新建地方本科院校土工实验教学的改革和探索★

罗爱忠

0 引言

近年来我国土木工程建设快速发展，工程建设规模日益扩大，难度不断提高，这对土木工程专业的学生提出了更高的要求。土力学是土建类专业教学课程体系中的一门非常重要的技术基础课，是一门理论性和实践性都很强的课程。它需要培养学生的独立思考能力、创新能力和工程实践能力，培养学生的创新思维能力。而土力学实验课程是土力学课程中非常重要的教学实践环节。实验教学的好坏直接关系到学生对土力学课程的基本概念、土的工程力学性质的掌握。

通过实验，要求学生能了解土工试验的仪器操作，掌握一定的土工试验技能，同时熟练掌握土的物理力学性质的测试方法，培养学生的实际动手操作能力以及在以后的工作实践中发现问题和解决问题的能力，培养严谨求实、吃苦耐劳、团队合作的工作作风。但地方本科院校大都是在原来的师范类专科院校基础上发展而来的。

由于长期从事的是中小学师资力量的培养，在成为本科院校后所开设的工科专业大都缺乏相应的教学设备的支撑，特别是在实验教学环节上的试验室建设方面有太多的欠账，使得培养的学生重理论轻实践，在以后的工作实践中形成很大的被动，得不到用人单位的认可，使得这些院校本科专业的发展前景受到一定的影响。本文从土力学实验教学的内容和土力学实验室两个方面的发展现状入手，探讨了土力学实验教学改革，提出一些当前条件下对土力学实验教学有益的建议。

1 土力学实验的教学内容

土力学实验教学的基本项目包括土体的物理力学指标和某些特殊指标的获得。根据《土工实验方法标准》，土力学实验一共要进行 35个实验:含水量、密度、比重、颗粒、界线含水量、相对密度、击实、承载比、回弹、渗透、固结、湿陷、三轴、抗压、直剪、反复直剪、自由膨胀率、膨胀力、收缩、冻土密度等项、化学成分五项、离心含水当量等实验。

2 地方本科院校土力学实验教学的现状

2.1 教学仪器设备不足

地方本科院校新开设的土建类专业一般都没有先设相关专业的硬件设施的支撑，再加上新设本科专业大都处于比较偏远的地区，财政的投入相对有限。有限的财政资源大都投入到学校基础设施的建设当中，使得教学仪器相对不足，有些院校根本就不开设实验课。

由于实验室设备不足，大多只能进行演示性实验教学，且开设的实验项目远远低于教学大纲的要求。这就造成了以理论教学为主，实验教学为辅，经常把实验一带而过。没有把理论教学和实验教学结合起来，让学生以纯粹的理论理解，在脑子中只有个抽象的概念。比如:土的外观、状态、塑性、含水情况等，只能是想象，一旦学生接触实际，根本就结合不起来。

2.2 教学方式的陈旧

现在的土力学实验教学基本上还是沿袭以往的传统教学模式，传统的实验教学模式分为四步:实验室老师准备仪器设备，学生预习实验内容—老师讲解示范—学生分组实验，教师巡回指导—学生撰写实验报告。传统教学模式能培养学生的基本实验素质(包括数据处理与误差分析、仪器操作、撰写实验报告)具有不可替代的作用，同时由于实验结果与理论吻合较好，能较好地配合理论课教学。但是在整个实验过程中学生只能在教师预先设定的框子中被动地完成实验，这在一定程度上抑制了学生主观能动性的发挥。在教学过程中如果实验指导教师讲得详细，学生听得认真，那么在做实验的过程中出现的问题就相对少;反之，指导教师讲得少、简，许多学生在实验过程中就不知所措，不是这里出问题，就是在那里围着老师团团转，实验效果也不好，当然，这一点也与学生没有提前预习有关，同时也反映了学生主动性和动手能力不强。

2.3 教学学时偏少

按照土力学教学大纲的要求，整个土力学的课时加上实验课时也只有 48个学时，在这有限的学时内必须完成理论课和实验课的教学。部分老师为了很好的完成理论课的教学，就压缩实验课的学时，这使得本来就十分紧凑的试验课学时形同虚设。要做完 8个常规实验，显然从时间上讲比较紧凑，如果不是事先的充分准备，很难在规定时间内完成这些项目。

而对于土力学中的一些其他重要实验，如:三轴实验、K0系数测定、渗透等特殊实验的演示根本就没有时间安排。在教学中根据理论课授课安排的需要，实验项目大多是独立进行，教学任务完成后，在学生头脑中形成的印象是“散”，针对这个问题，为了能将各个分散的部分有机组合起来，就必须开设一个综合性实验，但由于在教学课时上没有提供保障，也就使得该实验根本没法开设。

2.4 实验基地的不足

新建地方本科院校由于大部分都没有工科专业背景，相应的实验室硬件设施本来就相对缺乏，与工程单位的联系方面就相对较少，因此学生对理论教学往往是停留在比较抽象的层次上，虽然室内试验可以解决部分问题，但如果能让他们在室外基地亲自进行土体原位测试，就会使得抽象的事物化为具体的东西，同时还能激发学生的学习兴趣，学到许多书本上学不到的东西。因此，联系一定的试验基地也是当务之急。

3 土力学实验教学的改革

目前，土木工程专业实验项目大多是围绕着试验理论课程设置的，但对于我们这种新建地方性本科院校，在工科专业的发展过程中，由于经费及师资等原因，试验仪器及经费的不足往往制约着实验课程的开设。从实验内容来看，目前土木工程专业实验教学内容与培养学生具有进一步发展所具备的综合能力之间有一定的矛盾，主要表现在:实验项目设置较少，实验课时与理论课程相比相对较少，学生参与实践机会少，而且少数有余力的学生也没有机会选做有创新性的实验，影响了学生做实验的积极性。因此当前地方院校的土力学实验教学已经不能满足于社会的需要，已经严重的阻碍了地方院校土建类专业的发展，影响到了对地方经济急需的土建类专业人才的培养，有必要对地方院校的土力学实验教学进行改革。

3.1 培养学生的实验兴趣

实验教学是学生在教师的指导下，自己亲自动手完成的。学生在实验过程中处于主导地位，教师只是引导学生自身的实践活动。教师在实验教学中的讲授要力求少而精，这就要求学生必须在实验前做好预习。为了保证实验顺利进行，提高实验兴趣，达到实验教学效果，可以让学生在进行实验操作前提交实验预习报告。学生在做实验前要认真预习实验内容，包括明确实验原理和实验目的、了解实验仪器、清楚实验步骤、理解实验结果及指标的计算公式、知道应观察的实验现象等。

通过预习和思考，使学生在没有进行实验之前就对实验的大致内容有一个了解，这样能够激发学生的兴趣，还可以使学生对实验中需要注意的问题做到心中有数。实验预习报告经实验教师审阅后，学生方可准许进行实验，以操作比赛和实验报告评比等方式激发他们的兴趣。

3.2 构建新的土力学实验教学内容

构建新的土力学实验教学内容，主要从土力学实验内容的应用广泛性和工程实用性入手，一些实验手段陈旧，内容重叠的实验进行合并删除，对于体现土力学理论精髓的和前沿性的要实验项目保留或拓宽，加大技能型、综合性与探索性的实验内容，将试验体系进一步整合、优化，适当开设设计性试验。在实验内容的安排上，尽量使各个试验项相互联系，能够使学生在实验的过程中了解试验结果的适用范围和用途，特别是在实际工程中的应用方法，例如，在进行压缩试验的过程中要求学生同时进行含水量试验和密度试验，同时了解比重试验的方法和过程，这样含水量试验结果和密度试验结果就可以应用到压缩试验数据整理中，不仅节省了试验的时间，同时也使学生们了解了含水量与土样的密度是影响压缩性质的两个物理指标。

另外，结合学校周围的实际工程，在实验教学过程中开设一些设计性的实验，这样既可以提高学生们的动手兴趣，又可以增加学生们对试验指标的应用，可以大大提高学生们学习力学的积极性，也使学生们对土力学的理论知识有一个更直观的理解。同时，充分联系工程实际，建立一定的实习基地，充分利用实习基地的试验条件，开展一定量的原位测试技术训练。

3.3 充分利用多媒体教学

多媒体教学是当代一种比较流行的教学手段，在新建地方本科院校的实验教学还未得到有效的利用。再加上新建地方本科院校由于教学经费的不足，实验室配套建设相对缓慢，在这种情况下，在实验教学环节中充分利用多媒体教学就变得更加必要。如何在有限的课时内完成必需的实验教学任务，同时还要充实和扩大实验内容，是土工实验教学面临的重要矛盾问题。多媒体在土工实验教学中的应用能够在一定程度上解决这一问题。

首先，在实验前，通过多媒体对实验过程进行具体详细的演示和模拟，这样能够减少学生的预习时间;

其次，在实验过程中，利用试验间歇时间(比如固结实验中的等待固结稳定时间)，带领学生进行数据处理，可促使学生积极思考，仔细完成每一步实验，提高了实验效率和实验质量;

再次，对于那些耗时长、耗费资金大的实验，可以利用多媒体教学手段把相应实验内容录制成音像合一的录像片来进行观看，这样能够使学生了解实验内容和目前土工实验的深度及技术前沿，从而极大的丰富和开拓了学生的视野及知识面。

3.4 转变观念，突出实验教学地位

实验教学改革的先导就是转变教师和学生对实验教学的观念。转变观念主要是消除“重理论、轻实验”的旧观念，树立实践第一的观点，调动一切积极因素;专职实验教师与理论课教师待遇要相同，将实验课时从理论课计划中分离出来，单列实验教学计划，实验成绩单独计算。只有这样，对学生来说，可以促使其重视实验课，提高实验教学效果;对实验室的教师来说，可以充分调动实验教师的工作积极性。

3.5 加强实验室队伍建设

在实验教学过程中，还应该注重实验师资队伍的建设。试验教学环节的好坏还关系到是否有一支稳定的、业务素质过硬的、事业心强的师资队伍。在这一方面可以安排一些具有博士或硕士学位的教授和副教授充实到实验师资队伍中去。另外还要不定期的组织实验人员到重点院校参观、交流，特别是要去那些实验教学取得好成绩的院校，学习他们的成功经验，可以加快发展步伐，少走弯路。

在师资培养上还要组织实验人员积极参加有关单位举办的相关专业技术培训，切实提高实验技术人员的业务水平，保证实验教学质量的稳步提高。

4 结语

土力学实验是一门实践性很强的课程。通过土力学实验课程的开设，有利于提高学生的学习主动性、动手能力、综合分析能力及科研能力。

本文从土力学实验课程的教学内容着手，通过分析现阶段地方本科院校土建类专业土力学教学的发展现状，结合笔者对土力学教学的探索，总结出了当前地方新建本科院校在土力学实验教学改革的方向。

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