巖土工程專業教學方式改革

時間:2022-04-19 08:59:00

導語:巖土工程專業教學方式改革一文來源于網友上傳,不代表本站觀點,若需要原創文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

巖土工程專業教學方式改革

巖土實驗技術是隨著工程實際迫切需要而產生的,巖土實驗技術與方法的產生和運用,徹底改變了地質工程和巖土工程被學者稱為“經驗學科”的觀點。特別是近二三十年以來,巖土實驗技術日趨成熟和完善,而且不斷成功地用于解決復雜的工程地質問題,例如我國雅礱江上裝機規模最大的巨型水電站~錦屏二級水電站,最深的巖體實驗是在地下2525米處開展,這對實驗技術的要求非常苛刻,對實驗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了地質工程和巖土工程的發展進程,而且有力地促進了巖土實驗技術教學發展。巖土實驗技術與方法已成為地質工程和巖土工程專業教學結構體系中一門新興且十分重要的專業課,在培養學生的專業綜合分析能力和提高動手實踐能力方面具有積極的作用,其最重要的任務就是重視工程技術,理論聯系實際,培養應用型、技能型的工程設計、施工、評價、管理、監理復合型人才。新世紀巖土實驗在新技術、新方法的應用方面呈現出鮮明的時代特色,即實驗范圍的擴大與實驗能力的增強3_。目前,以培養具有高素質和創新能力人才為目標的高等教育改革,正如火如荼地進行著,地質教育面臨著高等教育大發展和地質工作大發展的雙重機遇,如何在新起點上推進地質教育科學發展,是我們廣大地質教育工作者應當思考的戰略性命題…。促使高校老師擺脫陳舊的教學模式,改革教學內容,改變教學手段,提高教學質量,以滿足時代的需要和工程實踐的需要。

1巖土實驗技術的教學特點

巖土實驗技術是中國地質大學(武漢)工程學院土木工程,特別是巖土工程專業的一門專業課。它是建立在專業基礎課《巖體力學》和《土質土力學》的基礎上,并為基礎工程學》和《工程勘察等專業課奠定基礎。巖土實驗技術主要包括巖體力學實驗和土質學土力學實驗,其中巖石室內實驗包括巖石礦物成分測定實驗、巖石孔隙實驗、巖石水理性質實驗、巖石聲波測試、巖石強度實驗、巖石變形實驗和巖石滲透性實驗等。土質學土力學室內實驗主要包括土的物理性質實驗、土的密度實驗、土的變形實驗、土的強度實驗、土的流變實驗、土的動力特性實驗、土工離心模型實驗、土的礦化分析實驗。除了這些室內實驗,還有原位測試,如載荷實驗、靜力觸探實驗、圓錐動力觸探實驗、標準貫入實驗、十字板剪切實驗、旁壓實驗、扁鏟側脹實驗、現場剪切實驗和巖體原位變形和應力實驗等。由此可見,巖土實驗技術課程的特點是實驗豐富,大約有上百種實驗;實驗所涉及的學科非常多,如物理、力學、化學、光學等。巖土實驗技術課程的特點是與工程實際問題緊密結合,這就決定了該課程的教學必需要采取理論聯系實踐的做法,強調培養學生分析問題和解決問題的能力結合國內外典型的工程實例,強化實踐環節,培養學生的動手能力,不要怕儀器損壞,不要怕學生受傷。但是由于課時的限制,儀器的限制和實驗場地的限制,學生普遍反映,實踐的機會較少,掌握的方法不多,對巖土實驗技術的原理在工程實踐中的應用缺乏鍛煉。針對巖土實驗技術與方法課程的這些不足,我們在教學方面進行了以下幾個方面的改革,兩年,四個學期的的實驗表明,效果很好,不僅較好地完成了教學任務,而且達到了提高學生動手實踐的能力。

2教學方法改革

2.1調整課時設置

21世紀的地質工程和巖土工程行業要求從業者具有扎實的理論基礎,寬厚的知識面,較強的綜合分析能力和實際動手能力,特別是對巖土實驗技術的掌握,即可以節省成本,又能獲得可靠的第一手資料,還可以為后來的三維數值仿真提供準確的計算參數。巖土實驗技術作為一門既是專業基礎實驗方法,又直接服務于工程生產實際的課程,對于巖土、水利、土木、地質等類專業的學生來講,是一門十分重要的課程。巖土實驗技術課程的特點是:內容豐富,涉及面廣,強調工程應用,實踐性強,要求對實驗原理相當熟悉。該課程主要包括以下四個模塊。

(1)巖土實驗基礎知識:包括巖體力學、土力學、土質學等課程。

(2)巖土實驗的基本原理:包括應力的測量原理、應變的測量原理和強度的理論。

(3)巖土實驗儀器的基本操作:任何一種儀器都有簡單的操作和復雜的機械圖,只有完全理解并掌握機械原理才能發現測量問題。

(4)結果分析:主要培養學生發現問題和解決問題的能力,一個工程師和技術員的區別就是工程師不但知道測量結果,而且知道為什么數值高低,為什么有偏差。根據該課程的教學特點,我們在課時安排上作了適當調整。減小課堂理論知識的授課時間,增加學生到實驗室操作的時間,使學生在有限的時間內,盡可能地熟悉儀器的基本操作,到工作崗位上也會觸類旁通。

2.2精心組織教學內容

精心組織教學內容的主要目的是:精選和優化教學內容。巖土實驗技術是專業基本課,教學內容和形式主要由上課老師決定,因此,精選教學內容是十分必要的,而且必須針對課程特點,根據市場需求進行,原來最先進的儀器在高校,現在最先進的儀器在生產單位,那么就需要學生掌握基本的技術原理才能更快的適應工作崗位。具體的教學內容改革包括以下幾個方面。

(1)教學內容的代表性和更新。教學內容更新的目的,是使講授內容具有時代性、先進性,即內容應反映與該課程有關的最新科技動態。其代表性是指所選內容應是該課程基礎性及典型性的知識。

(2)避免知識點的重復學習。巖土實驗技術與方法課程存在一個重要問題是,該課程所涉及的內容與許多課程重復,如巖石測試強度和變形在巖石力學中已介紹過;土的基本性質、強度和變形性質在土力學中介紹過,而在巖土實驗技術中,又一次重復出現,這不僅導致學時浪費,而且使學生感到乏味。根據這種情況,我們將這部分內容主要留給學生自學,只在課堂上用少量的時間進行總結,將講課的重點放在新知識的學習上。這樣既可避免不必要的重復,節約有限的課時,又可大大地提高教學效率。

(3)注重學科前緣的介紹。針對學生求知欲、好奇心強的特點。為培養學生的創新精神,提高學生的學習自覺性和積極性,在授課過程中,應注意介紹該課程的發展動態,以及相關知識領域的前緣技術,如如何模擬軟件ANsYS、FLAC3D等模擬巖土實驗,使學生常學常新。同時,更應該注意向學生介紹覺得的前緣發展點、不足點,培養學生勇于提出問題,向問題挑戰的創新精神。

2.3注重實踐教學

實踐教學是巖土實驗技術課教學的重要環節。通過實驗教學,不僅要讓學生掌握巖土物理、水理、力學、化學指標的測試技術,而且更應讓學生理解實驗作為研究巖土性質的重要手段之一是怎樣被利用的。要讓學生掌握這一研究方法,并能運用到實踐中去。在實驗教學過程中,多方創造條件提高教學效果。例如:不惜增加老師的工作量,把學生分為幾個小組,分時分批開展實驗。這樣,學生較少,有些實驗學生可以親自動手操作,而不至于只是看前面的人頭,不能動手的缺點。又如,不斷嘗試讓學生改進測試儀器,把原位實驗儀器或室內實驗儀器改成所有的參數都是由計算機自動采集數據,整理數據。總之,在現有的條件的基礎上,盡最大努力把實驗開設全面,即使不能做的實驗,也要想辦法讓學生參觀儀器或組織學生看相應的視頻。

2.4采取雙向式教學手段

要培養大學生的創新能力、實踐能力,培養他們的創業精神,就要打破教學靠課堂上“滿堂灌”的做法,還要只是調動學生的“記憶”能力,更為主要的量開發學生的思考能力理解能力、動手能力。為此,我們蒞教學中采用了雙向式教學手段,做到教學互動。我們的具體做法如下。

(1)課堂討論。我們在教學中,經常就一些重要的概念、理論等在課堂上抽出幾分鐘的時間進行討論,這樣,不僅可以活躍課堂氣氛,使學生進入角色,進入到教與學的過程中去,更能開發學生的理解能力、思考能力。如果學生的發言不是很積極,尤其是剛開始的時候,我們只好點名請學生發言,逐步大家會積極響應起來。通過課堂討論,老師還可以及時地得到學生的反饋信息,了解學生對這個問題掌握的程度,及時地調整教學方案。

(2)課堂小報告。可以選擇一些比較容易理解的內容讓學生自學,為了檢查自學的效果,我們采用課堂進行小報告,一個匯報,大家點評,這樣大家就不會因為是老師講,提問有所顧慮,就會大膽提出自己的想法,這些都記入到學生平時成績中。

(3)留問題。在課程講完后,適當留一些伏筆,留一些問題,特點是與實踐有關的,比如某地鐵隧道沉降,應該采用什么樣的巖土實驗方法來確定問題,來監測問題。從而讓學生走進圖書館,或到網上去查閱一些參考文獻,自己學習。

2.5改進考查方法

教學的目的是應用于實踐,但目前的教學往往難以達此目的。其主要原因在于:教學常將內容分散,單獨講解,而實際問題的解決則需要綜合應用多種知識。特別是對于工程地質問題更是如此。為解決這一問題,我們除了加強實驗動手能力,在考查時,出綜合應用題,開卷,促使學生綜合所學知識解決實際問題。這樣,既免去了學生“死記硬背”的考試之憂,提高學生學習積極性,又達到了提高綜合應用知識解決實際問題的能力,收到平時考試難以達到的強化實踐的目的。

3尚需進一步解決的問題

盡管對巖土實驗技術課程做了以上一些教學改革的探索,但受各方面的影響,還存在一些亟待解決的問題,主要有以下幾點。

(1)按新修訂的教學計劃,學時數將進一步縮減,這將要求進一步的教改。

(2)一些實驗設備陳舊,無法滿足教學需求。

(3)巖土實驗技術的參考教材比較陳舊,沒有把國際上最先進的實驗手段和儀器設備寫進來。