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摘要：结合“工程教育专业论证”特点和“三性”实验内涵，剖析了我校土木工程专业实验室传统管理模式的弊端，提出了“三性”实验教学对岩土实验室管理制度的新要求，围绕着“三性”岩土实验教学体系，从实验室改造、开放模式、设备管理、师资力量等方面探讨了岩土实验室管理模式的改革措施及成效。
关键词：土木工程专业；“三性”实验；岩土实验室；管理模式
本文引用格式：曾召田等.基于“三性”实验教学的岩土实验室管理模式探讨[J].教育现代化，2019，6（14）：21-23
随着社会的发展，注重大学生素质教育和创新能力的培养已经成为各高校教学改革的重点目标，经过近年来的努力，在这方面已经取得了一定的成效。然而，由于实验学时偏少、实验室管理制度僵化、师资力量薄弱等诸多影响因素的限制，目前我国高校土木工程专业普遍开设一些传统的验证性岩土实验项目；整个实验教学过程中，指导老师简单地进行示范性教学，学生人数多、参与意识差、对实验过程缺乏思考、对实验技能掌握不够、分析能力和动手能力都得不到有效提高。因此，改变传统的岩土实验教学模式，构建以综合性、设计性、创新性为主的“三性”岩土实验教学体系，是“工程教育专业论证”背景下土木工程岩土实验教学进行改革和建立新体系的根本途径。为此，我校岩土专业教研室和实验室的老师成立了课程教改小组，根据“工程教育国际认证”的要求，对传统的岩土实验教学大纲进行修改和完善，保持原有的验证性实验项目，结合工程实践和教学实际重新设计了一些综合性、设计性、创新性岩土实验项目，在此基础上，围绕“三性”岩土实验项目的开展，对实验室管理模式进行了一些初步探讨。
一 实验室传统管理模式的弊端
1995年，桂林理工大学成立了土木工程专业，为广西最早的土木工程专业办学点之一。目前，除了土木工程专业三方向（岩土工程、工民建、交通土建）开设岩土类实验，学校的其他多个专业（如建筑工程、工程管理、环工水工）也开设了该实践课程。该课程任课所属的广西岩土力学与工程重点实验室，2007年被评为广西自治区重点实验室，2009年被评为区级实验教学示范中心，为学生的实践教学及项目的实施提供了非常好的平台。但是，该实验室的运行一直都遵循着土木工程实验室的传统管理模式，管理制度僵化、开放时间固定、仪器设备利用率低等弊端的存在严重制约着“三性”岩土实验项目的开展，主要表现为以下几个方面：
（一）实验室管理制度僵化
实验教学一般由相对独立的功能实验室来组织实施，往往针对于某一门具体课程，譬如，《土力学》这门课程内的土工实验教学一般由岩土实验室来承担。这样的实验教学安排，往往割裂了土木工程专业知识体系的统一性、连贯性和整体性，对学生的综合、设计和创新能力的培养形成很大的阻碍作用。
在日常管理中，实验室具有相对固定的开放时间，一般是在进行本科生实验授课时使用，授课结束后实验室就关闭。每个学期的开放时间仅为3~5周，其他时间实验室关闭，仪器设备闲置，使用率非常低。研究生使用实验室和仪器设备需要复杂的申请手续，且仪器的完备率不高，往往导致实验数据的精确性不够。
（二）实验室功能单一
实验室按照仪器功能进行了简单分类，每类实验室仅能够进行单一功能的实验。例如，直剪实验室安置了所有的直剪仪（手动单剪、电动单剪、电动四联剪等），仅能做直剪实验；固结实验室安置了所有的固结仪（杠杆式高/低压固结仪、气压式十六联固结仪），仅能做压缩固结实验。这样分类有利于验证性实验的授课和操作，但是不利于综合性、设计性和创新性实验的开展，对科研创新型人才的培养是一种严重的阻碍。譬如，土力学实验中，进行土的常规物理力学指标综合实验时，需要跨越数个实验室，仪器设备使用非常不方便。
（三）实验室师资力量薄弱
实验室教师一般各自负责自己所属的功能实验室，仅仅对自己的仪器设备熟悉，其它功能实验室的仪器设备、实验方法都一概不知；尤其值得注意的是，实验室教师习惯于以往的验证性实验授课，对综合性、设计性、创新性实验还抱有抵触情绪。上述因素不利于实验资源的有效整合，无法适应“三性”实验教学的需要，往往导致综合性、设计性和创新性实验无法有效开展。
二“三性”实验教学对实验室管理的新要求
2001年，教育部首次提出“开出一批新的综合性、设计性实验”；2005年，教育部重新提出上述意见，根据实验性质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；2011年，教育部对上述“三性”实验进行了明确定义，并且在文件中强调“设计性、综合性这两类实验课程的开设比例必须达到80%以上”。由此可见，实验教学环节在培养学生实践能力、创新精神过程中发挥的重要性。因此，高校的实验室管理模式必须适应新形势的发展需要，必然提出全新的要求。
（一）综合性实验
综合性实验以传统的验证性实验为基础，实验内容主要分为两类：①涉及相关的综合知识；②运用综合的实验方法、实验手段；目的是对学生的知识、能力、素质形成综合的学习与培养。
综合性实验教学的特点：突破了单项实验项目的局限，注重于实验项目之间的内在联系，重点把握不同实验项目组合的特征；需要实验室管理模式能够适应多项目同时实验的要求，克服了按课程设置实验、配置实验设备的弊端。
（二）设计性实验
设计性实验是学生根据自己的个人兴趣，寻求教师指导，选定实验目的和实验条件，对实验方案进行自行设计后征求教师指导意见，在此基础上，对实验方法、器材、操作程序进行自行选择和设计；最后，学生根据自己的实验方案进行实验并对实验结果进行分析处理。
这类实验体现了学生的学习主动性、实验内容的探索性和实验方法的多样性。实验室管理机制如何促进学生的实验主动性、提高学生的实验兴趣，如何促进学生与指导老师之间的沟通，如何方便学生有效使用实验室和仪器设备，是进行这一类实验时值得思考的主要问题。
（三）创新性实验
创新性实验是指学生依靠老师的指导，在自己感兴趣的研究范畴或导师挑选的课题方向，针对某一个选定的研究目标所进行探索、创新性的实验过程，是学生初步接触科研、融入科研的一种重要形式，有利于培养学生的科研能力和科学素养；学生在自己感兴趣的领域，可以进行相关的实验和研究，可以帮助其建立科研信心，提高科研兴趣，进一步明确科研方向，这尤其是对于继续读研深造的同学具有非常显著的影响。
这类实验不仅要求实验室管理模式更具有开放性和包容性，同时需要实验设备的使用、流动及记录更为灵活，指导老师和学生在实验室使用方面具有更大的自主权利和便利条件。
三 岩土实验室管理模式改革措施
为了适应“三性”实验的新要求，岩土实验室对传统的管理体制进行了系列改革，主要体现在以下几方面：
（一）改造岩土实验室
“三性”岩土实验跨越了单项验证性实验的局限，注重于岩土体各指标参数之间的内在联系，着眼于培养学生的综合、设计和创新能力，因此对岩土实验室建设提出了更高的要求。2016年春季学期，岩土实验室老师经过广泛调研、深入研究，向学院提出了岩土实验室的改造方案并得到了学院的支持，利用暑期对岩土实验室进行了合理布局和改造：①将实验室按功能划分为3个区域，即常规实验区、创新实验区和自制研发区。常规实验区主要是验证性实验和综合性实验的开展区域；创新实验区主要是设计性实验和创新性实验的开展区域；自制研发区主要是一些自制设备或者改造设备，鼓励学生充分发挥主观能动性。②对不同功能实验室的仪器设备进行了调配与整合，例如将土的常规物理力学指标测试所需的全部设备调配到同一间实验用房，大大提高了仪器设备的利用率。③岩土实验室改用统一的门禁系统，替代实验室教师用钥匙开门。
（二）加强实验设备管理
对于“三性”岩土实验的常用仪器设备，要求实验室管理老师确保其完好率，在需要使用的时候能保质保量提供给学生使用，除按教学计划安排的课时外，学生需要另外使用时，可提前与实验室管理老师预约。对于创新性岩土实验项目，一般以导师的课题为主，实验中可以利用课题组的专业设备。常规设备，由实验管理老师负责管理和维护，对参加实验的学生分批次进行培训；专用设备，由专用管理老师负责管理和维护，需要使用该设备时，则先向专用管理老师预约培训，培训合格后方可进行相关实验。
（三）改革实验室开放模式
“三性”实验要求实验室管理制度具有开放性，对实验设备的使用、流动更为灵活。为此，实验室开放模式进行了如下改革：①定时定期开放实验模式——时间为10：00~20:00，学生自主安排实验时间，采取实验预约制度，每组人数为1~2人，大大增加了学生的动手机会；主要针对验证性实验和综合性实验；②自主式实验模式——由指导老师审核实验方案，办理实验室门禁卡，学生可自己安排时间进行实验，具有更大的灵活度；主要针对设计性实验和创性实验。
（四）优化岩土实验教学师资队伍
开设“三性”岩土实验项目，需要实验教师队伍达到更高的水平。针对“三性”实验的“自主、创新、实践”等特点，要求岩土实验教师具有扎实的专业理论知识和丰富的工程实践经验，不仅要掌握所教专业学科的知识，还要不断关注岩土工程的发展动态，同时更多地从事科学研究和工程实践活动。为此，对岩土实验教学师资队伍进行了优化，主要采取以下3方面的措施：①对岩土实验室现有教师进行培训，鼓励实验指导老师更多地参加工程实践；②安排岩土工程专业理论教师兼职岩土实验教学工作，结合自己的科研课题和工程项目，设置设计性、创性性的岩土实验项目；③从校外土木工程单位聘请经验丰富的高级工程师指导岩土实验的相关教学活动。
四 结语
岩土实验室管理新模式已经平稳运行了近2年，实践结果证明，该运行模式有利于实验室的统一管理，给学生更多的自由创想空间和自主实验时间，提高了学生的创新意识，可以很好地促进土木工程专业“三性”岩土实验教学体系的健康发展，有效实现“国际工程教育专业论证”背景下岩土实验教学新体系的构建目标。
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