and graver consequences-in planning experimental teaching materials at the same time. These reforms will be huge impact on the cultivation of applied talents for the future.

Key words：applied talents；the teaching reform；soil mechanics；the experimental teaching