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[摘 要] 基于十多年土力学实验教学改革与实践，简述了改革前湖南理工学院“拆分式”土力学实验教学模式及主要弊端，重点介绍了契合工程实践的“集中交叉式”土力学实验教学模式。
[关 键 词] 土工实验；集中交叉式；教学模式；成效
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）28-0056-02
湖南理工学院（以下简称“我校”）作为地方性二本工科院校，其土木工程专业培养方案注重实践性教学环节，强调工程实践能力的培养。特别是近年来，我校作为“十三五”国家产教融合发展工程“应用型本科规划高校”，对学生工程实践能力的培养提出了更高的要求。土力学课程是所有高校土木工程专业必开的核心主干课程，土力学实验是土力学课程必不可少的实践性教学环节，各高校对土力学课程及土力学实验教学都非常重视，老师从不同的角度对土力学实验教学进行了大量有益的探索。
升本之前，我校土力学实验项目基本上以验证性为主的“拆分式”教学模式为主，即生硬地将土常规指标综合性实验拆分成多个验证性小实验，为完成实验而实验，不利于学生动手能力、工程实践能力、综合分析问题及解决问题能力等的培养，存在诸多弊端。
从2002年开始的十多年时间里，笔者就土力学实验教学进行了不断改革探索，特别是针对土常规指标实验，采取了契合工程实践的“集中交叉式”教学模式。十多年的土力学实验教学实践证明，这种创新性的土力学实验教学模式，相较于我校之前的“拆分式”教学模式，具有诸多优点，并且产生了一定的成效。
一、“拆分式”土常规指标实验教学及弊端分析
2002年之前，我校土力学实验教学计划课时8个课时，教学内容是土的常规物理力学指标实验，尽管这是一个综合性实验
项目，但考虑时间问题，强行将该综合性实验项目拆分成5个小的验证性实验项目，分5次独立实验完成。第一次含水量及密
度，时间1课时；第二次土粒比重实验，时间2课时；第三次液限和塑限联合测定，时间2课时；第四次是直剪实验，時间1课时；第五次是快速压缩实验，时间2课时。
土的常规物理指标之间、力学指标之间、物理指标和力学指标之间是相互关联的，而上述这种将综合性的土常规物理力学指标实验拆分成几个不同的时间段进行实验的教学模式，每一次小实验所用的土料性质不同，每次实验课基本上仅仅为单纯完成本次实验的操作及获得单个指标，各小实验项目之间缺乏连贯性，在不同时间利用不同土料测得的各指标，肯定无法体现各指标间的相关性，不能就各次测出的指标进行综合处理和分析，无法评判土的力学性质和物理状态。
“拆分式”土常规指标实验教学存在的弊端主要有如下几点：
（一）工程契合度不够
土常规指标是土建项目中必须提供的，而2002年前我校“拆分式”土常规实验教学中，所用土料差不多都是随机准备的，并没有与某一个工程项目对接，学生缺少接触工程项目的机会，无法理解实验的目的和意义，导致学生为了做实验而实验，不知道实验成果在工程项目中的真正用途。
（二）土常规指标综合性实验被拆分成若干个验证性小实验项目后，往往会造成时间浪费，教学效率低下
由于各实验项目所需时间不同，且有些实验需要数个小时的等待时间，如含水量实验需要8小时以上的恒温烘箱干燥时间、固结实验每一级荷载加载1小时后计数再加下一级荷，这些过程会因等待而空耗大量时间。
（三）学生参与度低，不能参与到实验的全过程
由于计划实验课时相对较少，每个小实验项目安排1～2个学时，其实大部分实验项目在时间上远远不够，如完成一个土的快速压缩实验、液塑限联合测定实验，需要24小时以上；完成含水量实验、土粒相对密度实验，需要8小时以上，往往实验教师课前过度准备，先完成几个环节的操作，如仪器的调试准备与制样等。这样学生不能参与到实验的全过程，而是利用现成的土样、仪器直接进行实验，学生实际动手机会偏少，思考问题、解决问题的能力受到限制，不利于学生对实验整体环节的把握，实验课无法达到预期效果，走出社会后也无法独立完成具体工程项目的土工实验及报告的编写。
（四）生硬折分实验项目
在大力提倡“三性”实验教学的背景下，仍生硬地将土常规指标综合性实验拆分成若干个验证性实验项目。这样，学生无法进行实验成果综合分析与评价环节，更无法出具符合工程需求的土工实验报告。
二、“集中交叉式”土常规指标实验教学模式及优点
（一）“集中交叉式”土常规实验教学模式简介
自2002年以来，我校土力学实验教学计划课时减少到6个课时，教学内容仍是土的常规物理力学指标实验。在课时减少2个课时的情况下，为了保证且提升教学质量，同时考虑土常规指标实验特点及拆分开设的弊端，对土木工程专业本科生土力学实验教学进行了改革。即在理论教学全部结束后，采用集中开设土常规指标实验教学模式代替原来拆分开设模式，学生以2～3人为一小组，针对老师从具体工程勘察现场取回来的圆柱形原状结构土样，集中在双休日的48小时内完成该土样所有常规指标的测定，学生在课后完成实验数据的整理、分析，并出具完整的满足工程需求的土工实验报告。“集中交叉式”土常规指标实验教学模式具体要求及过程概述如下：（1）要求课前网上下载《土工实验方法标准》GBT50123-1999、《公路土工实验规程》（JTGE40—2007）等标准、规范、规程。预习土常规指标实验资料，掌握实验原理、目的、操作过程及设备的使用等。（2）每1小组（一般2～3人）打印一份实验数据原始记录表（老师提供电子版），并带笔、草稿纸等进实验室。（3）进入实验室后，实验老师给每1小组提供一个近期从工程现场取来的圆柱形原状结构土样。在双休日（48小时）内，以小组为单位完成老师发给每1小组土样的所有常规指标的测定。（4）室内操作完成后，打扫卫生，清洗仪器设备等，并将实验原始数据交实验老师检查后方可离开实验室。（5）及时处理实验数据，绘制相关图表，进行资料整理与分析，并于实验操作完成后的2周内提交实验报告。 “集中交叉式”教学模式下的改革内容主要体现在两个方面：（1）把土常规指标实验作为综合性实验开设，实验时间集中在双休日的48小时内，各小实验项目通过合理穿插、交叉，充分利用各小实验项目过程中的“等待时间”，以达到节省时间、提高教学效果的目的。（2）学生所用土样均为近期本地某一具体工程项目现场采取的原状结构标准试件，而且明确告诉学生，实验所用的土是某一个具体工程项目的地基土，使实验教学更贴近工程实践。
（二）“集中交叉式”土常规实验教学模式的优点
1.“集中交叉式”教学模式下，土力学实验教学与具体工程项目挂钩，学生实验所用的土样取自近期某一个具体的工程项目，通过督促学生查阅行业实验标准规范、相互探讨，经老师调整认可后，有可能让学生的实验成果用于工程项目中。通过这种贴近工程实践的实验实训，学生感到所学知识能学以致用，能提高土力学实验教学环节的效果和质量，激发学生学习兴趣、求知欲和责任意识，增强学生的动手能力、工程实践能力和创新能力，提升学生分析问题和解决问题的能力，有助于学生提前进入行业服务角色，拓展就业机会，提高学生的就业成功率。
2.“集中交叉式”土常规指标实验教学模式，可实现多个实验项目交叉进行，保证同一土样同步在各实验之间使用，真正提高实验成果的准确度，达到节省时间、提高工作效率的目的。
3.“集中交叉式”实验教学模式下，学生能在相对集中且宽松的时间段完成所有土常规实验项目的操作过程及数据处理与成果整理，对每一个实验操作和后处理环节有一个整体的把握与
理解，能自然轻松地对土常规指标实验产生全面系统的了解，有利于学生对同一个土试样的常规指标实验数据进行综合处理与分析，实现各土常规指标间的换算，探讨各三相比例指标间的相关性，使学生动手能力、分析问题、解决问题的能力得到提升。
4.在“集中交叉式”教学模式下，时间集中且相对宽松（双休日48小时内），可保证学生参与到实验的全过程，克服了“拆分式”教学模式下由于时间问题老师必须先完成諸如制样、仪器设备等步骤的弊端。
三、“集中交叉式”土常规指标实验教学模式的成效
我校通过十多年“集中交叉式”土常规指标实验教学的改革与实践，积极主动地将当地工程项目融入土力学实验教学中，在提高土力学实验教学质量、增强工程实践能力、拓宽就业机会等方面均产生了良好的效果，具体表现在：（1）本文契合工程实践的土常规指标实验教学模式，学生所学知识能够学以致用，充分调动了我校土木工程专业学生学习土力学课程及参加土力学实验的积极性，学生从被动式学习变为主动式学习，在很大程度上提高了土力学课堂及实验教学效果，增强了学生的工程实践能
力。据统计，我校土木工程专业学生土力学不及格率逐年降低，由2003年的43.1%下降至2016年的6.7%；学生就业后从事土工实验及土木检测行业的人数，由2003年的0人上升至2016
年的8人。（2）在“集中交叉式”教学模式下，学生在相对宽松的时间段内集中交叉完成土常规指标测定，参与所有实验项目操作及数据处理分析全过程，学生的科研素质、动手能力、综合运用知识分析问题、解决问题的能力得到了显著提高。据统计，我校土木工程专业学生参与教师科研项目的人数逐年增多，由2003年的5人次上升至2016年的90人次；考研录取率由2003年的6人上升至2017年的37人；2008年以来，每年均有1项以上大学生研究性学习和创新性实验计划项目立项。
参考文献：
[1]姬凤玲.土力学实验教学项目改革探析[J].中国建筑教育，2015（1）：17-19.
[2]廖原.土力学实验教学模式改革探讨[J].实验室科学，2013，16（6）：81-83.
[关 键 词] 土工实验；集中交叉式；教学模式；成效
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）28-0056-02
湖南理工学院（以下简称“我校”）作为地方性二本工科院校，其土木工程专业培养方案注重实践性教学环节，强调工程实践能力的培养。特别是近年来，我校作为“十三五”国家产教融合发展工程“应用型本科规划高校”，对学生工程实践能力的培养提出了更高的要求。土力学课程是所有高校土木工程专业必开的核心主干课程，土力学实验是土力学课程必不可少的实践性教学环节，各高校对土力学课程及土力学实验教学都非常重视，老师从不同的角度对土力学实验教学进行了大量有益的探索。
升本之前，我校土力学实验项目基本上以验证性为主的“拆分式”教学模式为主，即生硬地将土常规指标综合性实验拆分成多个验证性小实验，为完成实验而实验，不利于学生动手能力、工程实践能力、综合分析问题及解决问题能力等的培养，存在诸多弊端。
从2002年开始的十多年时间里，笔者就土力学实验教学进行了不断改革探索，特别是针对土常规指标实验，采取了契合工程实践的“集中交叉式”教学模式。十多年的土力学实验教学实践证明，这种创新性的土力学实验教学模式，相较于我校之前的“拆分式”教学模式，具有诸多优点，并且产生了一定的成效。
一、“拆分式”土常规指标实验教学及弊端分析
2002年之前，我校土力学实验教学计划课时8个课时，教学内容是土的常规物理力学指标实验，尽管这是一个综合性实验
项目，但考虑时间问题，强行将该综合性实验项目拆分成5个小的验证性实验项目，分5次独立实验完成。第一次含水量及密
度，时间1课时；第二次土粒比重实验，时间2课时；第三次液限和塑限联合测定，时间2课时；第四次是直剪实验，時间1课时；第五次是快速压缩实验，时间2课时。
土的常规物理指标之间、力学指标之间、物理指标和力学指标之间是相互关联的，而上述这种将综合性的土常规物理力学指标实验拆分成几个不同的时间段进行实验的教学模式，每一次小实验所用的土料性质不同，每次实验课基本上仅仅为单纯完成本次实验的操作及获得单个指标，各小实验项目之间缺乏连贯性，在不同时间利用不同土料测得的各指标，肯定无法体现各指标间的相关性，不能就各次测出的指标进行综合处理和分析，无法评判土的力学性质和物理状态。
“拆分式”土常规指标实验教学存在的弊端主要有如下几点：
（一）工程契合度不够
土常规指标是土建项目中必须提供的，而2002年前我校“拆分式”土常规实验教学中，所用土料差不多都是随机准备的，并没有与某一个工程项目对接，学生缺少接触工程项目的机会，无法理解实验的目的和意义，导致学生为了做实验而实验，不知道实验成果在工程项目中的真正用途。
（二）土常规指标综合性实验被拆分成若干个验证性小实验项目后，往往会造成时间浪费，教学效率低下
由于各实验项目所需时间不同，且有些实验需要数个小时的等待时间，如含水量实验需要8小时以上的恒温烘箱干燥时间、固结实验每一级荷载加载1小时后计数再加下一级荷，这些过程会因等待而空耗大量时间。
（三）学生参与度低，不能参与到实验的全过程
由于计划实验课时相对较少，每个小实验项目安排1～2个学时，其实大部分实验项目在时间上远远不够，如完成一个土的快速压缩实验、液塑限联合测定实验，需要24小时以上；完成含水量实验、土粒相对密度实验，需要8小时以上，往往实验教师课前过度准备，先完成几个环节的操作，如仪器的调试准备与制样等。这样学生不能参与到实验的全过程，而是利用现成的土样、仪器直接进行实验，学生实际动手机会偏少，思考问题、解决问题的能力受到限制，不利于学生对实验整体环节的把握，实验课无法达到预期效果，走出社会后也无法独立完成具体工程项目的土工实验及报告的编写。
（四）生硬折分实验项目
在大力提倡“三性”实验教学的背景下，仍生硬地将土常规指标综合性实验拆分成若干个验证性实验项目。这样，学生无法进行实验成果综合分析与评价环节，更无法出具符合工程需求的土工实验报告。
二、“集中交叉式”土常规指标实验教学模式及优点
（一）“集中交叉式”土常规实验教学模式简介
自2002年以来，我校土力学实验教学计划课时减少到6个课时，教学内容仍是土的常规物理力学指标实验。在课时减少2个课时的情况下，为了保证且提升教学质量，同时考虑土常规指标实验特点及拆分开设的弊端，对土木工程专业本科生土力学实验教学进行了改革。即在理论教学全部结束后，采用集中开设土常规指标实验教学模式代替原来拆分开设模式，学生以2～3人为一小组，针对老师从具体工程勘察现场取回来的圆柱形原状结构土样，集中在双休日的48小时内完成该土样所有常规指标的测定，学生在课后完成实验数据的整理、分析，并出具完整的满足工程需求的土工实验报告。“集中交叉式”土常规指标实验教学模式具体要求及过程概述如下：（1）要求课前网上下载《土工实验方法标准》GBT50123-1999、《公路土工实验规程》（JTGE40—2007）等标准、规范、规程。预习土常规指标实验资料，掌握实验原理、目的、操作过程及设备的使用等。（2）每1小组（一般2～3人）打印一份实验数据原始记录表（老师提供电子版），并带笔、草稿纸等进实验室。（3）进入实验室后，实验老师给每1小组提供一个近期从工程现场取来的圆柱形原状结构土样。在双休日（48小时）内，以小组为单位完成老师发给每1小组土样的所有常规指标的测定。（4）室内操作完成后，打扫卫生，清洗仪器设备等，并将实验原始数据交实验老师检查后方可离开实验室。（5）及时处理实验数据，绘制相关图表，进行资料整理与分析，并于实验操作完成后的2周内提交实验报告。 “集中交叉式”教学模式下的改革内容主要体现在两个方面：（1）把土常规指标实验作为综合性实验开设，实验时间集中在双休日的48小时内，各小实验项目通过合理穿插、交叉，充分利用各小实验项目过程中的“等待时间”，以达到节省时间、提高教学效果的目的。（2）学生所用土样均为近期本地某一具体工程项目现场采取的原状结构标准试件，而且明确告诉学生，实验所用的土是某一个具体工程项目的地基土，使实验教学更贴近工程实践。
（二）“集中交叉式”土常规实验教学模式的优点
1.“集中交叉式”教学模式下，土力学实验教学与具体工程项目挂钩，学生实验所用的土样取自近期某一个具体的工程项目，通过督促学生查阅行业实验标准规范、相互探讨，经老师调整认可后，有可能让学生的实验成果用于工程项目中。通过这种贴近工程实践的实验实训，学生感到所学知识能学以致用，能提高土力学实验教学环节的效果和质量，激发学生学习兴趣、求知欲和责任意识，增强学生的动手能力、工程实践能力和创新能力，提升学生分析问题和解决问题的能力，有助于学生提前进入行业服务角色，拓展就业机会，提高学生的就业成功率。
2.“集中交叉式”土常规指标实验教学模式，可实现多个实验项目交叉进行，保证同一土样同步在各实验之间使用，真正提高实验成果的准确度，达到节省时间、提高工作效率的目的。
3.“集中交叉式”实验教学模式下，学生能在相对集中且宽松的时间段完成所有土常规实验项目的操作过程及数据处理与成果整理，对每一个实验操作和后处理环节有一个整体的把握与
理解，能自然轻松地对土常规指标实验产生全面系统的了解，有利于学生对同一个土试样的常规指标实验数据进行综合处理与分析，实现各土常规指标间的换算，探讨各三相比例指标间的相关性，使学生动手能力、分析问题、解决问题的能力得到提升。
4.在“集中交叉式”教学模式下，时间集中且相对宽松（双休日48小时内），可保证学生参与到实验的全过程，克服了“拆分式”教学模式下由于时间问题老师必须先完成諸如制样、仪器设备等步骤的弊端。
三、“集中交叉式”土常规指标实验教学模式的成效
我校通过十多年“集中交叉式”土常规指标实验教学的改革与实践，积极主动地将当地工程项目融入土力学实验教学中，在提高土力学实验教学质量、增强工程实践能力、拓宽就业机会等方面均产生了良好的效果，具体表现在：（1）本文契合工程实践的土常规指标实验教学模式，学生所学知识能够学以致用，充分调动了我校土木工程专业学生学习土力学课程及参加土力学实验的积极性，学生从被动式学习变为主动式学习，在很大程度上提高了土力学课堂及实验教学效果，增强了学生的工程实践能
力。据统计，我校土木工程专业学生土力学不及格率逐年降低，由2003年的43.1%下降至2016年的6.7%；学生就业后从事土工实验及土木检测行业的人数，由2003年的0人上升至2016
年的8人。（2）在“集中交叉式”教学模式下，学生在相对宽松的时间段内集中交叉完成土常规指标测定，参与所有实验项目操作及数据处理分析全过程，学生的科研素质、动手能力、综合运用知识分析问题、解决问题的能力得到了显著提高。据统计，我校土木工程专业学生参与教师科研项目的人数逐年增多，由2003年的5人次上升至2016年的90人次；考研录取率由2003年的6人上升至2017年的37人；2008年以来，每年均有1项以上大学生研究性学习和创新性实验计划项目立项。
参考文献：
[1]姬凤玲.土力学实验教学项目改革探析[J].中国建筑教育，2015（1）：17-19.
[2]廖原.土力学实验教学模式改革探讨[J].实验室科学，2013，16（6）：81-83.