土木工程材料實驗課教學改革

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摘要：針對應用型本科院校土木工程材料實驗課存在的問題，建立并完善三個課堂體系，即實踐教學課堂、課外互動課堂和社會實踐課堂，提升學生檢測動手能力、邏輯思維能力、創(chuàng)新能力和綜合素質。

關鍵詞：土木工程；材料實驗課；實踐教學；課外互動；社會實踐

隨著實體經(jīng)濟回歸，調整產業(yè)結構、開發(fā)高新技術產業(yè)成為經(jīng)濟發(fā)展必然趨勢。這就要求高等教育機構適應社會發(fā)展需求，實現(xiàn)教育輸出和社會輸入對接，培養(yǎng)技能型及創(chuàng)新型人才。為了順應社會發(fā)展需求，地方師范院校紛紛向工科轉型，申報土木、機械等工科專業(yè)。不同于傳統(tǒng)教學模式，實踐環(huán)節(jié)在應用型本科院校中占很大比例，部分高校實踐教學學分比例甚至達到30%以上，它對學校培養(yǎng)目標的實現(xiàn)起著至關重要作用。土木工程材料是土木工程專業(yè)必修基礎課，該課程在土木培養(yǎng)方案中起承上啟下的作用，是學生開始認識專業(yè)課的橋梁。不同于力學課程和結構原理課程，土木工程材料課貼近工程現(xiàn)實，實踐性很強，由理論課和實驗課兩大部分組成。理論課主要講解土木工程材料的制備、性能、國家標準和應用等，知識較多，內容繁雜，各章之間相對獨立，要掌握好這部分理論知識，必須理論與實踐相結合[1]?！霸O計性”實驗模式，建立教學實驗評定機制，完善實驗室規(guī)章制度等措施[2]；實驗教學要從原教學體系中分離出來，單獨設置土木工程材料實驗課或設置土木工程材料實驗周[3]；編制學生實驗手冊，開放實驗室并與課題相結合等優(yōu)化實驗課的組織與實施[4]。為提高土木工程材料實驗課的教學效果提供了參考。

一、實驗課存在的問題

（一）實驗設備利用率低

土木工程材料實驗課涵蓋水泥試驗、混凝土骨料試驗和石油瀝青試驗等，但由于高校課時壓縮，實驗課課時較少，需分組上課，為防止和理論課沖突，一般集中幾周完成，導致實驗設備大部分時間處于閑置狀態(tài)。這樣不僅導致實驗儀器設備教學資源浪費，而且不利于本專業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

（二）學生積極性不高

首先實驗教學成績一般占《土木工程材料》課程總成績的30%，這部分成績雖然比例較高，但是成績僅根據(jù)實驗報告和出勤率確定，學生不需掌握材料檢測的技能，便可完成以上兩個內容，沒有學習壓力。其次學生身處學校，未走向工作崗位，無法意識到實驗教學內容的重要性，缺乏學習目標。最后實驗課程無閉卷考試，學生課前不預習，課下無復習，只是被動和機械性的完成學習任務。

（三）創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性不足

傳統(tǒng)實驗課一般是教師介紹實驗目的、實驗方法和實驗步驟，演示儀器操作方式，交代應注意事項，學生按照實驗指導書完成實驗，獲得數(shù)據(jù)并處理數(shù)據(jù)。這種填鴨式教學模式?jīng)]有發(fā)揮學生主觀能動性，無法引起學生興趣，實驗內容單一，沒有融合到具體材料的整個研究中，無法讓學生思考實驗數(shù)據(jù)的意義，不利于學生創(chuàng)新思維方法的形成。

二、實驗教學改革

根據(jù)土木工程材料實驗課現(xiàn)狀及存在問題，建立并完善“第一課堂（實踐教學）、第二課堂（課外活動）、第三課堂（社會實踐）”三個實踐育人課堂融合機制，提升學生認知能力、思考能力、創(chuàng)新能力和綜合素質，打造學校實踐育人特色。第一課堂（實踐教學）針對教學內容單一，不能引導學生思考等問題，進行實驗方案綜合設計創(chuàng)新，針對學生學習態(tài)度，探索實驗技能考核創(chuàng)新。第二課堂（課外活動）針對實驗設備利用率低、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性不足等問題，成立興趣小組，申請實驗室開放課題，以預約方式為同學開放設備。第三課堂（社會實踐）針對學生實踐能力不強的問題，建立學生進入教師研究中心的導師制，積極鼓勵學生申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，并積極洽談合作企業(yè)，讓學生參觀并參與其中。

（一）第一課堂實踐內容項目化

1.增加設計性項目類型

傳統(tǒng)實驗項目如水泥凝結時間實驗、體積安定性實驗都是針對某種材料的單一實驗。為了提高學生綜合能力，需要增加設計性實驗項目類型，以水泥混凝土綜合實驗為例，學生想要全面掌握這個實驗，需要從配合比計算開始，利用理論知識計算配制水泥混凝土需要的砂子、石子、水和水泥的量，并計算砂子的規(guī)范級配，根據(jù)計算出的結果，稱取各成分的量，進行混凝土攪拌機拌和與人工拌和的比較，測試坍落度，并根據(jù)坍落度及時調整各成分的量，重復實驗步驟，直至配出的混凝土滿足要求。在整個實驗過程中，教師起解疑達惑的輔助作用，學生是主體，可以極大的提高學生的積極性。

2.采用多方案實驗

傳統(tǒng)實驗項目如水泥強度實驗都是針對某種單一影響因素的實驗，但土木工程材料的性能指標受多因素和多條件影響，所以需要設計多方案實驗。水泥強度受水泥細度、養(yǎng)護條件、混合材料品種和摻量、水泥礦物組成等因素影響，養(yǎng)護條件如溫度不同，測出的結果也不同。不同年級測試不同影響因素下水泥強度，同一年級不同小組測試同一影響因素不同條件下水泥強度，讓學生討論各種因素及各種條件對水泥強度的影響，加深知識點的理解。

3.改革實驗評價體系

制定學生實驗評價體系，納入實驗技能考核。要求學生課堂實驗完成后，不僅要寫實驗報告，還要按照材料檢測單位格式填寫相關材料檢測報告。學生除完成實驗課的任務及實驗報告的書寫，還必須通過技能考核，才能達到實驗課及格的標準，然而，實驗項目非常多，如果所有項目都進行考核，耗時耗力，為了有效推進實驗技能考核制度，提高效率，學生采取抽簽的方式，抽到的實驗項目必須按照國家規(guī)范流程完成，正確使用儀器設備，正確記錄實驗數(shù)據(jù)。

（二）第二課堂開放化

1.興趣小組探索性實驗

為了提高學生創(chuàng)新能力，興趣小組宗旨是學生自己設計實驗，提出實驗方案，查閱資料，并且獨立進行實驗，寫出實驗論文或實驗報告。學生自愿報名，自愿組合，對認真完成實驗的同學采取加學分的激勵機制。

2.實驗室開放制度探索

由教師申請實驗課題，通過學分激勵機制調動一部分同學參與進來，鼓勵學生在課余時間練習實驗儀器的操作，學生在進實驗室之前要承諾嚴格遵守實驗室規(guī)章制度，并在使用登記表上填寫詳細信息。

（三）第三課堂多樣化

通過土木工程材料實驗課的學習和探索，有興趣的同學可以積極主動加入到土木相關教師的科研中心，在教師的指導下，參與教師的相關課題，完成理論知識向課外的延伸。教師積極尋找材料檢測合作單位，帶學生到合作單位參觀實際工程的檢測實驗，讓學生了解工程中需要檢測的實驗項目、檢測的方法、檢測的儀器以及如何出具檢測報告。

三、結語

第一課堂實驗內容項目化，采用多方案實驗和改革實驗評價體系，可以較好調動學生積極性，有利于學生切實掌握該部分知識，具備實際操作技能。第二課堂興趣小組探索性實驗和實驗室開放制度探索可以開發(fā)學生創(chuàng)新性和邏輯性思維，帶動學生了解科研方向和科研手段。第三課堂導師制制度可以讓學生深入導師課題，切實完成科研任務。三個課堂融合體系既可以保證學生學習效果，又可以加深學生和教師間的互動。

參考文獻：

[1]張長清,金康寧.土木工程材料創(chuàng)新實驗教學改革的探討與實踐[J].高等建筑教育,2003，(4):73-75.

[2]彭春元,張俊平.土木工程材料實驗教學體系改革思路[J].理工高教研究,2004，(4):123-124.

[3]張旭賢.《土木工程材料》課程教學改革研究的探索[J].塔里木大學學報,2010,22(1):114-117.

[4]丁鑄,孫坤,劉偉,董必欽,邢鋒.土木工程材料實驗教學組織與實施[J].實驗技術與管理,2008，(1):116-118.

作者：劉廣英 單位：滁州學院 滁州市公路勘測設計院