姜兵?張玲玲

摘 要：針對(duì)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，將科研項(xiàng)目引入課程教學(xué)，有效改革了土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法，探討了利用科研項(xiàng)目開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法和過(guò)程，并結(jié)合教學(xué)實(shí)例說(shuō)明將科研項(xiàng)目引入土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在提高教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力方面是可行的、有效的。

關(guān)鍵詞：科研項(xiàng)目；土力學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是土木工程專業(yè)教學(xué)的重要組成部分，是土力學(xué)課程學(xué)習(xí)中非常重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生理解土力學(xué)基本概念、基本原理，探討土力學(xué)工程應(yīng)用的主要途徑[1]。在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)踐動(dòng)手能力，綜合分析和解決問(wèn)題的能力等方面有著理論課教學(xué)無(wú)法替代的作用[2]。

目前，工科高等教育的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在內(nèi)容上大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[3]，在學(xué)習(xí)方法上基本為學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，按照老師講解的實(shí)驗(yàn)步驟，使用實(shí)驗(yàn)室已規(guī)定的儀器設(shè)備，完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這種強(qiáng)調(diào)以教師為中心的教學(xué)模式，使得學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中大部分時(shí)間處于被動(dòng)接受狀態(tài)，其主動(dòng)性、積極性難以發(fā)揮，限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維[4]。要改變當(dāng)前的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，就要對(duì)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。而將科研項(xiàng)目引入土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是推進(jìn)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，培養(yǎng)能與時(shí)代同步的創(chuàng)新型人才的值得探索的一種方法[5]。

1 分解科研項(xiàng)目，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

1.1 傳統(tǒng)的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多以密度實(shí)驗(yàn)、含水量實(shí)驗(yàn)、液塑限實(shí)驗(yàn)、固結(jié)壓縮實(shí)驗(yàn)等單純驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型等綜合性實(shí)驗(yàn)相對(duì)來(lái)說(shuō)較少。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要求學(xué)生熟悉儀器操作，了解實(shí)驗(yàn)規(guī)程，根據(jù)規(guī)范按部就班完成實(shí)驗(yàn)規(guī)定內(nèi)容，以驗(yàn)證理論的正確性或達(dá)到理論的再現(xiàn)性。

這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目繁瑣，內(nèi)容簡(jiǎn)單，且由于學(xué)時(shí)限制不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間缺乏連貫性，致使學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)之后，不能綜合地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以評(píng)判土的性質(zhì)和物理狀態(tài)，更談不上工程應(yīng)用，教學(xué)效果不夠理想。

1.2 滲入科研的創(chuàng)新型綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

將教師科研項(xiàng)目引入土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師可依據(jù)教學(xué)大綱要求，對(duì)科研項(xiàng)目進(jìn)行分解，將部分科研成果融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，將單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)型綜合性實(shí)驗(yàn)，以增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐性和創(chuàng)新性。

科研項(xiàng)目《高填方加筋土路基的變形特征分析研究》要求通過(guò)土工實(shí)驗(yàn)對(duì)土工格柵加筋土路基填料的受力性能進(jìn)行測(cè)試，提出在高頻度重荷載條件下高填方加筋土路基不均勻沉降控制的關(guān)鍵技術(shù)以及確定相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。西南科技大學(xué)土建學(xué)院土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)小組嘗試將其分解并將土工格柵加筋土路基填料力學(xué)性能室內(nèi)實(shí)驗(yàn)部分引入土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)型綜合性實(shí)驗(yàn)“土工格柵對(duì)土強(qiáng)度指標(biāo)的影響”。

該綜合性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)、操作不同類型土工格柵加筋土的三軸壓縮實(shí)驗(yàn)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以此來(lái)分析土工格柵對(duì)土強(qiáng)度指標(biāo)的影響。在這種情況下，學(xué)生不但可以達(dá)到熟悉操作儀器等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的目的，而且可以很好地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲，使學(xué)生自覺地、有目的地、有計(jì)劃地從某些方面培養(yǎng)自己的能力。

2 結(jié)合科研項(xiàng)目，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的在于教會(huì)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)手段，驗(yàn)證理論知識(shí)，并能夠正確利用所學(xué)知識(shí)，開展理論思維，去驗(yàn)證和解決知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程的問(wèn)題，為進(jìn)一步的科學(xué)探索和工程應(yīng)用打下基礎(chǔ)[6]。以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式使學(xué)生處于一種被動(dòng)從屬的地位，對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏主動(dòng)性和積極性，甚至部分學(xué)生認(rèn)為所學(xué)知識(shí)與工程實(shí)踐脫節(jié)，為了完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)而出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象。

為了改變土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，必須對(duì)其教學(xué)模式進(jìn)行改革。將科研項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合就是一個(gè)很好的解決方法。教師將科研成果或成熟的技術(shù)通過(guò)開放式實(shí)驗(yàn)或大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的方式融入土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并采用提問(wèn)式、啟發(fā)式、討論式和研究式等多種教學(xué)手段， 引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)，了解要研究的課題，并在此基礎(chǔ)上大膽提出自己的實(shí)驗(yàn)研究方案以及解決問(wèn)題的不同實(shí)驗(yàn)方法，共同完成教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)。

以開放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“紅層填料的改良實(shí)驗(yàn)”為例，該實(shí)驗(yàn)來(lái)源于科研項(xiàng)目“川渝地區(qū)不同地基土的處治技術(shù)研究”，以四川綿陽(yáng)地區(qū)紅層填料為研究對(duì)象，以工程應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，要求學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)和土力學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)具有崩解性的紅層填料進(jìn)行改良，并優(yōu)選出適合于四川地區(qū)紅層填料且技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的改良方案。在“工程實(shí)際應(yīng)用”的因素督導(dǎo)下，學(xué)生感到所學(xué)知識(shí)能學(xué)以致用，對(duì)所研究問(wèn)題的積極性得到大幅度提高。與此同時(shí)，為了啟發(fā)學(xué)生對(duì)紅層填料進(jìn)行多方案改良，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行之前，教師可針對(duì)紅層填料的特性，將目前廣泛使用的紅層填料的改良技術(shù)及方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行介紹及引導(dǎo)。

3 依托科研項(xiàng)目，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

實(shí)踐類課程的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，為后續(xù)的專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。目前大多數(shù)傳統(tǒng)的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法依然為“老師教，學(xué)生學(xué)”的填鴨式教學(xué)，即在教師示范指導(dǎo)下，學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟等，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按部就班完成，實(shí)驗(yàn)課一結(jié)束，實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)即便完成。傳統(tǒng)的教學(xué)方法造成的直接后果就是學(xué)生過(guò)早遺忘所學(xué)知識(shí)，失去了實(shí)踐課程預(yù)期的效果和意義。

將科研項(xiàng)目融入土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在教學(xué)中突出“科研項(xiàng)目”這一主題，通過(guò)實(shí)際工程應(yīng)用實(shí)踐將學(xué)生的積極主動(dòng)性充分調(diào)動(dòng)起來(lái)。依托科研項(xiàng)目，教師圍繞科研項(xiàng)目相關(guān)課題組織和開展土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師可以有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)和指導(dǎo)，讓學(xué)生體驗(yàn)、感悟、處理、探究實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中存在的問(wèn)題，使之相對(duì)獨(dú)立地完成與課程相關(guān)的“科研項(xiàng)目”，來(lái)達(dá)到解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這樣不僅可以在很大程度上提高土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，而且可以督促學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)、相互探討、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等手段，開拓自己的創(chuàng)造性思維，真正培養(yǎng)具有創(chuàng)新性的應(yīng)用型人才，滿足社會(huì)發(fā)展的需要。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)教學(xué)實(shí)例說(shuō)明將科研項(xiàng)目融入土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效推進(jìn)了土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，并取得了一定的成績(jī)和效果，具體表現(xiàn)在：

（1）理論與工程實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生所學(xué)知識(shí)學(xué)以致用，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生從被動(dòng)式學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)式學(xué)習(xí)，在很大程度上改善了教學(xué)效果；

（2）通過(guò)親自參與實(shí)驗(yàn)整個(gè)過(guò)程，學(xué)生的科研素質(zhì)、動(dòng)手能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力得到了顯著提高；

（3）學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)問(wèn)題不斷提出新的思路和解決方法，不但培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，對(duì)我們的教學(xué)和科研工作也具有一定的參考價(jià)值；

（4）科研項(xiàng)目的滲入，不但可以提高實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的專業(yè)素質(zhì)，而且由于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視度提升，在一定程度上也推進(jìn)了土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革。

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作者簡(jiǎn)介

姜兵（1965-）女，四川綿陽(yáng)，講師，主要從事巖土工程的實(shí)驗(yàn)與研究。學(xué)改革