土力學(xué)試驗教學(xué)的革新思考論文

　　土力學(xué)試驗內(nèi)容及其重要性

　　1.試驗內(nèi)容及目的。眾所周知，土力學(xué)是研究土體應(yīng)力、應(yīng)變、強度、滲流以及穩(wěn)定性的一門學(xué)科。大學(xué)本科階段土力學(xué)課程需要講授經(jīng)典土力學(xué)理論，如滲透理論、固結(jié)理論、抗剪強度理論、土壓力理論等，這些理論是土力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分。因此，與之相關(guān)的必選教學(xué)試驗包括：（1）物理性質(zhì)試驗，包括密度、含水量、塑限、液限、顆粒分析等；（2）土的力學(xué)性質(zhì)試驗，包括固結(jié)（壓縮）試驗、剪切試驗等。通過土工試驗，可以使學(xué)生豐富感性知識，擴大眼界，驗證、鞏固并加深所學(xué)理論。同時，可以明確土工試驗的作用、重要性和成果的條件性。通過親自動手進行試驗操作，可以使學(xué)生熟悉試驗設(shè)備，掌握必要的試驗技術(shù)，培養(yǎng)試驗研究的基本技能和獨立工作能力。

　　2.試驗教學(xué)的重要性。土是自然、歷史的產(chǎn)物，因此，土的形成年代、形成環(huán)境和形成條件的不同，使得土的性質(zhì)不僅區(qū)域性強，而且具有很強的個性。土力學(xué)試驗是認(rèn)識和解釋土的性質(zhì)的有效途徑，也是取得具體設(shè)計參數(shù)的常用手段。在土力學(xué)教學(xué)中，土的物理力學(xué)性質(zhì)、土工原理和概念只有通過教學(xué)試驗才能被學(xué)生牢固掌握。所以，試驗在土力學(xué)課程教學(xué)中具有極其重要的作用，是土力學(xué)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。

　　常規(guī)試驗教學(xué)的組織與安排

　　目前，根據(jù)土力學(xué)教學(xué)大綱，一般院校的土力學(xué)試驗安排八學(xué)時，共需進行四個常規(guī)試驗，即土的基本物理指標(biāo)的測定、顆粒分析試驗、固結(jié)試驗及剪切試驗。每個試驗安排兩個學(xué)時。多年以來，土力學(xué)試驗一直是根據(jù)理論課教學(xué)的講課進度，將各個試驗項目安排到相關(guān)理論教學(xué)完成后的教學(xué)過程當(dāng)中。根據(jù)筆者的教學(xué)實踐，這種分散開設(shè)土力學(xué)試驗的方式存在一定的問題。首先，學(xué)生不能接觸到試驗的全過程。由于每個試驗項目均安排兩個學(xué)時，使得一些試驗的前期準(zhǔn)備工作必須在課前完成，學(xué)生才能在規(guī)定的兩學(xué)時試驗課內(nèi)完成必做的試驗操作環(huán)節(jié)，獲得相應(yīng)的試驗數(shù)據(jù)。例如：顆分試驗中懸液的配置、剪切試驗中待剪試樣的制備，都需要試驗室教師在課前完成。學(xué)生在試驗中只能進行幾個主要的操作環(huán)節(jié)，并不能參與試驗的全過程，使得學(xué)生在本科階段無法全面掌握整個土力學(xué)試驗的內(nèi)容。同時，試驗技能得不到提高，印象也不深刻。這一弊端在巖土工程專業(yè)碩士研究生做土力學(xué)試驗時暴露無遺，幾乎所有學(xué)生都不知道如何制備試驗土樣。

　　除此之外，分散開設(shè)土力學(xué)試驗也不利于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析試驗數(shù)據(jù)的能力。分散開設(shè)試驗使得學(xué)生在每次試驗結(jié)束后，只能單獨測得土的物理性質(zhì)指標(biāo)或力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，無法對土的性質(zhì)進行全面評價。如果試驗室各次試驗準(zhǔn)備的土樣不一致，就會使各試驗項目的結(jié)果之間缺乏連續(xù)性，那么就無法培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合分析試驗數(shù)據(jù)的能力。而在未來的工程實踐中，畢業(yè)生面對大量的實際土工勘測數(shù)據(jù)時，必須具備綜合分析試驗數(shù)據(jù)的能力，才能全面掌握場地土的性質(zhì)，并據(jù)此進行土木工程的設(shè)計和施工。因此，有必要對四個必做的土力學(xué)常規(guī)試驗進行整理，通過合理安排試驗的時間和順序，避免上述問題的發(fā)生。

　　試驗教學(xué)改革及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

　　土力學(xué)的許多經(jīng)典理論都是通過試驗獲得的，因此，強化試驗教學(xué)對提高土力學(xué)教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力至關(guān)重要。在招生數(shù)量不斷增加的情況下，首先應(yīng)該堅持土力學(xué)試驗單班進行，每3~4人一組，保證人人動手。教師應(yīng)編寫與試驗配套的試驗指導(dǎo)書和試驗報告冊，引導(dǎo)學(xué)生做好試驗預(yù)習(xí)。同時教學(xué)課上講解試驗原理，試驗課上講解儀器設(shè)備和操作要領(lǐng)。試驗結(jié)束后，學(xué)生獨立進行試驗數(shù)據(jù)處理和試驗分析。通過試驗教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以加深對土力學(xué)基本知識的理解，從而大大提高土力學(xué)教學(xué)質(zhì)量，并為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下良好的基礎(chǔ)。為此，土力學(xué)試驗教學(xué)改革可以從以下兩個方面入手。

　　1.整合傳統(tǒng)試驗教學(xué)內(nèi)容，改善常規(guī)試驗教學(xué)效果。取消分散開設(shè)試驗的傳統(tǒng)方式，將相互聯(lián)系的試驗重新整合，集中開設(shè)土力學(xué)試驗課程。即：將土的物理力學(xué)指標(biāo)試驗和顆粒分析試驗、室內(nèi)快速壓縮試驗和剪切試驗分別集中在連續(xù)的四個學(xué)時內(nèi)進行，將多個試驗項目穿插進行。這樣就可以將含水量、重度等基本物理性質(zhì)與土的變形及強度指標(biāo)的測定綜合在一起，引導(dǎo)學(xué)生分析不同試驗指標(biāo)的聯(lián)系，從而提高試驗教學(xué)環(huán)節(jié)的效果和質(zhì)量，增強學(xué)生的動手試驗?zāi)芰�，激發(fā)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。

　　2.開設(shè)設(shè)計型、綜合型試驗。設(shè)計型、綜合型試驗開設(shè)的目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計創(chuàng)新能力，提高學(xué)生運用多種知識和手段解決問題的能力。教師可以引導(dǎo)部分優(yōu)秀學(xué)生選擇試驗題目，或者結(jié)合巖土工程方向教師的科研課題設(shè)計綜合型試驗。整個試驗從查找資料、設(shè)計試驗方案、儀器設(shè)備的選用、土樣的制備、實際操作直至結(jié)論分析以及試驗報告撰寫，全部由學(xué)生獨立完成。指導(dǎo)教師需提出目的和任務(wù)，對試驗原理和方法把關(guān)，指導(dǎo)排除試驗設(shè)備故障，對試驗結(jié)果進行驗收，指導(dǎo)學(xué)生進行數(shù)據(jù)處理并完成試驗報告。上述試驗安排在學(xué)生業(yè)余時間，不與課堂教學(xué)沖突，將大大提高土工試驗儀器和設(shè)備利用率。

　　通過上述教學(xué)改革，土力學(xué)試驗的教學(xué)效果得到了大大的改善。由于時間上的集中，使學(xué)生對試驗內(nèi)容有了全面地了解，提高了學(xué)生的試驗操作水平，同時也增強了學(xué)生綜合分析問題、全面分析土體性質(zhì)的能力。通過參與設(shè)計型和綜合型試驗項目，還培養(yǎng)了學(xué)生的實際工程意識以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。這對于學(xué)生在畢業(yè)后更好地融入實際工作打下了良好的基礎(chǔ)。

　　結(jié)語

　　提高土力學(xué)試驗教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是土力學(xué)試驗教學(xué)改革與實踐的重要課題。土力學(xué)試驗教學(xué)必須使學(xué)生意識到試驗的最終成果就是為實際土木工程的設(shè)計和施工提供可靠依據(jù)，是實際工程中必不可少的。而且由于土是自然、歷史的產(chǎn)物，不同場地的地基的土性質(zhì)不同，這就要求每一個試驗項目的操作都必須準(zhǔn)確無誤。因此，通過土力學(xué)的試驗教學(xué)改革，才能切實培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

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