土工试验是土力学中的基本内容,实验土力学是土力学的一个重要分支,土工试验是土木工程学习中必须掌握的基本实验[1]。由于现场试验原状土的结构性,土工问题的诸多影响因素是现场原位试验、室内试验和工程原型监测成为工程实践中不可缺少的一部分。
土工试验之所以重要性,是因为只有通过试验才能揭示土作为一种碎散多相地质材料的一般和特有的力学性质;只有对具体土样的试验,才能揭示不同类型、不同产地、不同状态的不同力学性质,特别是对于非饱和图、区域性与、人工复合土等;试验是确定各种理论和工程设计参数的基本手段,试验是验证各种理论的正确性以及实用性的重要手段;足尺试验、模型试验可以验证土力学理论和数值分析计算结构的合理性,也是认识和解决实际工程问题的重要手段;原位试验、原位监测直接为土木工程服务,同时使数值计算的反算和实现信息化施工的重要依据。
所以,土力学的研究和土工实践从来都不能脱离土工实验工作,它是深入认识和发展完善理论和计算的正确途径。
1、 传统土工实验教学模式
当前,高职及本科院校土工实验从土力学与地基基础中分离出来,形成一门单独的实践性课程。有些高校将土工实验设置依附于“土力学与地基基础”课程,先讲理论后进行实验教学,将理论与实验脱离开来,严重影响教学效果。甚至有的高校为了其他课程安排,随意压缩实验课程学时及内容,只让学生做简单的实验,或者进行一些设备的认识就结束。以我校为例,建筑工程技术专业的土工实验跟随土力学进度,但是独立开课,实验课时为6~8学时。由于土工实验有其自身的特殊性,实验过程有诸多的不确定因素,比如土工实验前试样的制备,实验结束后含水量的测定,这些都不能拘泥于2学时或3学时内完成。如果实验时实验老师没有事先准备试样,需要同学们动手制备,那么这样的学时就远远不够。仓促的时间会造成学生对实验过程、实验原理及实验技巧能得不到提高,这些是我从事土工实验教学感得教学安排最不合理的地方。
2、 土工实验教学方法单一
各高校开展土工实验大都是教师对实验目的与要求、实验仪器讲解、实验原理、实验步骤与方法、实验数据分析与小结等进行讲解,演示实验操作过程,同学们在旁边观看。殊不知对一个实验过程相对复杂的试验,无论你怎么样讲解与演示操作,同学们都无法很好地将实验操作步骤了然于心,而且这样的实验教学还枯燥乏味。一堂实验课下来,同学们能够独立操作完成实验全过程的人少之又少,根本达不到教学效果。