工程教育专业认证背景下土木工程专业岩土实验教学新体系构建的必要性分析

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　　摘要：针对现有土木工程专业岩土实验教学体系的弊端，从工程教育专业认证特点、“三性”实验内涵、国内外研究现状等方面论证了工程教育专业认证背景下土木工程专业岩土实验教学新体系构建的必要性。
　　关键词：工程教育专业认证；土木工程专业；岩土实验教学体系；“三性”实验
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）14-0129-02
　　目前我国高校传统的土木工程专业岩土实验项目仍以验证性实验为主，综合性、设计性、创新性岩土实验项目开设很少。验证性实验只是对前人知识的验证、重复和再现，尽管对学生动手能力、基本仪器的使用、实验原理的理解等方面有一定的作用，但对于学生创新能力、工程实践能力、综合分析与解决问题能力的培养是远远不够的。验证性实验内容单一，限定于对某个知识点的基本操作、基本训练，老师提供实验指导书，对每个实验的目的、仪器原理、实验内容、数据表格、数据处理都写得非常具体。教学方式一般是学生在实验前预习实验指导书，实验过程中按操作步骤逐步进行，整个实验过程中，学生处于被动状态，无需学生自己分析思考，学生参与意识差，依赖性强，实际操作技能与分析能力较差，创新能力和动手能力得不到有效培养与提高。
　　本文针对现有土木工程专业岩土实验教学体系的弊端，从工程教育专业认证特点、“三性”实验内涵、国内外研究现状等方面论证了工程教育专业认证背景下土木工程专业岩土实验教学新体系构建的必要性。
　　一、工程教育专业认证的特点
　　工程教育专业认证是工程教育质量保障的国际通行做法，是国际工程教育学历互认和工程师互认的重要基础。开展工程教育专业认证对于深化高等工程教育改革，保障教育质量具有重要的作用。
　　工程教育专业认证具有3个特点：（1）合格评价，工程教育专业认证强调工程教育的基本质量要求，是一种合格评价；（2）强调培养目标达成，工程教育专业认证是一种以行业专家和工程教育专家联合实施的外部评估，强调培养目标的达成；（3）注重学生学习产出，工程教育专业认证是以“学生学习产出”为导向的评价活动。因此，工程教育专业认证体系要求学生在加强基础理论学习的同时，着力提升学生的工程素质，重点培养学生工程实践能力和工程创新意识。
　　土木工程专业是一个实践性很强、工程性质十分明显的专业学科，很多理论、经验及构造等都来源于工程实践。岩土实验教学作为土木工程专业课程学习中理论与实践相结合的一个重要实践性教学环节，便于学生深入掌握岩土物理力学性质的实验方法和土力学的一些理论知识，要求学生了解基本土工实验的仪器操作和实验技能，学会整理测试资料和分析测试数据，有利于培养学生的工程意识和综合素质，为今后从事土木工程专业技术工作打下良好的基础，从而真正实现“专业认证合格人才”的培养目标。
　　二、“三性”实验的定义与内涵
　　教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》（教高[2001]4号）中首次提出“开出一批新的综合性、设计性实验”；在《教育部关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知》（教高[2005]8号）中提出“加强综合性、设计性、创新性实验”的意见，并从实验性质的角度，将实验项目分为综合性、设计性、创新性三类，简称为“三性”实验；在《教育部关于普通高等学校本科教学评估工作的意见》（教高[2011]9号）中，明确地给出了“三性”实验的定义，并要求开设设计性、综合性的实验课程比例须达到80%以上。由此可见，实验环节对培养学生创新精神的重要性和必要性。
　　综合性实验建立在验证性实验的基础上，实验内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、实验手段，对学生的知识、能力、素质形成综合的学习与培养；设计性实验是学生在教师的指导下，根据给定的实验目的和实验条件，自行设计实验方案、选择实验方法、选择实验器材、拟定实验操作程序，自己加以实现并对实验结果进行分析处理的实验；综合性、设计性实验有利于培养学生的创新思维，是新时期实践教学发展的必由之路。创新性实验是学生在导师指导下，在自己的研究领域或导师选定的学科方向，针对某一或某些选定研究目标所进行的具有探索、创新性质的实验，是学生早期参加科学研究、教学科研早期结合的一种重要形式，有利于培养学生的科研能力和科学素养，特别是对于继续读研深造的同学具有非常显著的影响。
　　因此，“三性”实验可以克服以往岩土实验教学模式的弊端，有效培养学生的动手能力、实验技能，促进学生由“被动学习”向“主动学习”转变，教师由“填鸭式”教学向“引导式”教学转变，有利于培养学生的科研能力和科学素养。
　　三、国内外研究现状分析
　　对于大多数应用型本科院校来说，实践教学对培养大学生创新能力、工程素养、团队合作精神等起着重要作用。因此，围绕着实践教学，许多研究学者开展了大量的研究工作，而岩土实验作为土木工程专业必不可少的专业基础实践课程，也得到了許多研究者的关注。目前此类研究主要分为两个方面：一方面，针对我国高校实践教学的现状，结合“三性”实验的内涵和特征，进行各学科实验教学模式的探索与实践。例如，朱群峰等结合邵阳学院信息与电子实验室的实际情况，通过整合教学内容、优化资源配置、改进教学方法、加强教学管理、提高队伍素质等方法，对“三性”实验教学模式进行了探索；谭甲凡等探讨了合理构建“三性”实验教学新体系的原则和步骤；孙家国针对土木工程专业实验教学，构建了“三性”实验教学体系，提出以实验教学与理论教学、实验室教学与工程实践、课堂实验与开放实验相统一的土木工程专业实验教学改革思路；申有名等从实验内容、教学手段、教学方法、考核模式等方面探讨了实验教学的改革，构建了应用化学专业“三性”实验教学新体系。
　　另一方面，针对传统岩土实验教学中存在的问题，从实验教学资源条件、教学组织方法以及实验教学评价体系等出发，以期更好地完善传统实验教学方式，达到培养学生实践能力和创新精神的目的。例如：闫蕊鑫结合土木工程专业“卓越工程师教育培养计划”具体要求，提出适应于新形势下的土力学实验教学模式，凸显主动性、连贯性、开放性、综合性、实践性等特征；汤劲松等通过分析当前土木工程专业土力学实验教学的现状和存在的问题，提出基于卓越工程师培养的土力学实验教学改革措施；曾召田等剖析了当前土力学实验教学中存在的主要问题，从土力学实验内容设置、实验教学方式、实验室管理模式等方面提出了一系列改革措施。从以往的研究可以看出，随着我国教育改革的发展，为了解决目前实验教学体系中存在的问题，岩土实验教学的改革研究已经由以往对传统实验教学的修葺、完善，逐渐转变为寻求新的实验教学方式、体系，以适应我国对创新型人才培养的需要。同时，从“三性”实验教学的研究成果中，我们也可以看出，“三性”实验教学，对激发大学生自主性，培养其思考、总结、工程设计及创新能力确实有着极大的推动作用。因此，构建土木工程专业“三性”岩土实验教学体系，用于补充甚至替换传统教学体系，不仅可以解决目前岩土实验教学中存在的问题，真正实现国际工程人才培养的目标，而且对于相关专业的实践教学改革也有着积极的推动作用。
　　四、结论
　　土木工程专业“三性”岩土实验教学新体系可以克服以往岩土实验教学模式的弊端，有效培养学生的动手能力、实验技能，促进学生由“被动学习”向“主动学习”转变，教师由“填鸭式”教学向“引导式”教学转变，有利于培养学生的科研能力和科学素养，为今后从事土木工程专业技术工作打下良好的基础，从而真正实现“专业认证合格人才”的培养目标，是工程教育专业论证背景下进行土木工程专业岩土实验教学改革的必由之路。
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