土木工程材料實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革

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

關(guān)鍵詞：土木工程；材料實(shí)驗(yàn)課；實(shí)踐教學(xué)；課外互動；社會實(shí)踐

隨著實(shí)體經(jīng)濟(jì)回歸，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、開發(fā)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然趨勢。這就要求高等教育機(jī)構(gòu)適應(yīng)社會發(fā)展需求，實(shí)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(yīng)社會發(fā)展需求，地方師范院校紛紛向工科轉(zhuǎn)型，申報(bào)土木、機(jī)械等工科專業(yè)。不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式，實(shí)踐環(huán)節(jié)在應(yīng)用型本科院校中占很大比例，部分高校實(shí)踐教學(xué)學(xué)分比例甚至達(dá)到30%以上，它對學(xué)校培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)起著至關(guān)重要作用。土木工程材料是土木工程專業(yè)必修基礎(chǔ)課，該課程在土木培養(yǎng)方案中起承上啟下的作用，是學(xué)生開始認(rèn)識專業(yè)課的橋梁。不同于力學(xué)課程和結(jié)構(gòu)原理課程，土木工程材料課貼近工程現(xiàn)實(shí)，實(shí)踐性很強(qiáng)，由理論課和實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用等，知識較多，內(nèi)容繁雜，各章之間相對獨(dú)立，要掌握好這部分理論知識，必須理論與實(shí)踐相結(jié)合[1]?！霸O(shè)計(jì)性”實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，建立教學(xué)實(shí)驗(yàn)評定機(jī)制，完善實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度等措施[2]；實(shí)驗(yàn)教學(xué)要從原教學(xué)體系中分離出來，單獨(dú)設(shè)置土木工程材料實(shí)驗(yàn)課或設(shè)置土木工程材料實(shí)驗(yàn)周[3]；編制學(xué)生實(shí)驗(yàn)手冊，開放實(shí)驗(yàn)室并與課題相結(jié)合等優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課的組織與實(shí)施[4]。為提高土木工程材料實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果提供了參考。

一、實(shí)驗(yàn)課存在的問題

（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率低

土木工程材料實(shí)驗(yàn)課涵蓋水泥試驗(yàn)、混凝土骨料試驗(yàn)和石油瀝青試驗(yàn)等，但由于高校課時(shí)壓縮，實(shí)驗(yàn)課課時(shí)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(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài)。這樣不僅導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備教學(xué)資源浪費(fèi)，而且不利于本專業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

（二）學(xué)生積極性不高

首先實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shí)驗(yàn)報(bào)告和出勤率確定，學(xué)生不需掌握材料檢測的技能，便可完成以上兩個(gè)內(nèi)容，沒有學(xué)習(xí)壓力。其次學(xué)生身處學(xué)校，未走向工作崗位，無法意識到實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的重要性，缺乏學(xué)習(xí)目標(biāo)。最后實(shí)驗(yàn)課程無閉卷考試，學(xué)生課前不預(yù)習(xí)，課下無復(fù)習(xí)，只是被動和機(jī)械性的完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

（三）創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性不足

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課一般是教師介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟，演示儀器操作方式，交代應(yīng)注意事項(xiàng)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)驗(yàn)，獲得數(shù)據(jù)并處理數(shù)據(jù)。這種填鴨式教學(xué)模式?jīng)]有發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，無法引起學(xué)生興趣，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，沒有融合到具體材料的整個(gè)研究中，無法讓學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的意義，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維方法的形成。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

根據(jù)土木工程材料實(shí)驗(yàn)課現(xiàn)狀及存在問題，建立并完善“第一課堂（實(shí)踐教學(xué)）、第二課堂（課外活動）、第三課堂（社會實(shí)踐）”三個(gè)實(shí)踐育人課堂融合機(jī)制，提升學(xué)生認(rèn)知能力、思考能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，打造學(xué)校實(shí)踐育人特色。第一課堂（實(shí)踐教學(xué)）針對教學(xué)內(nèi)容單一，不能引導(dǎo)學(xué)生思考等問題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新，針對學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度，探索實(shí)驗(yàn)技能考核創(chuàng)新。第二課堂（課外活動）針對實(shí)驗(yàn)設(shè)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(shí)驗(yàn)室開放課題，以預(yù)約方式為同學(xué)開放設(shè)備。第三課堂（社會實(shí)踐）針對學(xué)生實(shí)踐能力不強(qiáng)的問題，建立學(xué)生進(jìn)入教師研究中心的導(dǎo)師制，積極鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，并積極洽談合作企業(yè)，讓學(xué)生參觀并參與其中。

（一）第一課堂實(shí)踐內(nèi)容項(xiàng)目化

1.增加設(shè)計(jì)性項(xiàng)目類型

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如水泥凝結(jié)時(shí)間實(shí)驗(yàn)、體積安定性實(shí)驗(yàn)都是針對某種材料的單一實(shí)驗(yàn)。為了提高學(xué)生綜合能力，需要增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型，以水泥混凝土綜合實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生想要全面掌握這個(gè)實(shí)驗(yàn)，需要從配合比計(jì)算開始，利用理論知識計(jì)算配制水泥混凝土需要的砂子、石子、水和水泥的量，并計(jì)算砂子的規(guī)范級配，根據(jù)計(jì)算出的結(jié)果，稱取各成分的量，進(jìn)行混凝土攪拌機(jī)拌和與人工拌和的比較，測試坍落度，并根據(jù)坍落度及時(shí)調(diào)整各成分的量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，直至配出的混凝土滿足要求。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，教師起解疑達(dá)惑的輔助作用，學(xué)生是主體，可以極大的提高學(xué)生的積極性。

2.采用多方案實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如水泥強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)都是針對某種單一影響因素的實(shí)驗(yàn)，但土木工程材料的性能指標(biāo)受多因素和多條件影響，所以需要設(shè)計(jì)多方案實(shí)驗(yàn)。水泥強(qiáng)度受水泥細(xì)度、養(yǎng)護(hù)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(hù)條件如溫度不同，測出的結(jié)果也不同。不同年級測試不同影響因素下水泥強(qiáng)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(qiáng)度，讓學(xué)生討論各種因素及各種條件對水泥強(qiáng)度的影響，加深知識點(diǎn)的理解。

3.改革實(shí)驗(yàn)評價(jià)體系

制定學(xué)生實(shí)驗(yàn)評價(jià)體系，納入實(shí)驗(yàn)技能考核。要求學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)完成后，不僅要寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，還要按照材料檢測單位格式填寫相關(guān)材料檢測報(bào)告。學(xué)生除完成實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫，還必須通過技能考核，才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)課及格的標(biāo)準(zhǔn)，然而，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目非常多，如果所有項(xiàng)目都進(jìn)行考核，耗時(shí)耗力，為了有效推進(jìn)實(shí)驗(yàn)技能考核制度，提高效率，學(xué)生采取抽簽的方式，抽到的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目必須按照國家規(guī)范流程完成，正確使用儀器設(shè)備，正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（二）第二課堂開放化

1.興趣小組探索性實(shí)驗(yàn)

為了提高學(xué)生創(chuàng)新能力，興趣小組宗旨是學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，提出實(shí)驗(yàn)方案，查閱資料，并且獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，寫出實(shí)驗(yàn)論文或?qū)嶒?yàn)報(bào)告。學(xué)生自愿報(bào)名，自愿組合，對認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)的同學(xué)采取加學(xué)分的激勵(lì)機(jī)制。

2.實(shí)驗(yàn)室開放制度探索

由教師申請實(shí)驗(yàn)課題，通過學(xué)分激勵(lì)機(jī)制調(diào)動一部分同學(xué)參與進(jìn)來，鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間練習(xí)實(shí)驗(yàn)儀器的操作，學(xué)生在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前要承諾嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，并在使用登記表上填寫詳細(xì)信息。

（三）第三課堂多樣化

通過土木工程材料實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)和探索，有興趣的同學(xué)可以積極主動加入到土木相關(guān)教師的科研中心，在教師的指導(dǎo)下，參與教師的相關(guān)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(xué)生到合作單位參觀實(shí)際工程的檢測實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解工程中需要檢測的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、檢測的方法、檢測的儀器以及如何出具檢測報(bào)告。

三、結(jié)語

第一課堂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容項(xiàng)目化，采用多方案實(shí)驗(yàn)和改革實(shí)驗(yàn)評價(jià)體系，可以較好調(diào)動學(xué)生積極性，有利于學(xué)生切實(shí)掌握該部分知識，具備實(shí)際操作技能。第二課堂興趣小組探索性實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室開放制度探索可以開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性和邏輯性思維，帶動學(xué)生了解科研方向和科研手段。第三課堂導(dǎo)師制制度可以讓學(xué)生深入導(dǎo)師課題，切實(shí)完成科研任務(wù)。三個(gè)課堂融合體系既可以保證學(xué)生學(xué)習(xí)效果，又可以加深學(xué)生和教師間的互動。

參考文獻(xiàn)：

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作者：劉廣英 單位：滁州學(xué)院 滁州市公路勘測設(shè)計(jì)院