岩土工程专业教学方式改革

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岩土实验技术是随着工程实际迫切需要而产生的，岩土实验技术与方法的产生和运用，彻底改变了地质工程和岩土工程被学者称为“经验学科”的观点。特别是近二三十年以来，岩土实验技术日趋成熟和完善，而且不断成功地用于解决复杂的工程地质问题，例如我国雅砻江上装机规模最大的巨型水电站～锦屏二级水电站，最深的岩体实验是在地下2525米处开展，这对实验技术的要求非常苛刻，对实验仪器的精度要求非常精确。这些大型水利水电工程和一些深埋工程不仅有力地推动了地质工程和岩土工程的发展进程，而且有力地促进了岩土实验技术教学发展。岩土实验技术与方法已成为地质工程和岩土工程专业教学结构体系中一门新兴且十分重要的专业课，在培养学生的专业综合分析能力和提高动手实践能力方面具有积极的作用，其最重要的任务就是重视工程技术，理论联系实际，培养应用型、技能型的工程设计、施工、评价、管理、监理复合型人才。新世纪岩土实验在新技术、新方法的应用方面呈现出鲜明的时代特色，即实验范围的扩大与实验能力的增强3_。目前，以培养具有高素质和创新能力人才为目标的高等教育改革，正如火如荼地进行着，地质教育面临着高等教育大发展和地质工作大发展的双重机遇，如何在新起点上推进地质教育科学发展，是我们广大地质教育工作者应当思考的战略性命题…。促使高校老师摆脱陈旧的教学模式，改革教学内容，改变教学手段，提高教学质量，以满足时代的需要和工程实践的需要。

1岩土实验技术的教学特点

岩土实验技术是中国地质大学(武汉)工程学院土木工程，特别是岩土工程专业的一门专业课。它是建立在专业基础课《岩体力学》和《土质土力学》的基础上，并为基础工程学》和《工程勘察等专业课奠定基础。岩土实验技术主要包括岩体力学实验和土质学土力学实验，其中岩石室内实验包括岩石矿物成分测定实验、岩石孔隙实验、岩石水理性质实验、岩石声波测试、岩石强度实验、岩石变形实验和岩石渗透性实验等。土质学土力学室内实验主要包括土的物理性质实验、土的密度实验、土的变形实验、土的强度实验、土的流变实验、土的动力特性实验、土工离心模型实验、土的矿化分析实验。除了这些室内实验，还有原位测试，如载荷实验、静力触探实验、圆锥动力触探实验、标准贯入实验、十字板剪切实验、旁压实验、扁铲侧胀实验、现场剪切实验和岩体原位变形和应力实验等。由此可见，岩土实验技术课程的特点是实验丰富，大约有上百种实验；实验所涉及的学科非常多，如物理、力学、化学、光学等。岩土实验技术课程的特点是与工程实际问题紧密结合，这就决定了该课程的教学必需要采取理论联系实践的做法，强调培养学生分析问题和解决问题的能力结合国内外典型的工程实例，强化实践环节，培养学生的动手能力，不要怕仪器损坏，不要怕学生受伤。但是由于课时的限制，仪器的限制和实验场地的限制，学生普遍反映，实践的机会较少，掌握的方法不多，对岩土实验技术的原理在工程实践中的应用缺乏锻炼。针对岩土实验技术与方法课程的这些不足，我们在教学方面进行了以下几个方面的改革，两年，四个学期的的实验表明，效果很好，不仅较好地完成了教学任务，而且达到了提高学生动手实践的能力。

2教学方法改革

2．1调整课时设置

21世纪的地质工程和岩土工程行业要求从业者具有扎实的理论基础，宽厚的知识面，较强的综合分析能力和实际动手能力，特别是对岩土实验技术的掌握，即可以节省成本，又能获得可靠的第一手资料，还可以为后来的三维数值仿真提供准确的计算参数。岩土实验技术作为一门既是专业基础实验方法，又直接服务于工程生产实际的课程，对于岩土、水利、土木、地质等类专业的学生来讲，是一门十分重要的课程。岩土实验技术课程的特点是：内容丰富，涉及面广，强调工程应用，实践性强，要求对实验原理相当熟悉。该课程主要包括以下四个模块。

(1)岩土实验基础知识：包括岩体力学、土力学、土质学等课程。

(2)岩土实验的基本原理：包括应力的测量原理、应变的测量原理和强度的理论。

(3)岩土实验仪器的基本操作：任何一种仪器都有简单的操作和复杂的机械图，只有完全理解并掌握机械原理才能发现测量问题。

(4)结果分析：主要培养学生发现问题和解决问题的能力，一个工程师和技术员的区别就是工程师不但知道测量结果，而且知道为什么数值高低，为什么有偏差。根据该课程的教学特点，我们在课时安排上作了适当调整。减小课堂理论知识的授课时间，增加学生到实验室操作的时间，使学生在有限的时间内，尽可能地熟悉仪器的基本操作，到工作岗位上也会触类旁通。

2．2精心组织教学内容

精心组织教学内容的主要目的是：精选和优化教学内容。岩土实验技术是专业基本课，教学内容和形式主要由上课老师决定，因此，精选教学内容是十分必要的，而且必须针对课程特点，根据市场需求进行，原来最先进的仪器在高校，现在最先进的仪器在生产单位，那么就需要学生掌握基本的技术原理才能更快的适应工作岗位。具体的教学内容改革包括以下几个方面。

(1)教学内容的代表性和更新。教学内容更新的目的，是使讲授内容具有时代性、先进性，即内容应反映与该课程有关的最新科技动态。其代表性是指所选内容应是该课程基础性及典型性的知识。

(2)避免知识点的重复学习。岩土实验技术与方法课程存在一个重要问题是，该课程所涉及的内容与许多课程重复，如岩石测试强度和变形在岩石力学中已介绍过；土的基本性质、强度和变形性质在土力学中介绍过，而在岩土实验技术中，又一次重复出现，这不仅导致学时浪费，而且使学生感到乏味。根据这种情况，我们将这部分内容主要留给学生自学，只在课堂上用少量的时间进行总结，将讲课的重点放在新知识的学习上。这样既可避免不必要的重复，节约有限的课时，又可大大地提高教学效率。

(3)注重学科前缘的介绍。针对学生求知欲、好奇心强的特点。为培养学生的创新精神，提高学生的学习自觉性和积极性，在授课过程中，应注意介绍该课程的发展动态，以及相关知识领域的前缘技术，如如何模拟软件ANsYS、FLAC3D等模拟岩土实验，使学生常学常新。同时，更应该注意向学生介绍觉得的前缘发展点、不足点，培养学生勇于提出问题，向问题挑战的创新精神。

2．3注重实践教学

实践教学是岩土实验技术课教学的重要环节。通过实验教学，不仅要让学生掌握岩土物理、水理、力学、化学指标的测试技术，而且更应让学生理解实验作为研究岩土性质的重要手段之一是怎样被利用的。要让学生掌握这一研究方法，并能运用到实践中去。在实验教学过程中，多方创造条件提高教学效果。例如：不惜增加老师的工作量，把学生分为几个小组，分时分批开展实验。这样，学生较少，有些实验学生可以亲自动手操作，而不至于只是看前面的人头，不能动手的缺点。又如，不断尝试让学生改进测试仪器，把原位实验仪器或室内实验仪器改成所有的参数都是由计算机自动采集数据，整理数据。总之，在现有的条件的基础上，尽最大努力把实验开设全面，即使不能做的实验，也要想办法让学生参观仪器或组织学生看相应的视频。

2．4采取双向式教学手段

要培养大学生的创新能力、实践能力，培养他们的创业精神，就要打破教学靠课堂上“满堂灌”的做法，还要只是调动学生的“记忆”能力，更为主要的量开发学生的思考能力理解能力、动手能力。为此，我们莅教学中采用了双向式教学手段，做到教学互动。我们的具体做法如下。

(1)课堂讨论。我们在教学中，经常就一些重要的概念、理论等在课堂上抽出几分钟的时间进行讨论，这样，不仅可以活跃课堂气氛，使学生进入角色，进入到教与学的过程中去，更能开发学生的理解能力、思考能力。如果学生的发言不是很积极，尤其是刚开始的时候，我们只好点名请学生发言，逐步大家会积极响应起来。通过课堂讨论，老师还可以及时地得到学生的反馈信息，了解学生对这个问题掌握的程度，及时地调整教学方案。

(2)课堂小报告。可以选择一些比较容易理解的内容让学生自学，为了检查自学的效果，我们采用课堂进行小报告，一个汇报，大家点评，这样大家就不会因为是老师讲，提问有所顾虑，就会大胆提出自己的想法，这些都记入到学生平时成绩中。

(3)留问题。在课程讲完后，适当留一些伏笔，留一些问题，特点是与实践有关的，比如某地铁隧道沉降，应该采用什么样的岩土实验方法来确定问题，来监测问题。从而让学生走进图书馆，或到网上去查阅一些参考文献，自己学习。

2．5改进考查方法

教学的目的是应用于实践，但目前的教学往往难以达此目的。其主要原因在于：教学常将内容分散，单独讲解，而实际问题的解决则需要综合应用多种知识。特别是对于工程地质问题更是如此。为解决这一问题，我们除了加强实验动手能力，在考查时，出综合应用题，开卷，促使学生综合所学知识解决实际问题。这样，既免去了学生“死记硬背”的考试之忧，提高学生学习积极性，又达到了提高综合应用知识解决实际问题的能力，收到平时考试难以达到的强化实践的目的。

3尚需进一步解决的问题

尽管对岩土实验技术课程做了以上一些教学改革的探索，但受各方面的影响，还存在一些亟待解决的问题，主要有以下几点。

(1)按新修订的教学计划，学时数将进一步缩减，这将要求进一步的教改。

(2)一些实验设备陈旧，无法满足教学需求。

(3)岩土实验技术的参考教材比较陈旧，没有把国际上最先进的实验手段和仪器设备写进来。