土力学试验教学的革新思考论文

土力学试验教学的革新思考论文

　　土力学试验内容及其重要性

　　1.试验内容及目的。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。

　　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，才能全面掌握场地土的性质，并据此进行土木工程的设计和施工。因此，有必要对四个必做的土力学常规试验进行整理，通过合理安排试验的时间和顺序，避免上述问题的发生。

　　试验教学改革及创新能力的培养

　　土力学的许多经典理论都是通过试验获得的，因此，强化试验教学对提高土力学教学质量、培养学生的创新能力至关重要。在招生数量不断增加的情况下，首先应该坚持土力学试验单班进行，每3~4人一组，保证人人动手。教师应编写与试验配套的试验指导书和试验报告册，引导学生做好试验预习。同时教学课上讲解试验原理，试验课上讲解仪器设备和操作要领。试验结束后，学生独立进行试验数据处理和试验分析。通过试验教学环节，学生可以加深对土力学基本知识的理解，从而大大提高土力学教学质量，并为创新能力的培养打下良好的基础。为此，土力学试验教学改革可以从以下两个方面入手。

　　1.整合传统试验教学内容，改善常规试验教学效果。取消分散开设试验的传统方式，将相互联系的试验重新整合，集中开设土力学试验课程。即：将土的物理力学指标试验和颗粒分析试验、室内快速压缩试验和剪切试验分别集中在连续的四个学时内进行，将多个试验项目穿插进行。这样就可以将含水量、重度等基本物理性质与土的变形及强度指标的测定综合在一起，引导学生分析不同试验指标的联系，从而提高试验教学环节的效果和质量，增强学生的动手试验能力，激发学生综合分析问题和解决问题的能力。

　　2.开设设计型、综合型试验。设计型、综合型试验开设的目的是激发学生的学习兴趣，培养学生的设计创新能力，提高学生运用多种知识和手段解决问题的能力。教师可以引导部分优秀学生选择试验题目，或者结合岩土工程方向教师的科研课题设计综合型试验。整个试验从查找资料、设计试验方案、仪器设备的选用、土样的制备、实际操作直至结论分析以及试验报告撰写，全部由学生独立完成。指导教师需提出目的和任务，对试验原理和方法把关，指导排除试验设备故障，对试验结果进行验收，指导学生进行数据处理并完成试验报告。上述试验安排在学生业余时间，不与课堂教学冲突，将大大提高土工试验仪器和设备利用率。

　　通过上述教学改革，土力学试验的教学效果得到了大大的改善。由于时间上的集中，使学生对试验内容有了全面地了解，提高了学生的试验操作水平，同时也增强了学生综合分析问题、全面分析土体性质的能力。通过参与设计型和综合型试验项目，还培养了学生的实际工程意识以及严谨的工作作风。这对于学生在毕业后更好地融入实际工作打下了良好的基础。

　　结语

　　提高土力学试验教学质量、培养学生的创新能力是土力学试验教学改革与实践的重要课题。土力学试验教学必须使学生意识到试验的最终成果就是为实际土木工程的设计和施工提供可靠依据，是实际工程中必不可少的。而且由于土是自然、历史的产物，不同场地的地基的土性质不同，这就要求每一个试验项目的操作都必须准确无误。因此，通过土力学的试验教学改革，才能切实培养和提高学生的工程实践能力和创新能力，达到最佳的教学效果。

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