土木工程實驗教學革新路徑思考

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如鋼材的物理力學性能實驗在土木工程材料和材料力學等課程中交叉出現(xiàn)，簡易土工實驗在土力學和巖土工程勘察與測試技術(shù)等課程中交叉重復(fù)。每一門課程的實驗教學都會重復(fù)介紹設(shè)備的使用等內(nèi)容，既浪費了有限的實驗學時，又難以激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)新積極性。由于課中實驗各自獨立，前幾年也象征性地進行過綜合性實驗、設(shè)計性實驗，但均以課程為核心，在各自課程中設(shè)置，綜合性和設(shè)計性內(nèi)容簡單，阻礙了學科間的滲透，學生很難“創(chuàng)造性”地得出實驗數(shù)據(jù)并完成實驗報告，實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)未能落到實處。學生缺乏學習的主動性。實驗教學僅是理論課的補充，從教學內(nèi)容和形式上看，理論課和實驗課重復(fù)敘述了實驗方法、操作步驟，學生只需簡單操作即可完成實驗操作任務(wù)，數(shù)據(jù)處理也較簡單。同時，實驗課未單獨考核，實驗教師僅依據(jù)實驗報告給出實驗成績，供理論課教師參考，無法調(diào)動學生的學習主動性和積極性。

實驗教學內(nèi)容體系改革思路與實施

針對上述問題，學校土木工程專業(yè)實驗教學內(nèi)容體系改革的總體思路是:以培養(yǎng)地方高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標，以實驗理論和實驗技術(shù)為基礎(chǔ)，以增強實踐能力和創(chuàng)新精神為主線，建立以理論教學為依托且相對獨立的實驗教學內(nèi)容體系［3］。改革具體內(nèi)容包括三方面。

1．實驗課程單獨設(shè)置

在分析各實驗課程具體內(nèi)容，相互銜接情況及實驗項目設(shè)置后，統(tǒng)一規(guī)劃實驗內(nèi)容和相關(guān)課程，落實各實驗課應(yīng)承擔的任務(wù)，減少實驗內(nèi)容不必要的重復(fù)。重組實驗課程，實驗課程單獨設(shè)置。

2．實驗項目精心設(shè)計

實驗項目設(shè)計是實驗教學內(nèi)容體系改革的關(guān)鍵，實驗項目整合的具體做法包括:(1)刪除教學內(nèi)容陳舊或與培養(yǎng)目標無關(guān)的項目;(2)合并內(nèi)容重復(fù)或類似的實驗項目;(3)減少驗證性實驗的比重，提高體現(xiàn)學科先進性的綜合性實驗和設(shè)計性實驗項目的比重，增加綜合性、設(shè)計性實驗項目和實驗理論內(nèi)容;(4)實驗項目少而精。實驗項目選定時，貫徹少而精的原則，實驗項目不宜過多，加強每個實驗的力度，提高實驗教學的質(zhì)量;(5)適當增加實驗教學的總課時數(shù)。

3．循序漸進和適度跳躍

實驗教學內(nèi)容體系改革應(yīng)由淺入深、循序漸進。其一，實驗教學與理論教學相協(xié)調(diào)，在教學內(nèi)容上循序漸進;其二，隨著實驗教學層次的提高，能力培養(yǎng)也需循序漸進。對于具有相對獨立性的實驗教學內(nèi)容體系，必然會有部分實驗教學內(nèi)容走在理論課前面，但只要出現(xiàn)這種情況的項目不是太多，這種適度跳躍是正常的，可以讓學生嘗試解決未接觸過的問題。這種能力的培養(yǎng)，在大學階段十分必要，并符合認識規(guī)律。

土木工程專業(yè)實驗教學內(nèi)容經(jīng)過整合與補充，基本形成與實驗教學內(nèi)容體系相對應(yīng)的實驗課程體系，改革后設(shè)置的實驗課程有:物理實驗，土木工程基礎(chǔ)實驗(建筑材料實驗、材料力學試驗、土工試驗)，土木工程結(jié)構(gòu)試驗(綜合性和設(shè)計性實驗)，土木工程測試技術(shù)實驗(實踐性實驗)。測量學、電工學保留課中實驗形式，實驗課程中基礎(chǔ)實驗項目占40%，綜合性和設(shè)計性實驗項目占40%，工程實踐實驗占20%，實驗教學學時(不含其他實踐環(huán)節(jié))占總學時比例達到20%。

實驗教學內(nèi)容體系改革的層次與功能

海南大學土木工程專業(yè)的實驗教學內(nèi)容體系改革設(shè)計，基本形成相對獨立、層次分明和功能明確的實驗課程體系，按實驗項目劃分有以下層次和功能。

第一層次為基礎(chǔ)實驗。這部分實驗內(nèi)容主要是驗證性實驗，包含建筑材料物理力學性能實驗、簡易土工實驗、測量實驗(習)。通過本層次實驗教學，學生能掌握基本實驗操作方法，正確使用儀器，準確取得實驗數(shù)據(jù)，掌握數(shù)據(jù)處理和誤差分析方法。同時幫助學生了解實驗教學的意義及其在專業(yè)人才培養(yǎng)計劃中的地位，了解實驗教學的規(guī)章制度，培養(yǎng)良好的習慣和敬業(yè)精神。

第二層次為綜合性實驗。綜合性實驗課程是在學生具備前一層次的基礎(chǔ)上，更深層次和系統(tǒng)地訓練實驗技術(shù)和技能。綜合性實驗有單學科綜合和多學科綜合，涵蓋專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊和專業(yè)課程模塊，把原來劃分過細的各門課程實驗項目合并，有機串聯(lián)相關(guān)內(nèi)容，進行內(nèi)容整合，體現(xiàn)系統(tǒng)性，給學生以完整的技能訓練。主要是進一步訓練學生的操作能力，幫助學生驗證一些有價值的定理，觀察一些特殊現(xiàn)象，掌握專業(yè)實驗儀器設(shè)備的操作流程，學會從數(shù)據(jù)中分析現(xiàn)象、給出結(jié)論，逐步形成發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

第三層次為設(shè)計性實驗。設(shè)計性實驗層次著重強調(diào)學生綜合運用前兩個層次學習的知識和技能，輔以專業(yè)選修課的理論與知識，在教師指導(dǎo)下積極主動設(shè)計實驗方案，經(jīng)審核后，獨立完成實驗［2］，實驗內(nèi)容為動態(tài)設(shè)計。在這個層次上的鍛煉，主要是幫助學生掌握建筑結(jié)構(gòu)、建筑樁基、建筑地基、基坑監(jiān)測等實驗方法，能自主設(shè)計構(gòu)件承載力、變形等類型實驗的方法和程序。

第四層次為工程實踐實驗。土木工程專業(yè)的學生進入3年級以后，動手能力日趨成熟，但工程能力的實踐還遠遠不夠，創(chuàng)新素質(zhì)有待進一步提高，為給畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)、作好準備，實驗教學必須面對社會需求的現(xiàn)實問題實施改革［3］。在工程實踐實驗層次，了解實踐建筑工程設(shè)計、施工與質(zhì)量檢測的有關(guān)內(nèi)容，了解國家有關(guān)技術(shù)規(guī)范與標準，掌握建筑材料現(xiàn)場抽樣和檢測方法及判斷依據(jù)，掌握常用的現(xiàn)場檢測設(shè)備及無損檢測方法，基本能完成建筑材料、建筑地基、建筑樁基、基坑監(jiān)測、建筑結(jié)構(gòu)等的檢測方案設(shè)計及實施檢測。改革后的培養(yǎng)方案中，保證實驗教學四年連貫發(fā)展?；拘纬梢荒昙墝W會設(shè)備使用和儀器操作，二年級能夠組織實施驗證性實驗，三年級能夠獨立完成綜合性實驗與設(shè)計性實驗，四年級可以進行工程實踐實驗，為畢業(yè)設(shè)計和就業(yè)作準備。

實驗教學內(nèi)容體系改革實施效果

土木工程專業(yè)實驗教學內(nèi)容改革2010年初步實施，配套有關(guān)教學管理制度，采取相應(yīng)的教學方法與手段，通過近二年的實踐探索，取得了初步成效:一是實驗教學獨立設(shè)課后，教師承擔實驗課教學工作積極性高，原來只擔任理論課教學工作的教師也愿意承擔實驗課程，突出了教師在實驗教學中的基礎(chǔ)作用和中心地位，體現(xiàn)和貫徹了實驗教學與理論教學同等重要的思想觀念;二是實驗教學獨立設(shè)課后，課堂質(zhì)量可控，單獨考核、單獨記學分，與理論課一樣實行不及格重修制度，學生的學習積極性和主動性顯著提高;三是實驗項目內(nèi)容豐富，形式多樣，學生動手能力、實驗技能、分析解決問題的工程實踐能力得以提高，教師將科研課題與實驗教學結(jié)合，讓學生參與研究，進一步加強實驗教學對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的作用;四是從2012屆學生畢業(yè)論文選題來看，選擇有實驗內(nèi)容的畢業(yè)論文題目比例增加15%，畢業(yè)論文整體質(zhì)量提高。

結(jié)語

實驗教學內(nèi)容體系改革是教學改革的重點也是難點，在“大土木”背景下，地方高校土木工程專業(yè)如何不斷更新實驗教學理念，探索適于高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實驗教學內(nèi)容體系，還需要進一步研究與實踐。（本文作者：陳奕柏、楊東全、韓建剛、柯才桐 單位：海南大學土木建筑工程學院）