基于工程应用的“土力学”实验教学改革与探讨
［摘要］“土力学”实验是将土力学理论应用于工程的重要实践课程，具有原理性、操作性和应用性强的特点。基于“土力学”实验课程的特点，以工程应用型人才为培养目标对“土力学”实验课进行改革。通过分析现有“土力学”教学中的问题，结合学生特点和“土力学”实验性质，从教学形式、课程内容、考核方法和课外拓展等方面提出改革思路和方法，探讨了“土力学”实验改革实践对教学起到的积极作用。同时，将教学研究成果进行总结分析，以期应用于实践教学中提高“土力学”实验的教学效果和人才培养质量。
［关键词］土力学；实验教学；应用型人才
［基金项目］2019年度北方民族大学教育教学改革校级项目“基于应用型和创新型双导向人才培养目标下的土力学实验教学改革与实践”（2019JY0014）；2020年度北方民族大学教育教学改革校级项目“新工科背景下基于思维导图的路基路面工程课程设计指导教学改革”（2020YBJY30）
［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］1674-9324（2023）09-0000-04［收稿日期］2022-06-14
“土力学”是一门土木工程、水利工程等相关本科专业的专业基础课，在房建工程、道桥工程、市政工程、管线工程和水利工程等工程建设中应用广泛，而“土力学”实验是将土力学理论应用于工程的重要实践课程［1］。通过“土力学”实验课程的学习，加深学生对土力学基本概念的掌握，引导学生深入理解理论原理，培养学生熟练操作实验仪器设备的能力及解决工程问题的应用能力［2］。为此，一些学者开展了相应研究并提出了一些观点和改革方法［3-6］。但在实际教学中，随着行业的发展和就业市场需求的变化，对人才培养有了新的要求，因此，亟须针对学生自身的特点进行相应的研究，以提出适合不同层次学生的教学方法。目前，土木行业相关领域应用型人才需求量较大，大多数本科毕业生都从事工程的设计、施工和管理，所以本科人才培养仍需以工程应用型人才培养为主［7］。应用型人才培养应以满足生产实践需求为指导，着重培养学生的实践能力和应用能力［8］。本文基于工程应用的培养目标，分析了“土力学”实验的教学现状，探讨了存在问题的解决路径。
土力学理论知识在土木行业应用广泛，而“土力学”实验教学是土力学原理应用的重要实践环节，其教学效果好坏关系到应用型人才培养的成效。为解决目前“土力学”实验教学中的问题，更好地提高“土力学”实验教学的质量，培养学生的专业素养和能力，以满足行业生产实践的用人需求，本文以工程应用人才培养目标为导向，对“土力学”实验教学改革进行了探讨。
一、“土力学”实验教学中存在的问题
“土力学”实验课在课程设置中主要有两种形式：一种是单独设课，另一种是和“土力学”课程合并设课。但教学过程都是相同的，基本上都有单独的实验指导手册，在实验室通过教师讲解和示范后，学生分组进行操作［9］。针对“土力学”实验的基本教学形式，分析目前相关教学活动存在的问题，讨论该问题的存在对“土力学”实验的教学效果和培养目标所产生的影响，提出相应的解决办法。
（一）教学形式单一，学生缺乏主动性
在教学形式上，目前“土力学”实验基本都以教师理论讲解和现场示范、学生模仿实验操作为主。讲解内容主要包括试验目的、原理、仪器设备、试验操作和数据处理等，实际讲解占用了大量课堂时间，学生很难集中精力全部仔细听完并且消化，且大部分学生都处于被动“灌输”知识并机械性模仿的状态，在有限的课堂时间内，学生的思考能力和组织设计能力很难得到锻炼。长此以往，学生逐渐失去兴趣，积极主动性不高。另外，当代大学生信息接受方式和以前有所差别，更倾向于网络获取在电子可视化、便捷化和智能化环境下学习；如若还延续传统的教学形式与教学方法，将很难对学生产生吸引力。因此，为调动学生主动性，解决课堂时间有限问题，需要利用现代技术丰富教学形式［10-11］。通过现有的网络教学技术手段，采用多种方式完成课堂教学，将有助于找到更适合学生的教学方法和自主学习模式，激发学生的学习兴趣和创新意识，将被动学习转变为主动学习。
（二）教学内容固化，实验缺乏工程背景
当前，室内开设的“土力学”实验主要包括土的基本物理性质实验（含水量、密度和液塑限测定、颗粒粒径级配分析）、土的力学性质实验（土的压缩固结试验和剪切试验）及土的工程应用实验（土的击实实验）等。以上基本以验证性、传统的实验为主，各实验之间联系不紧密，缺乏工程问题背景，不利于学生将理论知识转化为工程应用实践。另外，在实验过程中，不同土质的土样在试验方法和内容上都有所不同，但在实验课中学生基本上采用同样的土体，试验数据与结果相近，很容易出现学生不思考土体的多样性、不分析试验设计的技巧，甚至相互抄袭实验报告的现象。固化的实验内容设置导致学生解决实际