构建应用型人才培养的土力学实践教学体系

卢力强 张彦 杨爱武 张淑朝 刘举

摘 要：土力学课程的实践教学体系主要包括实践教学内容、实践教学方法及实践教学考核。应用型人才培养与实践教学密不可分，但是传统土力学课程的实践教学内容以实验教学为主，实验教学受课时限制对学生实践能力的培养不够，且教学方法和考核方式单一。通过丰富实践教学内容、灵活运用各种实践教学方式方法、完善实践教学考核，建立土力学实践教学体系，达到培养高素质应用型人才的目的。

关键词：应用型人才；土力学；实践教学体系

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）02-0105-03

Abstract： The practice teaching system of soil mechanics includes the content of practical teaching， practice teaching method and practice teaching assessment. The training of applied talents is closely related to practice teaching. However， the traditional practice teaching of soil mechanics mainly focuses on experimental teaching， which is limited by class hours and not comprehensive for students' practical ability. And the teaching method and examination method of experimental teaching are single. The practice teaching system of earth mechanics is established by enriching the content of practice teaching， flexibly applying various methods and methods of practice teaching， and perfecting the examination of practice teaching. Then the aim of training high quality applied talents is achieved.

Keywords： application-oriented talent； Soil Mechanics； practical teaching system

土力学是大学土木工程专业的一门重要的专业基础课程，对培养合格的应用型土木工程人才起着非常重要的作用，而工程实践是土力学发展的源泉和最终检验标准[1-2]，对于以培养应用型人才为目标的本科院校来说，实践教学是关系到人才培养质量的一个重要环节。传统的土力学实践教学，主要是实验教学由指导教师在实验过程中引导学生观察、验证实验现象，得出已知结论，其目的在于促进学生对理论知识的理解，培养学生的实验能力。每个实验相互独立，缺乏联系，综合实验和设计性实验较少，不利于学生应用能力和创新能力的培养[3-4]。而应用型本科的培养目标是“面对现代社会的高新技术产业，在工业、工程领域的生产、建设、管理、服务等第一线岗位，直接从事解决实际问题、维持工作正常运行的应用型人才”[5]，即更加重视开发、培养、提高学生的创造性和应用能力和创新能力。由于岩土工程的复杂性，以前仅侧重实验教学不能满足应用型人才培养的要求，因此不仅需要对实验教学内容、方法、方式进行改革，而且需要丰富实践教学内容，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。

土力学的实践教学是学生理解土力学基本概念，检验土力学基本原理，探讨土力学工程应用的主要途径[6]。土力学实践教学体系概括起来应包括实践教学内容、实践教学方式方法和实践教学考核。下面分别从丰富实践教学内容、实践教学方式方法改革、完善实践教学考核这三个方面探索建立土力学实践教学体系。

一、丰富实践教学内容

土力学课程的实践教学越来越受到重视，不同学校的土力学实践教学内容有所差别，清华大学的土力学实践教学既包括实验教学、课程设计、案例分析，也包括学生研究训练和毕业论文综合训练[6]；华南理工大学则包括土工实验、参加科研、毕业设计和工程实例分析[7]。

我校以前的土力学实践教学内容主要是实验教学，由于实验教学学时有限，仅实验教学不能完全满足对本科生应用型人才培养的要求。近年来随着学校对土力学实践教学的重视及土力学实践教学改革的开展，实践教学内容越来越丰富，除了实验教学外还增加了与土力学相关的课程设计、工程实习、工程案例分析、工程师讲座、毕业设计、参与教师科研以及大学生创新训练创业项目等。根据实践内容的不同可将实践教学分为2个阶段[8]，第1阶段为基础阶段，要求全部学生必须参加该阶段的学习，重在培养学生的动手操作能力，促进对理论知识的理解。该阶段以实验教学为主，穿插必要的工程案例分析和工程师专题讲座。通过该阶段的学习，学生必须掌握土力学主要实验的基本原理、实验目的、实验的方法步骤，具备独立完成土的界限含水量、直剪实验、固结实验等主要实验项目的能力。第2阶段为应用阶段，重在培养学生的综合应用、独立思考、解决实际问题及创新能力。该阶段的成果以毕业论文、公開发表科技论文、申请专利等。

二、实践教学方式方法改革

随着土力学实践教学内容的丰富，在教学方式方法上也要与时俱进，既要激励学生主动学习，又要为学生提供好的学习环境。

（一）实验教学方法改革

强调土力学课程实验前的预习，做到先预习、后实验。学生可以通过实验指导书和网络平台实验教学视频、工程现场视频及查阅相关规范提前预习实验内容，在学生开始试验之前，教师需要精心选择本次实验中的关键步骤、注意事项、难点问题向学生提问，简约预先效果，激发学生的思考，提醒学生注意，并在试验过程中解决问题，同时提出如何解决实际工程问题，以增加学生的实验积极性。实验期间鼓励学生相互讨论，认真记录，当试验过程中遇到特殊试验现象时，启发引导学生多思考，敢于表达自己的见解，并对实验工程中的特殊现象给出合理的解释。

结合实际工程及科研项目，增加设计型、综合型实验[9]，在学生掌握了一定土力学实验方法及专用仪器的操作技能的基础上，以实际工程案例为背景，解决实际工程问题，让学生自主设计试验方案，在教师的指导下进行系类实验，并对其实验结果进行综合分析得出结论，提交实验报告。培养学生理论联系实际的能力。如路基填料性能实验，需要开展路基土的界限含水量、密度、击实实验、无侧限抗压强度测试等，这些实验哪些先做，哪些后做，如何满足要求，都是对学生能力的考验，通过独立思考，查阅资料，教师指导，达到培养学生应用能力的目的。

利用互联网及现代多媒体信息技术，开发可交互的土工实验模拟系统，制作实验幻灯片，建立土工实验三维模型，包括实验环境、现场勘探、实验设备和实验材料等[10]。学生可以通过仿真软件系统，随时进入虚拟的土工实验环境，选择不同的实验项目，了解实验目的、实验设备、实验过程或操作步骤，可以多次重复观看，既可节约时间，也可以增加学生实验兴趣。

（二）培养应用及创新能力

通过土力学理论学习、工程实习及试验教学后，学生对土力学的理论和实践方面有了一定的知识储备，同时也会产生更多的疑惑和兴趣，一方面可以通过实际工程案例分析[11]，尤其是近期发生在身边的案例，通过学生课下小组讨论、课上集中讨论的方式，培养学生独立思考、团结协作的能力。另一方面需要鼓励学生积极参与教师的工程项目、积极自主设计综合性、设计性实验，在教师的指导下，由学生独立查询规范、设计试验、测试相关指标等，培养学生理论与实际相结合，提高学生解决工程实际问题的能力；有能力的同学可以申请大学生创新训练项目、参与教师科研课题，不仅可以很好地培养学生的创新思维能力而且也有利于教师科研课题与课堂教学的有机结合。

（三）开放实验室

由于土力学实践教学内容的丰富，除了实验教学外，还有课程设计、参与专业教师的科研项目，申请自主性实验、开展创新训练项目等等，这就要求必须建立开放型实验室。实验室的开放使得学生能够自由分配学习时间，有充足的时间进入实验室学习，并且自由使用实验仪器设备，最大限度的提高学生实验的积极性[12]。为了保证实验室的安全运转，定期给学生进行安全教育，检查实验仪器是否存在损坏和安全隐患，制定实验室开放管理办法，并将管理规定制作展牌或粘贴在实验室的明显位置加以警示。近年来经过开放实验室的探索与实践，我校岩土工程实验中心根据自身的条件及学生层次特点，整合实验室资源，设置了土力学实训实验室可无限时开放，对承担教学任务的实验室如固结实验室，实行定期开放。近年来通过实验开放更好培养了学生的理论应用能力、创新能力、实践能力、科学探索精神及团队合作意识。

三、完善实践教学考核

科学合理的实践教学考核评价体系的建立不仅能够准确定位每个学生的真实能力，更能引起学生对实践教学的重视，激发学生兴趣，更好地培养学生的应用和创新能力。应根据不同的实践教学内容建立相应的考核方法。

（一）实验教学考核

应采用全过程考核方式，总成绩的评价分为3个部分：平时成绩、综合测验和实验报告。具体情况如下：

平时成绩包括出勤情况、实验预习情况和课堂表现。对不请假、不申请补做实验的学生取消该次实验成绩。实验预习的目的是让学生在做实验前认识和了解所做实验的基本情况，提高课堂效率；试验过程中有的学生积极主动、认真细致地做实验，而有的学生则相反。平时成绩占总成绩的30%。

实验报告是学生对实验过程及结果的总结，是评定实验成绩的主要指标之一，报告内容包括实验介绍、实验数据记录、处理、分析以及实验总结等等，由于分组实验，报告只能反映每个小组的总体对实验基本原理理解、掌握以及数据处理分析水平，不能完全体现出每位学生的真实能力。因此将实验报告成绩比重降至占总成绩的40%。

综合测验是在最后一次实验课进行一次全体学生课堂测试，对完成的实验及相应工程应用情况设计10道选择题，限时5-8分钟，根据答题情况给出综合测验成绩。综合测验占总成绩的30%。

（二）参与科研及创新训练项目

可根据获得的成果如专利申请授权情况、公开发表论文情况、新技术新工艺情况、获奖情况进行综合评价，给予相应的科研学分或素质学分。为了鼓励学生多参与科研及创新训练项目，可以将科研学分与专业选修课等同，超出培养方案要求的科研学分可以转为专业选修课的学分，申请免修专业选修课。

（三）课程设计、毕业设计考核

通过课程设计和毕业实践主要是巩固和强化相关理论知识，培养学生综合运用知识、独立分析和解决问题的能力，可分为3个阶段考核[13]：准备阶段考核、期中考核和最终考核，其权重分别为20%、20%和60%。准备阶段包括文献查阅情况及土力学实验方案设计情况情况；期中考核以实验进展可完成情况和期中答辩情况为考核评价依据；最终考核包括指导老师对学生的总体表现成绩、评阅教师成绩和答辩成绩。

四、结束语

土力学是一门实践性很强的课程，培养高素质应用型人才必须与时俱进，不断改进土力学实践教学理念和方法，通过完善的实践教学体系，不仅可以让学生更深刻地理解理论知识，更能培养学生灵活运用所学知识解決实际问题的能力，激发学生创新潜力。近年来通过土力学实践教学改革和推广，学生对土力学相关知识的理解及工程应用的能力明显提高，达到了培养高素质应用型人才的目的。

参考文献：

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[4]廖原.土力学实验教学模式改革探讨[J].实验室科学，2013，16（6）：81-83.

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[13]姚金环，李延伟，梁军.化工类专业实践教学考核评价体系研究[J].广西师范学院学报：自然科学版，2016，33（2）：115-118.