巖土工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)方式改革
時(shí)間:2022-04-19 08:59:00
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巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)是隨著工程實(shí)際迫切需要而產(chǎn)生的,巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法的產(chǎn)生和運(yùn)用,徹底改變了地質(zhì)工程和巖土工程被學(xué)者稱(chēng)為“經(jīng)驗(yàn)學(xué)科”的觀點(diǎn)。特別是近二三十年以來(lái),巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)日趨成熟和完善,而且不斷成功地用于解決復(fù)雜的工程地質(zhì)問(wèn)題,例如我國(guó)雅礱江上裝機(jī)規(guī)模最大的巨型水電站~錦屏二級(jí)水電站,最深的巖體實(shí)驗(yàn)是在地下2525米處開(kāi)展,這對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的要求非??量蹋瑢?duì)實(shí)驗(yàn)儀器的精度要求非常精確。這些大型水利水電工程和一些深埋工程不僅有力地推動(dòng)了地質(zhì)工程和巖土工程的發(fā)展進(jìn)程,而且有力地促進(jìn)了巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)教學(xué)發(fā)展。巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法已成為地質(zhì)工程和巖土工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)結(jié)構(gòu)體系中一門(mén)新興且十分重要的專(zhuān)業(yè)課,在培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)綜合分析能力和提高動(dòng)手實(shí)踐能力方面具有積極的作用,其最重要的任務(wù)就是重視工程技術(shù),理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)應(yīng)用型、技能型的工程設(shè)計(jì)、施工、評(píng)價(jià)、管理、監(jiān)理復(fù)合型人才。新世紀(jì)巖土實(shí)驗(yàn)在新技術(shù)、新方法的應(yīng)用方面呈現(xiàn)出鮮明的時(shí)代特色,即實(shí)驗(yàn)范圍的擴(kuò)大與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ脑鰪?qiáng)3_。目前,以培養(yǎng)具有高素質(zhì)和創(chuàng)新能力人才為目標(biāo)的高等教育改革,正如火如荼地進(jìn)行著,地質(zhì)教育面臨著高等教育大發(fā)展和地質(zhì)工作大發(fā)展的雙重機(jī)遇,如何在新起點(diǎn)上推進(jìn)地質(zhì)教育科學(xué)發(fā)展,是我們廣大地質(zhì)教育工作者應(yīng)當(dāng)思考的戰(zhàn)略性命題…。促使高校老師擺脫陳舊的教學(xué)模式,改革教學(xué)內(nèi)容,改變教學(xué)手段,提高教學(xué)質(zhì)量,以滿(mǎn)足時(shí)代的需要和工程實(shí)踐的需要。
1巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)的教學(xué)特點(diǎn)
巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院土木工程,特別是巖土工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課。它是建立在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課《巖體力學(xué)》和《土質(zhì)土力學(xué)》的基礎(chǔ)上,并為基礎(chǔ)工程學(xué)》和《工程勘察等專(zhuān)業(yè)課奠定基礎(chǔ)。巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)主要包括巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)和土質(zhì)學(xué)土力學(xué)實(shí)驗(yàn),其中巖石室內(nèi)實(shí)驗(yàn)包括巖石礦物成分測(cè)定實(shí)驗(yàn)、巖石孔隙實(shí)驗(yàn)、巖石水理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、巖石聲波測(cè)試、巖石強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、巖石變形實(shí)驗(yàn)和巖石滲透性實(shí)驗(yàn)等。土質(zhì)學(xué)土力學(xué)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要包括土的物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、土的密度實(shí)驗(yàn)、土的變形實(shí)驗(yàn)、土的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、土的流變實(shí)驗(yàn)、土的動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)、土工離心模型實(shí)驗(yàn)、土的礦化分析實(shí)驗(yàn)。除了這些室內(nèi)實(shí)驗(yàn),還有原位測(cè)試,如載荷實(shí)驗(yàn)、靜力觸探實(shí)驗(yàn)、圓錐動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)、十字板剪切實(shí)驗(yàn)、旁壓實(shí)驗(yàn)、扁鏟側(cè)脹實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)剪切實(shí)驗(yàn)和巖體原位變形和應(yīng)力實(shí)驗(yàn)等。由此可見(jiàn),巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程的特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)豐富,大約有上百種實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)所涉及的學(xué)科非常多,如物理、力學(xué)、化學(xué)、光學(xué)等。巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程的特點(diǎn)是與工程實(shí)際問(wèn)題緊密結(jié)合,這就決定了該課程的教學(xué)必需要采取理論聯(lián)系實(shí)踐的做法,強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力結(jié)合國(guó)內(nèi)外典型的工程實(shí)例,強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,不要怕儀器損壞,不要怕學(xué)生受傷。但是由于課時(shí)的限制,儀器的限制和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的限制,學(xué)生普遍反映,實(shí)踐的機(jī)會(huì)較少,掌握的方法不多,對(duì)巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)的原理在工程實(shí)踐中的應(yīng)用缺乏鍛煉。針對(duì)巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法課程的這些不足,我們?cè)诮虒W(xué)方面進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的改革,兩年,四個(gè)學(xué)期的的實(shí)驗(yàn)表明,效果很好,不僅較好地完成了教學(xué)任務(wù),而且達(dá)到了提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力。
2教學(xué)方法改革
2.1調(diào)整課時(shí)設(shè)置
21世紀(jì)的地質(zhì)工程和巖土工程行業(yè)要求從業(yè)者具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),寬厚的知識(shí)面,較強(qiáng)的綜合分析能力和實(shí)際動(dòng)手能力,特別是對(duì)巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)的掌握,即可以節(jié)省成本,又能獲得可靠的第一手資料,還可以為后來(lái)的三維數(shù)值仿真提供準(zhǔn)確的計(jì)算參數(shù)。巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)作為一門(mén)既是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方法,又直接服務(wù)于工程生產(chǎn)實(shí)際的課程,對(duì)于巖土、水利、土木、地質(zhì)等類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)講,是一門(mén)十分重要的課程。巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程的特點(diǎn)是:內(nèi)容豐富,涉及面廣,強(qiáng)調(diào)工程應(yīng)用,實(shí)踐性強(qiáng),要求對(duì)實(shí)驗(yàn)原理相當(dāng)熟悉。該課程主要包括以下四個(gè)模塊。
(1)巖土實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí):包括巖體力學(xué)、土力學(xué)、土質(zhì)學(xué)等課程。
(2)巖土實(shí)驗(yàn)的基本原理:包括應(yīng)力的測(cè)量原理、應(yīng)變的測(cè)量原理和強(qiáng)度的理論。
(3)巖土實(shí)驗(yàn)儀器的基本操作:任何一種儀器都有簡(jiǎn)單的操作和復(fù)雜的機(jī)械圖,只有完全理解并掌握機(jī)械原理才能發(fā)現(xiàn)測(cè)量問(wèn)題。
(4)結(jié)果分析:主要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,一個(gè)工程師和技術(shù)員的區(qū)別就是工程師不但知道測(cè)量結(jié)果,而且知道為什么數(shù)值高低,為什么有偏差。根據(jù)該課程的教學(xué)特點(diǎn),我們?cè)谡n時(shí)安排上作了適當(dāng)調(diào)整。減小課堂理論知識(shí)的授課時(shí)間,增加學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室操作的時(shí)間,使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi),盡可能地熟悉儀器的基本操作,到工作崗位上也會(huì)觸類(lèi)旁通。
2.2精心組織教學(xué)內(nèi)容
精心組織教學(xué)內(nèi)容的主要目的是:精選和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)是專(zhuān)業(yè)基本課,教學(xué)內(nèi)容和形式主要由上課老師決定,因此,精選教學(xué)內(nèi)容是十分必要的,而且必須針對(duì)課程特點(diǎn),根據(jù)市場(chǎng)需求進(jìn)行,原來(lái)最先進(jìn)的儀器在高校,現(xiàn)在最先進(jìn)的儀器在生產(chǎn)單位,那么就需要學(xué)生掌握基本的技術(shù)原理才能更快的適應(yīng)工作崗位。具體的教學(xué)內(nèi)容改革包括以下幾個(gè)方面。
(1)教學(xué)內(nèi)容的代表性和更新。教學(xué)內(nèi)容更新的目的,是使講授內(nèi)容具有時(shí)代性、先進(jìn)性,即內(nèi)容應(yīng)反映與該課程有關(guān)的最新科技動(dòng)態(tài)。其代表性是指所選內(nèi)容應(yīng)是該課程基礎(chǔ)性及典型性的知識(shí)。
(2)避免知識(shí)點(diǎn)的重復(fù)學(xué)習(xí)。巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法課程存在一個(gè)重要問(wèn)題是,該課程所涉及的內(nèi)容與許多課程重復(fù),如巖石測(cè)試強(qiáng)度和變形在巖石力學(xué)中已介紹過(guò);土的基本性質(zhì)、強(qiáng)度和變形性質(zhì)在土力學(xué)中介紹過(guò),而在巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)中,又一次重復(fù)出現(xiàn),這不僅導(dǎo)致學(xué)時(shí)浪費(fèi),而且使學(xué)生感到乏味。根據(jù)這種情況,我們將這部分內(nèi)容主要留給學(xué)生自學(xué),只在課堂上用少量的時(shí)間進(jìn)行總結(jié),將講課的重點(diǎn)放在新知識(shí)的學(xué)習(xí)上。這樣既可避免不必要的重復(fù),節(jié)約有限的課時(shí),又可大大地提高教學(xué)效率。
(3)注重學(xué)科前緣的介紹。針對(duì)學(xué)生求知欲、好奇心強(qiáng)的特點(diǎn)。為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺(jué)性和積極性,在授課過(guò)程中,應(yīng)注意介紹該課程的發(fā)展動(dòng)態(tài),以及相關(guān)知識(shí)領(lǐng)域的前緣技術(shù),如如何模擬軟件ANsYS、FLAC3D等模擬巖土實(shí)驗(yàn),使學(xué)生常學(xué)常新。同時(shí),更應(yīng)該注意向?qū)W生介紹覺(jué)得的前緣發(fā)展點(diǎn)、不足點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生勇于提出問(wèn)題,向問(wèn)題挑戰(zhàn)的創(chuàng)新精神。
2.3注重實(shí)踐教學(xué)
實(shí)踐教學(xué)是巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)課教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),不僅要讓學(xué)生掌握巖土物理、水理、力學(xué)、化學(xué)指標(biāo)的測(cè)試技術(shù),而且更應(yīng)讓學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)作為研究巖土性質(zhì)的重要手段之一是怎樣被利用的。要讓學(xué)生掌握這一研究方法,并能運(yùn)用到實(shí)踐中去。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,多方創(chuàng)造條件提高教學(xué)效果。例如:不惜增加老師的工作量,把學(xué)生分為幾個(gè)小組,分時(shí)分批開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。這樣,學(xué)生較少,有些實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以親自動(dòng)手操作,而不至于只是看前面的人頭,不能動(dòng)手的缺點(diǎn)。又如,不斷嘗試讓學(xué)生改進(jìn)測(cè)試儀器,把原位實(shí)驗(yàn)儀器或室內(nèi)實(shí)驗(yàn)儀器改成所有的參數(shù)都是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集數(shù)據(jù),整理數(shù)據(jù)??傊?,在現(xiàn)有的條件的基礎(chǔ)上,盡最大努力把實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)全面,即使不能做的實(shí)驗(yàn),也要想辦法讓學(xué)生參觀儀器或組織學(xué)生看相應(yīng)的視頻。
2.4采取雙向式教學(xué)手段
要培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力,培養(yǎng)他們的創(chuàng)業(yè)精神,就要打破教學(xué)靠課堂上“滿(mǎn)堂灌”的做法,還要只是調(diào)動(dòng)學(xué)生的“記憶”能力,更為主要的量開(kāi)發(fā)學(xué)生的思考能力理解能力、動(dòng)手能力。為此,我們蒞教學(xué)中采用了雙向式教學(xué)手段,做到教學(xué)互動(dòng)。我們的具體做法如下。
(1)課堂討論。我們?cè)诮虒W(xué)中,經(jīng)常就一些重要的概念、理論等在課堂上抽出幾分鐘的時(shí)間進(jìn)行討論,這樣,不僅可以活躍課堂氣氛,使學(xué)生進(jìn)入角色,進(jìn)入到教與學(xué)的過(guò)程中去,更能開(kāi)發(fā)學(xué)生的理解能力、思考能力。如果學(xué)生的發(fā)言不是很積極,尤其是剛開(kāi)始的時(shí)候,我們只好點(diǎn)名請(qǐng)學(xué)生發(fā)言,逐步大家會(huì)積極響應(yīng)起來(lái)。通過(guò)課堂討論,老師還可以及時(shí)地得到學(xué)生的反饋信息,了解學(xué)生對(duì)這個(gè)問(wèn)題掌握的程度,及時(shí)地調(diào)整教學(xué)方案。
(2)課堂小報(bào)告??梢赃x擇一些比較容易理解的內(nèi)容讓學(xué)生自學(xué),為了檢查自學(xué)的效果,我們采用課堂進(jìn)行小報(bào)告,一個(gè)匯報(bào),大家點(diǎn)評(píng),這樣大家就不會(huì)因?yàn)槭抢蠋熤v,提問(wèn)有所顧慮,就會(huì)大膽提出自己的想法,這些都記入到學(xué)生平時(shí)成績(jī)中。
(3)留問(wèn)題。在課程講完后,適當(dāng)留一些伏筆,留一些問(wèn)題,特點(diǎn)是與實(shí)踐有關(guān)的,比如某地鐵隧道沉降,應(yīng)該采用什么樣的巖土實(shí)驗(yàn)方法來(lái)確定問(wèn)題,來(lái)監(jiān)測(cè)問(wèn)題。從而讓學(xué)生走進(jìn)圖書(shū)館,或到網(wǎng)上去查閱一些參考文獻(xiàn),自己學(xué)習(xí)。
2.5改進(jìn)考查方法
教學(xué)的目的是應(yīng)用于實(shí)踐,但目前的教學(xué)往往難以達(dá)此目的。其主要原因在于:教學(xué)常將內(nèi)容分散,單獨(dú)講解,而實(shí)際問(wèn)題的解決則需要綜合應(yīng)用多種知識(shí)。特別是對(duì)于工程地質(zhì)問(wèn)題更是如此。為解決這一問(wèn)題,我們除了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,在考查時(shí),出綜合應(yīng)用題,開(kāi)卷,促使學(xué)生綜合所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。這樣,既免去了學(xué)生“死記硬背”的考試之憂(yōu),提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,又達(dá)到了提高綜合應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,收到平時(shí)考試難以達(dá)到的強(qiáng)化實(shí)踐的目的。
3尚需進(jìn)一步解決的問(wèn)題
盡管對(duì)巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程做了以上一些教學(xué)改革的探索,但受各方面的影響,還存在一些亟待解決的問(wèn)題,主要有以下幾點(diǎn)。
(1)按新修訂的教學(xué)計(jì)劃,學(xué)時(shí)數(shù)將進(jìn)一步縮減,這將要求進(jìn)一步的教改。
(2)一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊,無(wú)法滿(mǎn)足教學(xué)需求。
(3)巖土實(shí)驗(yàn)技術(shù)的參考教材比較陳舊,沒(méi)有把國(guó)際上最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段和儀器設(shè)備寫(xiě)進(jìn)來(lái)。
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