普通高等工科教育中強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)模式研究
——以土木工程專業(yè)水泥基復(fù)合材料和工程測(cè)量課程為例

劉 軍，李偉文，吳凌壹，蔣志律，周藍(lán)天，宋應(yīng)秋

(深圳大學(xué)，廣東 深圳 518060)

0 前 言

土木工程專業(yè)屬于工科，實(shí)踐性強(qiáng)，與實(shí)際工程結(jié)合非常密切，為了完善工程技術(shù)人才的培養(yǎng)模式，國(guó)家教育部根據(jù)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》提出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”[1]，政府為實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”提供了科學(xué)指南，教育部提出建設(shè)發(fā)展“新工科”，可以看作是“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的2.0版。結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn)就是造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量土木工程技術(shù)人才。在筆者任教的土木工程專業(yè)中，水泥基復(fù)合材料和工程測(cè)量?jī)砷T(mén)課程是土木專業(yè)的基礎(chǔ)課程，除了理論知識(shí)的講授外，這兩門(mén)課程都強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)，如在水泥基復(fù)合材料的講授過(guò)程中，需要學(xué)生自己設(shè)計(jì)復(fù)合材料的配合比，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定材料的力學(xué)及其他性能。工程測(cè)量教學(xué)中，會(huì)設(shè)置專門(mén)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生了解儀器、理解實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要通過(guò)課堂講授，教學(xué)效果不明顯，到了實(shí)驗(yàn)課獨(dú)立操作時(shí)，由于學(xué)生沒(méi)有理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程，無(wú)法獨(dú)立完成，學(xué)生缺乏主觀能動(dòng)性，導(dǎo)致學(xué)生很難將課堂講授的理論知識(shí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行融會(huì)貫通。在新時(shí)代普通高等工科專業(yè)人才的培養(yǎng)過(guò)程中，需要更加強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性，突出強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)新模式。

1 土木工程強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)模式內(nèi)容

1)制定突出實(shí)踐技能培養(yǎng)的教學(xué)大綱和培養(yǎng)方案。土木類專業(yè)的測(cè)量實(shí)踐教學(xué)由課間實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)習(xí)( 集中實(shí)習(xí)) 兩部分構(gòu)成。在考慮各個(gè)專業(yè)對(duì)測(cè)量知識(shí)和技能需求的前提下，測(cè)量實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不僅要統(tǒng)籌合理安排，更要凸顯各專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的特色。在內(nèi)容組織上，應(yīng)根據(jù)工程測(cè)量基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容和各專業(yè)特點(diǎn)，精選并合理安排教學(xué)內(nèi)容[2]。針對(duì)工程測(cè)量與實(shí)際工程技能結(jié)合緊密的特點(diǎn)，有針對(duì)性地制定理論授課教學(xué)大綱與試驗(yàn)環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)大綱。增加實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)，突出理論與實(shí)踐相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

課程安排上，為了保證每位學(xué)生具有較高的獨(dú)立操作能力，在學(xué)期末會(huì)增設(shè)具有競(jìng)賽性質(zhì)實(shí)際操作的考核環(huán)節(jié)。培養(yǎng)方案中為了加強(qiáng)實(shí)踐技能的訓(xùn)練，在工程測(cè)量課程的基礎(chǔ)上，單獨(dú)設(shè)置1個(gè)學(xué)時(shí)的專業(yè)必修實(shí)習(xí)課(工程測(cè)量實(shí)習(xí)課)。本課程的綜合成績(jī)考核更注重平時(shí)成績(jī)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重，總占比達(dá)到了40%。實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識(shí)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作考核將占平時(shí)成績(jī)的75%，并且原則上實(shí)際操作考核不合格學(xué)生的該年度成績(jī)?cè)u(píng)定為不合格，以此使學(xué)生能充分認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的重要性。

2)建立一套強(qiáng)化實(shí)踐技能培養(yǎng)的課堂實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目流程。通過(guò)合理的課題實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，可以讓學(xué)生深入理解理論知識(shí)在工程中的應(yīng)用，如在水泥基復(fù)合材料水泥安定性問(wèn)題的課堂講解中，只能讓學(xué)生對(duì)其有膚淺的了解，如果指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室分別制備不同f-CaO、f-MgO、石膏含量的水泥，學(xué)習(xí)化學(xué)組成與礦物組成分析，通過(guò)查詢相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范掌握檢測(cè)f-CaO、f-MgO、石膏含量是否符合安定性要求分別采用的檢測(cè)方法，通過(guò)檢測(cè)分析明確f-CaO、f-MgO、石膏含量分別達(dá)到多高時(shí)會(huì)出現(xiàn)安性不良，最后回歸課堂，教師講解為什么采用不同安定性檢測(cè)方法的原因。通過(guò)完整的課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)會(huì)比單純的課堂講解更能使學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)[3]。在工程測(cè)量課程的講授中，根據(jù)授課教學(xué)大綱及實(shí)驗(yàn)課實(shí)訓(xùn)大綱，重新整合和設(shè)計(jì)為9個(gè)必修的課堂實(shí)驗(yàn)，主要包括：①水準(zhǔn)儀的認(rèn)識(shí)和使用；②水準(zhǔn)測(cè)量；③水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)；④經(jīng)緯儀的認(rèn)識(shí)；⑤水平角觀測(cè)(測(cè)回法)；⑥水平角觀測(cè)(方向觀測(cè)法)；⑦豎直角與三角高程；⑧經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)；⑨距離測(cè)量及一個(gè)選修實(shí)驗(yàn)；⑩全站儀的操作與使用，并據(jù)此建立了一套強(qiáng)化實(shí)踐技能培養(yǎng)的課堂實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目流程，讓學(xué)生們加深了應(yīng)用方面的認(rèn)識(shí)。

3)設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用培養(yǎng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。綜合練習(xí)是將課堂上所學(xué)的理論及實(shí)踐教學(xué)知識(shí)整合應(yīng)用于實(shí)際的過(guò)程，它培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的需求，用所學(xué)的理論和方法來(lái)完成實(shí)際任務(wù)。在學(xué)習(xí)水泥材料課程的課余時(shí)間，組織同學(xué)到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行參觀，提出一些具體的工程問(wèn)題，讓同學(xué)運(yùn)用課程中的基本原理來(lái)完成解答。工程測(cè)量課教學(xué)中，應(yīng)用全站儀大比例地形圖的測(cè)繪，把小地區(qū)控制測(cè)量、地形測(cè)量實(shí)踐教學(xué)融入于一個(gè)具體綜合應(yīng)用的項(xiàng)目中，如對(duì)校園進(jìn)行分組測(cè)繪地形圖，實(shí)行組長(zhǎng)項(xiàng)目責(zé)任制，讓學(xué)生在實(shí)際項(xiàng)目中學(xué)會(huì)測(cè)圖、繪圖、拼圖；并在校園地形圖上擬設(shè)道路施工項(xiàng)目、橋梁施工項(xiàng)目，讓學(xué)生施測(cè)道路工程、橋梁工程等[4]，鍛煉學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

2 土木工程強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)模式的實(shí)踐

1)開(kāi)展多種模式的實(shí)踐性教學(xué)探索。除了正常的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)以外，結(jié)合水泥材料及工程測(cè)量課程的特點(diǎn)，進(jìn)行了科研短課和聚徒教學(xué)等新型實(shí)踐性教學(xué)模式的探索。

創(chuàng)新研究短課是我校為探索創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)新模式，以小組為單位，把研究性或科技創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)面向部分學(xué)有余力的學(xué)生，研究性或科技創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的有益補(bǔ)充，滿足了不同層次學(xué)生的需求[5]。教師將水泥基材料相關(guān)的科研項(xiàng)目帶入課堂，轉(zhuǎn)化為課程教學(xué)，營(yíng)造探究式學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，培育學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，結(jié)合水泥材料的研究性、前沿性，開(kāi)設(shè)了“混凝土表層氯離子傳輸理論及進(jìn)展”和“混凝土滲透性的研究前沿技術(shù)及最新進(jìn)展”兩門(mén)特色創(chuàng)新短課，授課中強(qiáng)調(diào)學(xué)術(shù)性、研究性和實(shí)踐性。

在工程測(cè)量教學(xué)中進(jìn)行了聚徒教學(xué)方面的實(shí)踐，聚徒教學(xué)是一種以探究性教學(xué)為基礎(chǔ)的，小范圍、近距離、課堂外的精英教育模式，“聚”思維、“聚”研究，激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣，提升學(xué)生專業(yè)思維能力，是一種先進(jìn)的教育理念、獨(dú)特的教育模式，在工程測(cè)量聚徒教學(xué)中，把校園邊坡檢測(cè)這樣的實(shí)際測(cè)量工程引入到課程中，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自己測(cè)量數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，貫穿于項(xiàng)目的整個(gè)過(guò)程，使學(xué)生的專業(yè)能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)得到了較大的提升。

2)加強(qiáng)校企合作，引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題。在水泥材料的教學(xué)中，要準(zhǔn)確掌握理論與實(shí)踐教學(xué)的切入點(diǎn), 抓住實(shí)踐生產(chǎn)操作中的關(guān)鍵問(wèn)題, 通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程問(wèn)題進(jìn)行分析評(píng)價(jià), 可提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際分析及解決問(wèn)題的能力, 從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題和創(chuàng)新能力的目的[6]。教學(xué)中，鼓勵(lì)和組織感興趣的學(xué)生，到水泥相關(guān)企業(yè)進(jìn)行走訪參觀，增加學(xué)生對(duì)實(shí)踐、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的了解，為讓學(xué)生走出課堂，接近實(shí)際問(wèn)題，結(jié)合學(xué)院的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，多方聯(lián)系水泥及混凝土的制造生產(chǎn)單位，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行多種形式的課程實(shí)踐，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，了解企業(yè)在生產(chǎn)、施工過(guò)程遇到的材料學(xué)問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生自主調(diào)研思考科學(xué)的解決方案。教學(xué)過(guò)程應(yīng)以工程實(shí)例為導(dǎo)向，素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)解決基礎(chǔ)理論與工程實(shí)例脫節(jié)的問(wèn)題，架構(gòu)“學(xué)習(xí)-認(rèn)知-實(shí)踐-反思”多層次的教學(xué)體系。在教學(xué)過(guò)程中注重工程項(xiàng)目的介紹，引導(dǎo)學(xué)生分析工程實(shí)例中隱含的科學(xué)問(wèn)題。

3)鼓勵(lì)和組織學(xué)生參加各類型的專業(yè)技能競(jìng)賽。鼓勵(lì)和組織學(xué)生參加各類型的專業(yè)技能競(jìng)賽，提高學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)操作和綜合運(yùn)用能力。對(duì)優(yōu)秀學(xué)生因材施教，例如對(duì)參賽的選手，除了理論與實(shí)際操作的培訓(xùn)外，還可以變動(dòng)課程實(shí)習(xí)的內(nèi)容為競(jìng)賽相關(guān)內(nèi)容，在綜合成績(jī)中有所反映。同時(shí)積極聯(lián)系企業(yè)進(jìn)行相關(guān)儀器設(shè)備操作的培訓(xùn)，使學(xué)生有良好的訓(xùn)練環(huán)境。在此背景下，2018年，學(xué)生參加“第五屆全國(guó)高等學(xué)校大學(xué)生測(cè)繪技能大賽” ，榮獲水準(zhǔn)測(cè)量一等獎(jiǎng)；2016年學(xué)生參加“第四屆全國(guó)高等學(xué)校大學(xué)生測(cè)繪技能大賽” ，獲導(dǎo)線測(cè)繪一等獎(jiǎng)；2016年學(xué)生參加“廣東省工科大學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能大賽”，獲二等獎(jiǎng)，在競(jìng)賽中進(jìn)一步提高了學(xué)生的實(shí)踐技能。

3 結(jié) 語(yǔ)

類似于土木工程專業(yè)這類普通高等工科專業(yè)，都具有實(shí)踐性強(qiáng)、與實(shí)際工程結(jié)合非常密切的共同特征，為了適應(yīng)新時(shí)代對(duì)工程學(xué)科人才的要求，需要在人才培養(yǎng)中進(jìn)一步突出實(shí)踐性。本文以水泥基復(fù)合材料和工程測(cè)量?jī)砷T(mén)土木工程類專業(yè)基礎(chǔ)課程為例，分析了土木工程強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)模式內(nèi)容，制定突出實(shí)踐技能培養(yǎng)的教學(xué)大綱、培養(yǎng)方案、課堂實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目流程和綜合運(yùn)用環(huán)節(jié)；明確了土木工程強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)模式的實(shí)踐環(huán)節(jié)，開(kāi)展多種模式的實(shí)踐性教學(xué)探索，加強(qiáng)校企合作，引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題，鼓勵(lì)和組織學(xué)生參加各類型的專業(yè)技能競(jìng)賽。

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