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一、土力学实验课的特点
由于土体材料的多样性和特殊性，在实际工程中往往需要进行大量的实验来测定土的基本工程性质，包括物理指标(如含水率、干密度、孔隙率)和力学参数(如摩擦角、内聚力等)，土的物理、力学参数是建筑物基础设计和边坡加固设计的主要依据。土力学是一门在实践中不断发现规律和总结规律的学科，其理论体系与工程实践有着密切联系。例如实验方法是实际工程中确定土体分类、力学特性、压缩性质等的主要方法，为此我国制定了相应的土工实验方法标准。另外，随着我国人口的增加，地下空间的开发利用被提到意识日程中了，在此背景下地下工程得到了迅猛发展，随之而来的是更多、更复杂的与岩土相关工程问题急需要解决，而实验手段是解决这些工程问题的一个重要方法之一。借助土力学实验课，学生能够掌握标准土工实验方法，并且通过实验数据分析土的物理、力学性质，为日后参与复杂工程项目或者从事科研工作打下良好的基础。
二、土力学实验课教学中存在问题的分析
一是，在土力学实验课中，往往将学生分组进行实验，每组5人，在以往的实验课中发现每个组的学生在实验过程中会有人忙于实验、有人什么也不做只是袖手旁观，而最后成绩是以小组实验报告为评分依据，组内所有学生分数一样，造成做与不做实验的学生成绩都一样的结果，这样的评价方式势必会造成消极影响，同时有失公正。二是，由于近年来学校不断扩招本科生，学生人数不断增加而实验室教师人数没有按比例增加，实验室场地、实验设备也没有相应地增加且设备陈旧更新较慢，例如对于那些常规的实验仪器，每个小组可以分配一台进行实验，但是由于教师人数有限，在指导学生实验过程中，不能同时回答所有学生的问题，有时会延缓某些小组的实验进程，影响学生的实验进程和积极性。而对于像三轴仪这样比较贵重的仪器，一般土工实验室只有1—2台，不能够满足本科教学的需要，在实验过程中学生围在一起观看教师在三轴仪上进行的演示实验，学生没有亲自动手的机会。三是，任课教师和学生对实验课的重视程度不高，传统的教学模式以课堂教学为主，实验教学往往处于从属地位，实验教学被看成课堂理论教学的辅助手段。另外，目前在本科课程中多数的实验课部分不计入到课程的最后成绩中，也不计学分，这样就使很多学生认为只要理论课学好就可以获得好成绩、做不做实验都无所谓。有些学生甚至不愿意参加实验课而选择逃课，或在实验课开始时教师点名之后就离开了。偶尔还会发现实验报告有抄袭现象，实验课难以实现其初始目的，即学生没有得到应有的技能训练，反而形成了一些不良习惯，如观察实验现象不仔细、数据记录不真实和不规范、处理实验数据不严谨和不科学等。四是，土工实验以基础性实验为主，按照实验课计划，每个小组实验的内容一样，学生是按部就班地根据实验要求和操作步骤进行。这种模式下培养的学生思维有一定的局限性，缺乏创新精神和创造能力，难以适应现代社会对全面复合型工程技术人才的需要。目前，土工实验所采用的教学模式虽然适合大多数中等水平学生，但对于那些有创新天赋的优秀学生来说这些常规性的实验可能过于简单，因此在制定实验教学计划时除了保留具有代表性的基础验证性实验外，应该考虑增加一些综合性、设计性和研究型的实验项目，在实验内容的制定上可以让这些学生充分发挥主动性，参与设计或自主设计综合性、研究型的实验项目。五是，在实验中遇到一些难点问题或实验结果与预期结果有差异时，常规做法是实验室教师找到解决办法或做出解释，学生只是被动听教师的讲解。而笔者认为，这种情况教师最好作为一个旁观者，观察学生做实验，让他们学会自己对一些实验现象做分析，然后引导他们找到正确的答案，借此培养他们严谨的科学态度和解决问题的能力。
三、土力学实验课的改革措施
1．面对本科生扩招的实际情况，增加实验室的师资和仪器设备的投入
鉴于目前本科生扩招学生人数增加而实验室教师师资不足、仪器设备数量有限和老旧的现状，学校应该制定相应政策，增加实验室师资数量、提升实验课在教学环节中的地位;并在硬件设施上应该增加投入，扩大实验室规模，增加和更新已有的仪器设备，为提高实验教学质量创造有力条件。
2．改革传统的实验教学模式，充分发挥学生的自主性和创新性
从传统的“以实验指导书设定的固定实验内容为标准和以教师指导为主”的'实验教学模式逐步转化为“以学生为主体、以教师为辅导”的模式中来。在实验中以学生为主，从实验项目的设计到实验过程的实施，学生是主体，实验教师可以提供一些参考意见，以观察者的身份进行适当的辅导。在新的教学模式中，除了保留一些固定的基本实验项目以外，还应该增加一些能够激发学生的创新意识的实验内容，而这些实验内容学生可以发挥创造力自行设计，也可以和专业任课教师一起讨论后进行设计。这种主动参与的过程，有助于鼓励学生的创新意识，培养严谨的科学态度。
3．提高实验教学地位，改变现有实验课成绩的评价方式
传统的教学模式以理论教学为主，无论任课教师还是学生对实验课的重视程度远不如对课堂理论教学的重视，认为理论教学与实验教学之间是主从关系，所以在课程的最终成绩评价中实验课成绩所占的比例很低或者不占分数，这种思维会影响实验课的教学质量，失去实验教学的意义，培养出成绩优秀的学生中有可能出现眼高手低、高分低能的现象。因此，在评价方式上进行改革是提高实验课教学质量、培养学生创新能力的有效途径之一。例如加大实验学时，增加实验课成绩在专业课程总成绩中所占的比例，或者实验课单独考试。在实验课考试中，可以有具体仪器操作，又有数据处理、实验结果分析等，在实验课考试中重点考核学生动手能力和分析解决实际问题的能力。
4．引入研究生助教机制，发动研究生参与本科实验教学
在土力学实验课中，由于实验室师资不足，为了保证教学质量在实验教学实践中采用研究生助教助管的方式让研究生参与指导本科实验。研究生助教制度在国外大学中有悠久的历史，在国内也有许多成功的经验。在土力学的实验课中研究生发挥了重要作用，每一个实验小组分配一台仪器，一名研究生负责一台仪器并向使用该仪器的小组演示仪器的具体操作方法，这种模式能够及时发现和解决每个实验小组中出现的操作问题。历年的经验表明，这是解决师资不足、保证实验教学质量的一个行之有效的方法。对研究生而言，参与教学环节也是培养领导才能和管理技能、锻炼口头表达和沟通能力的一个机会。
5．开放实验室，引入教学型实验与科研项目相结合的机制
教学型实验是以基础性实验为主，注重训练学生操作实验仪器的规范性和培养学生严谨的工作态度，而研究型实验注重对学生创新性科学思维的培养和开发，是一种提升。在土力学实验课中，除了认识性、验证性的基础性实验外，还应该考虑与专业教师的科研项目相结合，为那些高年级本科生中成绩优秀、对科研有极大兴趣的学生提供参与科学研究的机会，开放实验室为他们提供所需的实验条件，以实验室为平台、以科研项目为依托进行科研训练。学生可以研究助理的身份帮助教师完成科研课题中的一部分内容，同时培养锻炼自身的科研思维，提高运用理论知识解决科学问题的能力。另外，本科生实验课以外的时间仪器设备多处于闲置状态，如果能够与研究项目相结合，不仅可以大大提高实验仪器的使用效率，而且为培养高层次研究型创新人才创造有利条件。
6．多种改革方法并用，有效提高实验课的教学质量
在以往的土力学实验课中每个班级、每个实验小组采用同一种土体样本加工的试件进行实验，由于这些试件各项物理参数和力学性质基本一样，在实验过程中发现个别小组有相互抄袭数据的现象，并且很难杜绝这种现象的发生。针对这种情况在今后的试验中可以选取多种类型的土体样本，每组随机分配由不同土样制作的试件，这样可以有效地避免相互抄袭数据的现象。实验室中有一些数量极少、价格比较贵的实验仪器，如土工三轴压缩仪，无法安排本科生进行实际操作，以往的做法是教师进行演示操作和讲解，但是由于学生人数很多大家围挤在一起观看时，后面的学生看不见也听不见教师的演示与讲解，教学效果比较差。针对这种情况，可以采取在教师演示的基础上配合播放实验视频资料等方法进行教学。随着信息技术的迅猛发展，可以建立虚拟实验室并引入虚拟化实验教学模式。虚拟实验室是建立在网络上的一个开放的实验平台，实验者可以不受场地和时间的限制依据实验大纲或者根据自己的需要和兴趣，利用虚拟实验室的模型库自行设计实验步骤和实验方法，这种模式是对传统实验教学模式的补充和完善，可以在未来实验教学中发挥重要作用。由于针对本科生土力学实验课的设备资源是有限的，在实验教学环节中可以考虑与其他实验室联合起来，实现资源共享，更好地完成实验教学任务。例如国家重点实验室资金投入多、设备精良，可以尝试让大学生利用国家重点实验室设备开展一些综合性和研究性土力学实验，解决土力学实验室设备力量不足的问题，这样不但有助于完成教学任务，还可以拓展学生眼界、激发学生对科学研究的兴趣、培养学生求学进取的精神。
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