土力学试验教学改革探索

2018-01-24王宇辉

山西建筑 2018年2期

王宇辉

(上海师范大学建筑工程学院，上海 201418)

土力学是土木工程专业的一门重要专业基础课，课程理论性和实践性都很强。从土力学的发展历史及过程来看，从某种意义上也可以说土力学是土的实验力学，如库仑定律、达西定律、普洛特压实理论以及描述土的应力—应变关系的双曲线模型等，无一不是通过对土的各种试验而建立起来的[1]。因此，土工试验在土力学的发展过程中占有相当重要的地位。

在课程的教授中，土力学试验是该课程教学中的重要环节，是学生理解土力学相关概念，探索土力学基本原理的推导过程和掌握土力学工程应用的重要手段[2]。通过试验，学生可以熟悉土工试验的操作规程，获得地基基础设计与施工的重要参数，锻炼实践能力，培养创新意识，树立严谨求实的工作作风。笔者在多年的土力学教学中，发现以往土力学试验教学中存在较多的问题，并没有达到预期的教学效果。因此，在近两年的教学中做了一定的教改尝试。

1 土力学试验教学中存在的问题

1)试验项目为最基本的土性参数试验，如密度，含水量，液塑限，击实，压缩，直剪试验，这些项目基本是验证性试验，上课形式多数是教师演示，学生按步骤操作，缺乏挑战性，很难发挥学生的能动性。

2)多年来，土力学试验的教学基本是穿插在理论教学课当中开设，这样留给每个试验项目的时间就有点紧张，为了保证在较短的试验课时中完成教学任务，教师只能让学生在课上完成试验的主体部分，而前期的准备工作只能由教师完成，学生无法参与体现试验的整个过程。如果要想开设一些综合性试验，这样两三个课时更是不可能实现。

3)试验是一个个单项开设，学生无法感知土性参数之间的关联性，与工程实际脱节。这种教与学的方式没有达到应有的教学目标。

4)试验课分组进行，考核方式笼统不合理，组内学生分数差别不大，且在整个土力学课程考核中占分比不大，容易引起学生对试验课的忽视，激发不起学习热情。

以上问题造成了学生动手能力、职业素养和综合素质没有得到应有的培养，教学效果不好。

2 教学改革与探索的主要内容

针对以上试验课中存在的问题，笔者从以下几个方面做了教改探索。

2.1 充分利用教学实践周，解决试验的连贯性问题

本专业的学生在每学期都有两周的教学实践周，专供学生实验与实习之用。在近两年的教学中，充分利用了这个便利，把土力学试验移入实践周中，这让土工试验的开展有了连贯性，给教师安排综合性和设计性试验提供了可能，即使对于常规试验，也可以有较充分的时间让学生参与整个试验的全过程，更为学生到校企合作单位进行土力学现场试验的观摩提供了可能。

2.2 分层试验教学内容，满足不同学生的需求

本次教改中把土力学的室内试验内容整合分层，分为基本试验，综合性试验，拓展试验，创新性试验等四个层次，并加进了原位试验的内容。对每一个层次的试验确定了试验具体项目、授课学生群体，开设时间，也确定了明确的教学目标和要求。基本试验的教学目标是让学生熟悉土工试验规范，掌握土工试验的基本操作技能，熟悉试验数据的分析处理，培养工程人员所需的严谨作风；综合性试验可以作为对学生试验操作技能的一次综合训练；创新性试验满足学生自主设计试验的需求，培养学生的创新能力和科研能力；原位试验可以让学生熟悉工程现场。这种分层模式见表1。

表1 试验内容的分层模式

这种分层试验教学模式会增加试验课时，加大教师的工作量，使实验室管理复杂化，但这种灵活的教学模式符合现代大学学分制的管理模式，因材施教，有利于素质性，综合性的工程应用型和科研型人才的培养。

2.3 建立多媒体教学和管理平台

随着多媒体的发展，现在的教学不再局限于课堂面对面的教学，还可以通过多种终端媒介来实现更为灵活的辅助教学，例如通过网上课件、动画、视频来让学生预习，自学，复习试验原理，操作规程、数据分析以及试验中可能遇到的故障及处理方法，还可以有师生之间的互动等，这样，学生在进入实验室之间就能大致了解试验情况，做到胸有成竹。

另外在多媒体平台上，学生还可以随时随地了解必做试验的时间地点，以及预约自己感兴趣的试验，参加学习。

多媒体教学和管理平台为分层次的试验教学模式提供了有力的技术支持，让教学的实施和管理更加顺畅有效。

2.4 建立合理的试验考核制度

课程考核制度的科学合理，会激发学生的学习动力，使对学生的考核全面合理公平。本改革后的考核方式在原有的考核模式上，做了一定的改进。

表2 考核项目分值分配表

现在的考核主要针对全体学生参与的试验，考核方式是基本试验50分，综合性试验40分和现场观摩10分。考核内容包括：1)试验纪律，实验过程中的参与度，试验完成后的清理善后工作，占30%；2)试验操作规范，数据的读取和处理，占40%；3)试验报告占30%。对于只有部分学生参与的试验，为了鼓励学生的学习主动性和创新活动，对于有突出表现的学生，可以额外加分，分值为10分。具体细节详见表2。现在的考核不仅注重对学生掌握操作规程，数据处理结论分析的考核，也兼顾了学生的纪律，主动性，参与度；不仅考核学生的专业技能，也反映学生的整体素质，不失为是一种较为全面合理的考核方式。