土力学试验教学改革及学生创新能力培养

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1、土力学试验教学改革及学生创新能力培养摘要：为适应国家经济社会发展需要，提高土木工程专业技术人才创新能力的培养质量，针对土力学试验教学内容的特点，结合多年教学经验，分析了土力学试验教学中存在的主要问题，总结了提髙土力学试验教学质量，培养创新能力的有效方法，强调整合传统试验教学内容，开设设计型、综合型试验，培养学生动手能力和创新能力，有效地将理论知识与工程实践相结合。关键词：土力学试验；教学改革；创新中图分类号：G642.0?摇文献标志码：A文章编号：1674-9324(2013)01-0041-02进入21世纪以来，随着我国经济建设的不断增速，土木工程领域大型工程不断涌现。高速铁路、

2、长桥、大坝、高楼、超深地下空间工程建设如火如荼，急需大批具有土木工程专业技术和创新能力的专业技术人才。因此，如何不断提高土木工程教育教学质量，加强创新能力的培养成为当前我国高等教育的重要课题。为此，教育部于2010年6月启动了“卓越工程师教育培养计划”，其目的是为了促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。卓越工程师教育培养计划特点之一就是强化培养学生的工程能力和创新能力。土力学是土木工程专业基础课之一，是一门理论性和实践性都很强的课程，其专业知识涉

3、及土木工程、交通工程、水利水电工程、港口海岸工程、矿山工程等诸多领域。土力学课程内容主要包括三部分：基础理论与概念部分、工程实际应用部分和试验与测试部分［1］。土力学试验教学环节有两大特点：一是它不同于其他单纯验证性试验，每一个试验项目都是实际工程中必做的项目，其试验结果可直接应用于工程的设计和施工。二是每个试验项目虽有其各自的独立性，但从总体上看又是环环相扣、密切相关的。学生通过在土力学试验课上的学习，能够提高实际操作水平并增强解决实际问题的能力［2］。因此，提高学生的实际工程能力，同时培养学生的创新能力是土力学试验教学改革的重要课题。一、土力学试验内容及其重要性1•试验内容及目

4、的。众所周知，土力学是研究土体应力、应变、强度、渗流以及稳定性的一门学科。大学本科阶段土力学课程需要讲授经典土力学理论，如渗透理论、固结理论、抗剪强度理论、土压力理论等，这些理论是土力学教学内容的重要组成部分。因此，与之相关的必选教学试验包括：(1)物理性质试验，包括密度、含水量、塑限、液限、颗粒分析等；(2)土的力学性质试验，包括固结(压缩)试验、剪切试验等。通过土工试验，可以使学生丰富感性知识，扩大眼界，验证、巩固并加深所学理论。同时，可以明确土工试验的作用、重要性和成果的条件性。通过亲自动手进行试验操作，可以使学生熟悉试验设备，掌握必要的试验技术，培养试验研究的基本技能和独立

5、工作能力。2•试验教学的重要性。土是自然、历史的产物，因此，土的形成年代、形成环境和形成条件的不同，使得土的性质不仅区域性强，而且具有很强的个性。土力学试验是认识和解释土的性质的有效途径，也是取得具体设计参数的常用手段。在土力学教学中，土的物理力学性质、土工原理和概念只有通过教学试验才能被学生牢固掌握。所以，试验在土力学课程教学中具有极其重要的作用，是土力学课程教学的重要环节。二、常规试验教学的组织与安排目前，根据土力学教学大纲，一般院校的土力学试验安排八学时，共需进行四个常规试验，即土的基本物理指标的测定、颗粒分析试验、固结试验及剪切试验。每个试验安排两个学时。多年以来，土力学试

6、验一直是根据理论课教学的讲课进度，将各个试验项目安排到相关理论教学完成后的教学过程当中。根据笔者的教学实践，这种分散开设土力学试验的方式存在一定的问题。首先，学生不能接触到试验的全过程。由于每个试验项目均安排两个学时，使得一些试验的前期准备工作必须在课前完成，学生才能在规定的两学时试验课内完成必做的试验操作环节，获得相应的试验数据。例如：颗分试验中悬液的配置、剪切试验中待剪试样的制备，都需要试验室教师在课前完成。学生在试验中只能进行几个主要的操作环节，并不能参与试验的全过程，使得学生在本科阶段无法全面掌握整个土力学试验的内容。同时，试验技能得不到提高，印象也不深刻。这一弊端在岩土工

7、程专业硕士研究生做土力学试验■■■时暴露无遗，几乎所有学生都不知道如何制备试验土样。除此之外，分散开设土力学试验也不利于培养学生综合分析试验数据的能力。分散开设试验使得学生在每次试验结束后，只能单独测得土的物理性质指标或力学性质指标，无法对土的性质进行全面评价。如果试验室各次试验准备的土样不一致，就会使各试验项目的结果之间缺乏连续性，那么就无法培养和提高学生综合分析试验数据的能力。而在未来的工程实践中，毕业生面对大量的实际土工勘测数据时，必须具备综合分析试验数据的能力