《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)課程研究型教學(xué)方法分析與實(shí)踐

徐方 朱婧 顧功輝

摘要：針對(duì)目前高校土木工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)和目前土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程存在的缺陷，提出研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，使學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)要求的基礎(chǔ)上，提高探索和自主創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：土木工程材料；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；研究型教學(xué)方法；自主創(chuàng)新

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）12-0279-02

《土木工程材料》課程在土木工程專(zhuān)業(yè)課程中具有舉足輕重的地位，具有承上啟下的作用。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)則又是《土木工程材料》課程的重中之重，因?yàn)檫@門(mén)課程涉及了成百上千種材料，學(xué)生必須要從試驗(yàn)中去了解各材料的特性、梳理試驗(yàn)方法和運(yùn)用實(shí)驗(yàn)材料。為此，高等學(xué)校亟需創(chuàng)新改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。

一、土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程的組成

土木工程材料實(shí)驗(yàn)涵蓋的面比較廣，通常來(lái)說(shuō)包含以下幾個(gè)方面。

（一）課程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

課程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)就是指一些常規(guī)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，比如混凝土的塌落度實(shí)驗(yàn)、立方體試塊的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、材料的表觀(guān)密度實(shí)驗(yàn)等。由于綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)器材和場(chǎng)地條件要求比較高，所以雖然開(kāi)設(shè)這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的高校比較多，但是成果甚微。

（二）學(xué)科競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)

這類(lèi)實(shí)驗(yàn)指的就是高標(biāo)準(zhǔn)的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。以“全國(guó)大學(xué)生混凝土設(shè)計(jì)大賽”為代表的學(xué)科競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)，對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力進(jìn)行了全面科學(xué)的考察，使學(xué)生把課堂上的理論和實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，大大提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和效果，也促進(jìn)了新型復(fù)合人才的培養(yǎng)。

（三）科研實(shí)踐類(lèi)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)就是為了最大限度地激發(fā)學(xué)大生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前存在的問(wèn)題

目前大部分高校對(duì)于《土木工程材料》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是采用如下方法：首先，由任課教師梳理實(shí)驗(yàn)任務(wù)和所需的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，然后各組學(xué)生再按照老師的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證課本上的結(jié)果，并掌握實(shí)驗(yàn)步驟，最后各小組撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，交給任課老師打分。這很容易在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中形成以下問(wèn)題。

第一，由于《土木工程材料》課程課時(shí)少，而在為數(shù)不多的實(shí)驗(yàn)課上又大規(guī)模地去進(jìn)行單一的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致學(xué)生思維的單一化和模式化。這樣，一方面由于課時(shí)限制，無(wú)法進(jìn)行一些創(chuàng)新型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)；另一方面，禁錮了學(xué)生的思維能力，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

第二，由于目前高校實(shí)驗(yàn)教師比例不足，導(dǎo)致一個(gè)實(shí)驗(yàn)老師需要同時(shí)肩負(fù)多個(gè)班的教學(xué)任務(wù)，而且學(xué)校儀器設(shè)備不足，這就導(dǎo)致了一般的教學(xué)模式是多個(gè)班同時(shí)上課，學(xué)生實(shí)際操做試驗(yàn)儀器的機(jī)會(huì)很少，基本都是老師操作，學(xué)生在下面觀(guān)摩，嚴(yán)重影響了授課效果。

第三，由于經(jīng)常開(kāi)展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而課本上的各實(shí)驗(yàn)之間銜接又不是很緊密，這就導(dǎo)致了學(xué)生難以形成系統(tǒng)的知識(shí)體系，不利于以后的實(shí)踐運(yùn)用。另外實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)方法過(guò)于單一，難以全面考核學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)的掌握情況。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的設(shè)想

為了達(dá)到高校土木工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果、培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革。

（一）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式

首先，《土木工程材料》這一課程不具有針對(duì)性，它廣泛應(yīng)用于土建類(lèi)的許多專(zhuān)業(yè)，這就要求任課教師結(jié)合各專(zhuān)業(yè)實(shí)際情況去優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率。其次，應(yīng)把提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)。要打破原有的單一式的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，這就要求在掌握基本材料的基本性能試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前本領(lǐng)域發(fā)展方向，適當(dāng)增加一些新材料、新方法的實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)和當(dāng)前實(shí)踐相結(jié)合。這樣不僅融合了創(chuàng)新型、研究型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，豐富了教學(xué)內(nèi)容，更提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維能力，為以后的實(shí)踐打下基礎(chǔ)。

（二）建立實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度，加強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)

一方面，由于正常的實(shí)驗(yàn)課時(shí)比較少，而上課的學(xué)生多、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和器材又有限，這就大大降低了授課效果；另一方面，由于一些學(xué)生對(duì)于這門(mén)課程有相當(dāng)大的興趣，因此可以鼓勵(lì)同學(xué)們?cè)谡n外去實(shí)驗(yàn)室完成教學(xué)大綱內(nèi)的實(shí)驗(yàn)或者是進(jìn)行一些感興趣的綜合性實(shí)驗(yàn)。由于設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)需要花費(fèi)較多的時(shí)間去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)各個(gè)流程，這就需要學(xué)校為學(xué)生們提供一個(gè)比較充分的時(shí)間和場(chǎng)地條件，這也就是建立實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度的必要性。另外，由于土木工程材料實(shí)驗(yàn)大都是一些常見(jiàn)的水泥、混凝土、砂石等實(shí)驗(yàn)，如果單純?nèi)ソ淌谶@些內(nèi)容，則失去了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義。我們應(yīng)當(dāng)在把握基本實(shí)驗(yàn)原理和步驟的情況下，強(qiáng)調(diào)綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)和自主設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。這一類(lèi)實(shí)驗(yàn)就是為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率，達(dá)到教學(xué)要求。

（三）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系

通常來(lái)說(shuō)，大多數(shù)高校都是把實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成績(jī)歸并到理論教學(xué)中，這樣最后只有一個(gè)成績(jī)，但并沒(méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行任何評(píng)價(jià)，這樣嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成果。為此，完善和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系當(dāng)從以下兩個(gè)方面進(jìn)行：首先，考核的原則應(yīng)當(dāng)是在公平客觀(guān)的前提下對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，這樣我們就可以實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的教師考核模式到學(xué)生分組考核和企業(yè)評(píng)價(jià)相結(jié)合模式的一個(gè)跨越。對(duì)于一些有利于夯實(shí)基礎(chǔ)的驗(yàn)證性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，可以采用單純的教師評(píng)價(jià)模式，由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)操作進(jìn)行修正，以便下一步進(jìn)行綜合型和設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)；當(dāng)進(jìn)行綜合型實(shí)驗(yàn)考核時(shí)，可以先由各小組分組進(jìn)行設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)步驟的交流，進(jìn)行小組之間的互評(píng)，最后由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師進(jìn)行打分，這樣就把實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)權(quán)交給了學(xué)生。其次，傳統(tǒng)的考察都是只考察實(shí)驗(yàn)報(bào)告并將成績(jī)納入理論課成績(jī)當(dāng)中，這樣是不全面、不細(xì)致的。應(yīng)當(dāng)采用研究型教學(xué)所重視的過(guò)程性考核方法，強(qiáng)調(diào)突出學(xué)生的創(chuàng)新力、思維力和解決問(wèn)題的能力，比如除了考察最終的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，還可以對(duì)學(xué)生所撰寫(xiě)的開(kāi)題報(bào)告、調(diào)研報(bào)告和實(shí)驗(yàn)感悟進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（四）加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資金投入

實(shí)驗(yàn)課程不同于理論課程，綜合型和設(shè)計(jì)型的大實(shí)驗(yàn)需要高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán)境做基礎(chǔ)，因此，加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資金投入勢(shì)在必行?！锻聊竟こ滩牧稀愤@門(mén)課程涉及上千種材料，而材料領(lǐng)域的發(fā)展又相當(dāng)迅速，為方便更為直觀(guān)和準(zhǔn)確的教學(xué)，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)適時(shí)準(zhǔn)備與課程相應(yīng)的新材料樣品。同時(shí)還可以購(gòu)買(mǎi)多媒體設(shè)備，使教學(xué)更加直觀(guān)清晰，把晦澀難懂的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和原理通過(guò)多媒體加以演示。同時(shí)，為了拓寬學(xué)生的知識(shí)面，達(dá)到教學(xué)計(jì)劃的要求，還應(yīng)當(dāng)建設(shè)一支專(zhuān)業(yè)化、高素質(zhì)的教師團(tuán)隊(duì)。另外，對(duì)于新采購(gòu)的機(jī)器設(shè)備，要及時(shí)組織人員培訓(xùn)、學(xué)習(xí)，并做好登記。

（五）保持理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一致性

通常來(lái)說(shuō)，理論課程的授課老師和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師往往不是同一人，這就要求理論老師和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師在相關(guān)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)方面必須做到一致，以免造成課堂上講解的理論內(nèi)容和實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作脫節(jié)的現(xiàn)象，避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的隨意操作。

四、結(jié)語(yǔ)

土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是實(shí)現(xiàn)高等學(xué)校培養(yǎng)土建類(lèi)大學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的重要手段。為提高土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改革勢(shì)在必行。在保證基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行的基礎(chǔ)上，要多開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)型、綜合型的實(shí)驗(yàn)，不斷增強(qiáng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考能考能力，以使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革取得顯著成果。

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Study of Research-oriented Teaching Method on Civil Engineering Materials Experimental Course

XU Fang1，ZHU Jing2，GU Gong-hui1

（1.Faculty of Engineering，China University of Geosciences，Wuhan，Hubei 430074，China；

2.Hubei Communications Technical College，Wuhan，Hubei 430079，China）

Abstract：For civil engineering specialty in colleges and universities teaching training goal and defects of the current civil engineering materials experiment course，puts forward the research experiment teaching method，causes the student to complete the experiment on demand，on the basis of improving exploration and independent innovation ability.

Key words：Civil engineering materials；experimental course；Research-oriented teaching method；Own initiative