基于教实结合的泥石流实验教学改革模式探讨

常 鸣，雷 纯，蔡国军，赵保锋，王茂林

（成都理工大学a.环境与土木工程学院；b.地质工程国家级实验教学示范中心，地质与岩土工程国家级虚拟仿真实验教学中心，成都610059）

0 引 言

加强学科与学科、理论与实际工程、教学与实验之间的有机结合，提高学生自主创新、动手实践的能力。科学研究离不开实验，科技发展的源头在于实验，实验室是科技创新的摇篮，是培育优秀创新人才的主要载体和核心基地［1］。在教学过程中，除课堂理论教学和固定的基础实验之外，要加强培养学生的设计能力、探索能力、创新能力和实干能力，尽量多给学生留出独立思考和自主学习的空间，引导学生自主设计实验，并严格按照科学规范对学生进行监督、培养与考核，做到以学生为本，以培养学生成为综合性社会人才为目的。坚持传授知识、锻炼思维、培养能力、提高学生综合素质的教育理念，完成教学方式和教学理念的革新，促进学生的全面发展，努力把学生培养成既具有科学素质，又能适应社会需要的创新型人才［2-4］。

1 教实结合改革模式的思路

教学有法，但无定法，贵在得法。如今若依然沿袭着“一块黑板一支笔，一人从头讲到底”的“填鸭式”教学，只会使课堂乏味、学生疲倦［5］。因而在坚持文化知识学习和思想品德修养相统一、理论学习与社会实践相统一、全面发展与个性发展相统一，这“三个统一”的基础上，针对传统教学方式提出改革，具体体现在教学过程的“五个步骤”及学习成果展示的“两种途径”；即通过开课宣讲、实例引导、理论解析、自主实验、结果反馈五个教学步骤和“以赛促学”“以分促学”的两种成果展示途径，促进学科交叉融合，提升学生学习兴趣，扎实专业基础，培养学生创新与实践能力，使学生在扎实学好专业知识的基础上能够全面发展。

2 教实结合改革模式着力五个步骤

长期以来，学校一直重视教师在教学活动中的主导地位，而忽视学生在学习活动中的主体地位［6］。传统的教学模式是一种以老师、课本、课堂为中心的教学模式，这样的模式下往往形成老师单向灌输，学生被动接受的局面，这使得作为教育主体的学生在整个教学过程中始终处于被动接受的地位，学生主动学习的自主性往往被忽视甚至被束缚，这显然不利于高校对人才的培养，故高校教育者应积极打破传统教学模式的禁锢，发掘和解放学生学习的自主性，打造更加适应当前社会人才培养的教学模式。现以本科阶段泥石流教学为例，阐述教实结合改革模式的五个步骤。

2.1 进行开课宣讲，专业结合促进学科交叉

对于泥石流的学习并不局限于某一特定专业，它是一门能够以地质学为基础开展多种专业交叉学习的学科。但是目前本科教学阶段没有专门开展泥石流课程，而仅仅将其作为地质学中的一部分进行教学，因此，在正式教学前进行开课宣讲，针对相关专业学生开展泥石流的专项讲解，从泥石流的产生过程、运动机理、预警机制和防治工程等方面概述该学科的主要内容与发展前景，争取以兴趣为引导，通过宣讲使不同专业的学生摒除固有的专业学习思路，拓宽知识涉猎面，主动参与泥石流的学习，通过这样的方式促进学科间的相互渗透与交叉，创造更广泛的学习及创新途径。

2.2 以实例为引导，深入浅出提升学习兴趣

教学不能局限于书本，也不应局限于理论，可以适当脱离课本，从实际工程出发，通过理论与实际相结合的方式进行教学［7］。课堂上以工程实例为引导，指出实例中对应的知识点，通过学生思考与讨论得出自己的看法，从而更深入地理解和运用理论知识。将理论与实例结合进行授课，带领学生从实际角度理解理论，使学生牢固掌握基本知识，可提前认识实际工程的设计思路与施工步骤，为学生今后的发展打好基础。

2.3 深化理论解析，溯本求源巩固理论基础

理论知识的掌握不在于学生的机械性记忆而在于理解性记忆，理解性记忆是建立在对材料全面了解基础上的记忆［8］。教学时应当注重理论知识的讲解方式，使学生从源头理解理论，学会分析理论的来源和推导，不让学生一知半解，进一步巩固理论知识。

2.4 开展自主实验，积极培养学生创新能力

传统的学生实验往往是针对已有理论、原理以及现象做出验证，而少有以知识为本体进行发散性创新实验［9-10］。本文针对泥石流的教学，从积极发掘和培养学生自主设计的创新能力和独立完成实验的动手能力，让学生在专业知识所对应的工程实例中发现并提出问题，通过自主设计实验，进行实验操作和观察，以严谨的科学方法处理实验结果来解决问题，最终达到透彻理解理论知识、锻炼实验能力和活跃创新思维的目的。

2.5 及时反馈结果，答疑解难迸发全新灵感

教学并不能只重视单方面的教或加强学，而是将教与学有机结合，加强教师与学生之间的联系与沟通。学生在实验过程中很容易因为知识储备不足或认识不够全面遇到问题，教育者应当发挥其引领作用，建立一个与学生沟通的平台，及时为学生答疑解难，但应当注意给学生留出自主分析与独立思考的空间，使其能更好地锻炼能力迸发灵感。对于学生的学习及实验成果，教育者应及时发现其中存在的问题，引导学生分析产生问题的原因，从而进一步地认识和理解理论［11］。针对班级教学，教师宜积极推动学生与学生之间的成果分享，促使学生相互提出问题并进行探讨，从而取长补短互进互益。

3 教实结合改革模式开创两种途径

传统教学模式以考试成绩来衡量学生学习成果，这使得学生学习成果不能得到充分展示［12］。因此，提出在灵活运用上述五个步骤的基础上，通过“以赛促学”“以分促学”这两种途径提高学生学习的积极性与参与度，促进教学成果多元化。

3.1 “以赛促学”，促成学习成果多元化

教育者应知学生自主创新实验并非一项简单的课后任务，其学习成果是在学生自主设计的基础上，结合创新思维与科学方法得到的产物［13-14］。学生自主设计实验的成果可以依托科技立项、挑战杯等大学生创新竞赛平台公开化，因此教师可鼓励学生积极参加该类竞赛活动，以竞赛的氛围来激发学生求知求学欲及参与实验的积极性［15］。同时通过竞赛这种途径为学生提供良好的实验环境和实验费用，促使学生更加深入地学习及探究，形成持续长久的学习过程。

3.2 “以分促学”，推进学习成果数字化

淡化学生“应试教育”的固有思想，但不必完全放弃评分制度，而是适当改变评分依据，将学习成果数字化。评分应尽量不以或少以考试为标准，而是将学生自主设计实验的创新思路、设计方案、实验过程以及实验成果作为依据，以学生学习该课程的综合能力与学习积极性为评分标准，从而促进学生挣脱固有学习方式的束缚，锻炼自主创新思维与实验能力。

4 教实结合改革模式具有鲜明特色

以教学与实验相结合，通过五个步骤和两种途径进行教学方式的改革，具有鲜明的特色：①无框架无约束，让学生从零开始；即无固定课堂模式和考核方法的约束，也没有已有实验样本作为框架，学生可以完全按照自己的想法进行自主设计实验，极大地锻炼了学生的创新思维、全局思考和动手操作能力；②充分发挥教师引领作用和学生自主性；该模式将学生放在教学的主动地位，而教师从传统的中心地位转变为引领和辅导地位，通过教育工作者与学生良好的交流沟通，让学生更加自主明确地进行学习。③教学成果多元化；教学成果不再是一张简单的试卷或死记硬背的答案，而是对该学科理论知识的深入理解和思考，是针对问题进行的探讨及解决问题的完整思路和过程，是学生综合能力的提升［16］。④教学时间灵活；不论对于教师或学生，教学时间都可以灵活运用，尤其是进入自主设计实验阶段后，学生可以自由安排学习和实验时间，为跨专业跨学科的学习提供了更大的可行性。

5 教实结合改革模式取得明显成果

以泥石流教学为例，通过宣讲、实例引导、理论讲解、自主学习并设计实验的步骤安排教实结合改革模式的试行，目前已取得较好成果，学校组建了泥石流启动机制及预警机制的本科生研究团队，将土木工程、工程力学及地质工程三大专业交叉结合，以汶川县红椿沟为原型，以探究溃决型泥石流的启动机制、运动堆积特征及预警机制为研究目的，通过自主学习、教师指导和设计实验，历经4 个月完成物理实验，得出不同颗粒级配下堰塞体溃决形成泥石流的过程、运动堆积特征以及含水率与孔隙水压力在溃决过程中随时间变化的规律等。该实验成果由学生团队自主学习、设计并进行实验得到，从选题、实验方案的拟定、实验装置和器材的制备到实验结果的分析处理，都由学生独立完成，教师在其中起到引导、纠正和监督作用。目前，该实验已申报本校科技立项竞赛并获得A 类资格，同时根据该实验所得数据完成一套通过含水率分析溃决型泥石流预警机制的方法，且以此为题撰写论文并申报挑战杯。该实例表明，通过这样的教学方法提高了学生参与实验设计实验的积极性，使学生跨专业跨学科学习，并在扎实掌握基础知识的同时，锻炼自主创新实践、独立设计的能力。

6 结 论

为促进传统实验教学模式改革，以适应当今社会对人才的需要为核心，提出了教实结合的改革模式，重点阐述了改革思路、内容和特点，提出了教学过程的“五个步骤”及学生学习成果展示的“两种途径”，即开课宣讲、实例引导、理论解析、自主实验、结果反馈五个教学步骤和“以赛促学”“以分促学”的两种成果展示途径。旨在通过开课宣讲促进学科交叉融合，提升学生学习兴趣；通过实例引导和理论分析使学生扎实掌握专业知识，打好专业基础；通过学生自主设计实验来培养学生创新与实践能力，使学生在扎实学好专业知识的基础上能够全面发展；并经由“两种途径”展示学习成果，为学生提供更广阔的学习平台，营造积极向上的学习氛围，让学生能够自主深入地进行学习和研究。