突出工程能力培养的土力学实验教学模式探索

【摘要】工程能力是土木工程专业学生实践教学的培养目标之一。为了突出工程能力培养，以土力学实验教学为例，探讨了实验教学改革方法，通过加强学生动手能力培养、依托竞赛开设实验项目、引入教师科研项目、开发虚拟实验项目等教学模式，旨在突出学生工程能力的培养。

【关键词】土力学 实验 工程能力

【基金项目】北方工业大学教改项目“突出工程能力培养的实验教学模式探索（XN093-034）”资助。

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）37-0235-02

实验和实践教学是工科人才培养方案中非常重要的环节。土木工程专业属于应用型学科，要求学生掌握解决工程综合问题的技能。而学生综合运用各门知识的能力差，是当前工程类学科教育中普遍存在的问题。其原因是缺少必要的综合运用知识能力、工程能力和相关创新能力的训练。因此，如何突出学生工程能力的培养是不同院校实践教学环节亟待解决的现实问题。

一、土力学实验教学中存在的一些问题

1.实验课时少，实验教学地位低[1]。目前，土力学实验课基本从属于理论课程，没有单独设课，实验成绩不单独考核，只作为理论课程平时成绩考核，对整个课程成绩影响小。因此造成学生在思想上不重视实验课，实验热情不高，缺乏积极性。

2.部分实验内容前期准备工作由实验室完成，学生无法参与实验全过程。如直剪实验、压缩实验等，需教师事先做大量的准备工作。而学生在实验中只进行几个步骤的操作，造成学生对整个实验感到很抽象，不利于动手能力的培养。

3.实验项目大多是常规物理力学指标测定，内容简单而陈旧，实验项目的设置未能与工程实践紧密结合，不利于学生分析和解决工程问题能力的培养。

二、突出工程能力培养的教学模式探索

为了适应大土木工程专业应用型人才培养目标的转变，其教学目的、内容与教学方法等也应做相应调整改革[2]。首先教学目的要明确，即教学目的不仅仅是知识传授，更重要的是工程能力的培养，使其适应“大土木”的要求。高等院校所培养的工科学生应具备工程能力包括： 知识学习与应用能力、思维判断与分析能力、工程设计与实践能力、表达与交流能力、创造创新能力[3]。

1.依托常规实验内容， 突出动手能力的培养

土木工程专业人才应有较强的动手能力和实践能力，因此，应把培养学生的动手能力和实践能力放在首要位置。土力学实验项目较多， 根据教学安排，以常规土工实验内容为依托，按照《土工实验方法标准》（GB/T50123-1999）进行实验教学。在常规实验项目实验中多分组，每组人数不多于3人，使每个学生都能动手操作， 避免有些学生在实验课上“打酱油”看热闹的现象。

2.依托专业竞赛，设置开放实验项目

依托学科专业竞赛，设置开放实验项目。如依托第一届全国城市地下空间工程专业大学生模型设计竞赛。设置砂土的剪切指标和压缩性指标测定，实验方案、实验准备等全过程由学生独立完成。这种开放实验项目激发了学生兴趣，提高了学生实验动手能力、分析和解决问题能力。

3.结合工程现场条件，突出工程能力培养

土工实验技术在土木工程中广泛应用，因此，将实际工程问题引入实验项目，以密切联系工程实际， 提升学生动手能力，重点培养学生的工程和创新意识，实现理论与实际结合， 并激发学生的工程兴趣，培养学生独立发现问题、分析问题和解决问题的能力。

4.基于科研项目，设计特色实验项目

将教师科研项目中存在的岩土工程问题，拆解成实验室可以完成的实验项目，由学生自主设计实验方案，独立进行实验并对实验结果做出合理分析，通过特色实验项目的设置，为提高学生解决工程问题能力打下基础。

5.基于虚拟现实技术，开发虚拟实验项目[4]

虚拟实验系统以图形图像、音效、视频等多种表现形式，展示或融合在灵活多变、可选择的交互的教学过程中。通过虚拟实验项目可以使学生了解实验室规章制度、实验的基本原理、所需设备等环节，帮助学生更好地熟悉实验，为实验教学打下坚实的基础。

三、结束语

培养具备工程能力的应用型技术人才是高等工程教育的根本目标。通过土力学实验教学改革，进行了突出工程能力培养的教学模式探索，激发了学生学习主动性，提升了学生动手能力、解决问题能力和创新能力。教学改革效果显著。

参考文献：

[1]曾召田.浅谈土力学实验教学中存在的问题及改革措施[J].科技视界，2013， 05：97-98.

[2]冯其红，胡伟，王增宝.改革实验教学模式 培养大学生的工程实践能力[J].实验室研究与探索，2013，02：130-132.

[3]傅宇.高等工程教育的工程能力結构及其培养途径[J].理工高教研究，2006，03：79-80.

[4]冯少杰，高振林. 虚拟实验技术在土力学实验教学中的应用[J]. 教育教学论坛，2013，03：73-74.

作者简介：

冯少杰（1982-），男，汉族，河北邢台人，实验师，硕士研究生，主要从事岩土工程方面的科研与教学工作。