土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程創(chuàng)新性研究

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摘要:土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程是土建類專業(yè)學(xué)生了解土木工程材料的重要途徑之一，其改革與創(chuàng)新對(duì)于土木工程學(xué)科建設(shè)具有重要意義。文章針對(duì)之前實(shí)驗(yàn)課程中存在的一些不足，結(jié)合“新工科”建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容調(diào)整、學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)和考核方法優(yōu)化這三個(gè)方面，對(duì)土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探討，為今后實(shí)驗(yàn)課程的改革與創(chuàng)新提出了一些建設(shè)性的思路。

關(guān)鍵詞:新工科；土木工程材料；實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新性

1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整

長(zhǎng)江師范學(xué)院是地方應(yīng)用型本科高校，土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)以創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)為主。基于此，對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做出了適當(dāng)調(diào)整，減掉了應(yīng)用面較窄、專業(yè)屬性過(guò)強(qiáng)的燒結(jié)多孔磚和石油瀝青試驗(yàn)，增加了水泥基本性質(zhì)和混凝土配合比設(shè)計(jì)所占的篇幅，著重加入了混凝土性能測(cè)試的內(nèi)容。由于土木工程材料在不斷更新和發(fā)展，其試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和操作方法亦有較大變化，需及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行更新，如金屬拉伸試驗(yàn)中，鋼筋抗拉強(qiáng)度在200～1000MPa之間時(shí)，從原來(lái)的應(yīng)修約到5MPa改為現(xiàn)在的1MPa[3]；2018年起，GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》中取消了32.5強(qiáng)度的水泥，相應(yīng)實(shí)驗(yàn)中使用的水泥需采用42.5強(qiáng)度及以上[4]。對(duì)于驗(yàn)證性試驗(yàn)，如水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)，可將1年前預(yù)留的試樣和新制備的試樣進(jìn)行強(qiáng)度對(duì)比，讓學(xué)生更加直觀地感受齡期對(duì)水泥水化強(qiáng)度的影響。通過(guò)試驗(yàn)內(nèi)容的優(yōu)化和調(diào)整，可使土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程的知識(shí)體系更加完整，重點(diǎn)更加突出，符合當(dāng)今土木工程學(xué)科發(fā)展對(duì)專業(yè)實(shí)踐能力的要求。

2學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不僅可以通過(guò)提高創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比重來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以體現(xiàn)在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中。如混凝土配合比設(shè)計(jì)中，通常都會(huì)直接給出集料的表觀密度、含水率、粒徑等指標(biāo)，學(xué)生通過(guò)相關(guān)要求和參數(shù)計(jì)算即可。而現(xiàn)在作為“協(xié)助者”，教師可以只提供原料，而不告訴學(xué)生指標(biāo)，讓學(xué)生自己進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)烘干前后的質(zhì)量差計(jì)算含水率，通過(guò)篩分試驗(yàn)得到集料的粒徑，通過(guò)李氏瓶和電子天平測(cè)出集料的表觀密度。相比直接給出參數(shù)，這樣更能啟發(fā)學(xué)生的思維。土木工程材料試驗(yàn)課程一般安排在大二的第一學(xué)期，大二是學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新的黃金時(shí)間，因?yàn)榇笠恍枰m應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境并學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課，而大三開始專業(yè)課難度增加，又要抽出時(shí)間準(zhǔn)備考研。由于“挑戰(zhàn)杯”、“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”和“互聯(lián)網(wǎng)+”等科技創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目通常給學(xué)生提供的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)較少，土木工程實(shí)踐創(chuàng)新相對(duì)較難實(shí)現(xiàn)，而土木工程材料創(chuàng)新性研究則是一個(gè)比較好的切入點(diǎn)?？晒┻x擇的研究?jī)?nèi)容包括高性能混凝土的制備、與建筑材料相關(guān)的工程病害防治措施、提高建筑材料耐久性的研究、建筑廢棄物的資源化利用等方面。以建筑廢棄物資源化利用為例，可以在周邊廢棄建筑或者建筑垃圾填埋點(diǎn)收集實(shí)心磚、空心磚、混凝土塊、砌筑砂漿、瓦片、瓷磚等建筑廢棄物，通過(guò)破碎和篩分得到再生骨料，然后用這些再生骨料對(duì)混凝土或水泥砂漿的骨料進(jìn)行部分替代[5]。而且，以往做完試驗(yàn)后的廢料通常都是堆積，然后做為垃圾進(jìn)行集中處理。但是結(jié)合建筑廢棄物的資源化利用的方向，還可以將檢測(cè)抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度后的混凝土試樣進(jìn)行收集、破碎，作為混凝土再生骨料進(jìn)行利用。學(xué)生通過(guò)創(chuàng)新項(xiàng)目的鍛煉，動(dòng)手能力和科研能力都會(huì)有一個(gè)顯著的提高。

3考核方式的優(yōu)化

以往在開始試驗(yàn)之前，均由試驗(yàn)老師講述試驗(yàn)指導(dǎo)書中的詳細(xì)內(nèi)容，并示范具體的操作過(guò)程。在試驗(yàn)過(guò)程中，如果學(xué)生只是單純地重復(fù)試驗(yàn)指導(dǎo)書中的操作步驟，容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果千篇一律，也無(wú)法避免試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)的雷同現(xiàn)象。現(xiàn)在，是讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，對(duì)學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)提問(wèn)，并對(duì)平時(shí)成績(jī)進(jìn)行考核，從而促進(jìn)學(xué)生試驗(yàn)前的預(yù)習(xí)，并通過(guò)自己對(duì)指導(dǎo)書的理解來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，幫助學(xué)生獨(dú)立思考。試驗(yàn)結(jié)果一定要實(shí)事求是，如果結(jié)果不符合要求，需要重點(diǎn)分析原因，并對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，不能隨意篡改試驗(yàn)結(jié)果。除此之外，還要對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行考核，包括操作是否規(guī)范和認(rèn)真程度、學(xué)生之間的配合、數(shù)據(jù)記錄詳實(shí)與否、試驗(yàn)原料浪費(fèi)與否、是否注意試驗(yàn)安全、是否愛護(hù)試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生保持情況等。

4結(jié)語(yǔ)

隨著土木工程學(xué)科的發(fā)展，如何培養(yǎng)“新工科”背景下土木工程專業(yè)的高素質(zhì)復(fù)合型人才，提高學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，是各工科院校需要考慮的重點(diǎn)。土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程的改革與創(chuàng)新研究同樣要結(jié)合土木工程學(xué)科的發(fā)展，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上不斷補(bǔ)充最新的研究進(jìn)展，在教學(xué)方法上以實(shí)驗(yàn)理論為基礎(chǔ)，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，最終為社會(huì)輸送更多專業(yè)實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)秀技術(shù)人才。

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[4]趙新軍.全面取消32.5水泥完全可行[J].中國(guó)水泥,2018,194(07):59-60.

作者：趙亮 李永強(qiáng) 姚爽 單位：長(zhǎng)江師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院