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

隨著實體經濟回歸，調整產業結構、開發高新技術產業成為經濟發展必然趨勢。這就要求高等教育機構適應社會發展需求，實現教育輸出和社會輸入對接，培養技能型及創新型人才。為了順應社會發展需求，地方師范院校紛紛向工科轉型，申報土木、機械等工科專業。不同于傳統教學模式，實踐環節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，它對學校培養目標的實現起著至關重要作用。土木工程材料是土木工程專業必修基礎課，該課程在土木培養方案中起承上啟下的作用，是學生開始認識專業課的橋梁。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]。“設計性”實驗模式，建立教學實驗評定機制，完善實驗室規章制度等措施[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。這樣不僅導致實驗儀器設備教學資源浪費，而且不利于本專業可持續發展。

（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）創新性、挑戰性不足

傳統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，獲得數據并處理數據。這種填鴨式教學模式沒有發揮學生主觀能動性，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據的意義，不利于學生創新思維方法的形成。

二、實驗教學改革

根據土木工程材料實驗課現狀及存在問題，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新，針對學生學習態度，探索實驗技能考核創新。第二課堂（課外活動）針對實驗設備利用率低、創新性、挑戰性不足等問題，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新創業項目，并積極洽談合作企業，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，并計算砂子的規范級配，根據計算出的結果，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、養護條件、混合材料品種和摻量、水泥礦物組成等因素影響，養護條件如溫度不同，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范流程完成，正確使用儀器設備，正確記錄實驗數據。

（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學生創新性和邏輯性思維，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