土木工程材料教學(xué)革新

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1當前土木工程材料實驗教學(xué)的現(xiàn)狀

1.1材料種類繁多，學(xué)時有限，實驗內(nèi)容有待精選

土木工程材料種類繁多，包含了建設(shè)過程中涉及的各種材料，理論課中講授的材料包括金屬材料、非金屬材料、高分子材料以及復(fù)合材料等多種材料，每種材料又有多種不同的性能測試．內(nèi)容龐雜而散亂，另一方面，為適應(yīng)素質(zhì)教育的需要，土木工程專業(yè)課程學(xué)時一再壓縮，我校土木工程材料課程學(xué)時壓縮為32學(xué)時，其中實驗學(xué)時僅為8學(xué)時，顯然不能滿足所有材料實驗的要求。即便是常規(guī)的材料實驗也不能滿足要求。

1.2實驗教學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定但內(nèi)容陳舊

水泥、混凝土依然是當今建筑界最主要的建筑材料，而且在將來的相當長的時間里仍然是如此。故土木工程材料實驗教學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但內(nèi)容卻較為陳舊，致使教學(xué)實驗與時代脫節(jié)，在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在掌握土木工程材料的基礎(chǔ)性能實驗外，可適當添加相關(guān)新材料、新理念、新技術(shù)的實驗。例如目前人們普遍關(guān)心的混凝土耐久性問題，添加劑對混凝土性質(zhì)的影響，以及建筑材料生產(chǎn)應(yīng)用帶來的生態(tài)問題等，可以考慮設(shè)計相當?shù)木C合性實驗內(nèi)容，加入到已有的實驗教學(xué)中，使土木工程材料實驗教學(xué)內(nèi)容與時俱進。

1.3驗證性實驗與綜合設(shè)計性實驗比例失調(diào)

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容以驗證性實驗為主，使學(xué)生通過動手實踐。熟悉儀器操作，了解規(guī)范的實驗步驟，是學(xué)生對材料獲取感性認識的重要途徑。同時也是綜合設(shè)計性實驗的基礎(chǔ)，但是這類實驗主要是驗證理論的正確性或達到理論的再現(xiàn)性。學(xué)生多半是根據(jù)規(guī)范按部就班完成實驗，缺乏創(chuàng)新和綜合。為了達到增強學(xué)生自主創(chuàng)新的教學(xué)目的。部分院校進行了實驗教學(xué)的改革。取消驗證性實驗的教學(xué)，直接采用綜合設(shè)計性實驗的方式。由于缺少基本訓(xùn)練和實踐依托，效果并不理想。因而如何調(diào)整驗證性實驗和綜合設(shè)計性比例，使學(xué)生既能得到足夠的實驗技能和規(guī)范的訓(xùn)練，又能從驗證性實驗中獲得靈感和啟發(fā)，有創(chuàng)意的完成綜合設(shè)計性實驗任務(wù)，是土木工程材料實驗教學(xué)改革應(yīng)當思索的重要問題。

2土木工程材料實驗教學(xué)改革措施

針對土木工程材料實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，筆者根據(jù)多年教學(xué)實踐，提出了土木工程材料實驗教學(xué)改革的幾點具體措施。

2.1優(yōu)化土木工程材料實驗教學(xué)過程

土木工程材料課是一門實用性很強的專業(yè)課，只有通過相當強度的實驗才能使學(xué)生對土木工程材料有一個感性的認識，并對其相關(guān)規(guī)范、檢驗方法和評價標準有初步的了解和掌握。因而，為達到此教學(xué)目的，可從以下幾個方面入手對土木工程材料實驗教學(xué)過程進行優(yōu)化，以提高教學(xué)效果。

2.1.1重視實驗預(yù)習(xí)

為了使學(xué)生在上課之前了解并掌握實驗的全過程，避免在親自操作過程中出現(xiàn)手忙腳亂，不按操作規(guī)程去做等現(xiàn)象，可根據(jù)教學(xué)大綱要求的實驗項目，制定一套土木工程材料實驗指導(dǎo)書。在實驗前，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書的基礎(chǔ)上，給同學(xué)們放錄像再進一步預(yù)習(xí)，實驗課上教師再做重點講解。這樣通過文字和影像相結(jié)合的方法使學(xué)生進一步掌握實驗方法和實驗步驟，為動手實驗打下基礎(chǔ)。同時，通過看錄像，直觀、形象的了解實驗的全過程。

2.1.2改平行實驗組為交叉實驗組

受實驗儀器設(shè)備、教學(xué)時間等條件限制，土木工程材料實驗都是分組進行，即4~6名同學(xué)為一組，共同完成實驗項目。且為了保證實驗結(jié)果的精確度，實驗要求每個實驗需做2個平行組。根據(jù)這種分組實驗教學(xué)模式嚴重影響著實驗進度和實驗效果。一方面，由于小組人員多，動手能力差的學(xué)生不敢動手，擔(dān)心自己操作不正確；依賴性強的學(xué)生不愿動手，只是在旁觀看。每組真正動手做實驗的一直都是那么幾個人，很多同學(xué)失去動手鍛煉的機會。一方面，大家同時完成所有實驗項目所需的學(xué)時太長。針對此類問題，可將平行實驗組改為交叉實驗組，即依然保持4~6名同學(xué)為一大組，使用相同的實驗材料。每一大組再分為2小組，每一小組單獨進行實驗。由于每一小組只有2~3人，所以可以很好地解決學(xué)生獨立實驗的問題。而實驗完畢，兩個小組的實驗數(shù)據(jù)共享，也可以解決實驗精度的問題。

2.1.3加強實驗課后的鞏固

按傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，實驗課一結(jié)束，實驗教學(xué)任務(wù)也就完成。這樣教學(xué)模式的直接后果就是使學(xué)生過早遺忘所學(xué)知識。為了進一步鞏固學(xué)生所學(xué)知識，可盡量創(chuàng)造條件讓學(xué)生參與一些實驗室創(chuàng)新項目或教師工程實驗任務(wù)，使他們能夠熟悉工程實驗的全過程。學(xué)校還可以與當?shù)毓こ虇挝粚嶒炇衣?lián)系，實驗課結(jié)束后，讓學(xué)生與他們共建，既可以讓學(xué)生幫他們做一些力所能及的事情，又可以鍛煉學(xué)生的實驗技能。

2.2合理配置與優(yōu)化實驗教學(xué)資源

實驗室是高校人材培養(yǎng)的重要基地，也是培養(yǎng)教師掌握新知識、新技術(shù)，提高實驗技能的場所。為了有利于學(xué)生素質(zhì)教育的提高，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，為學(xué)生順利融入社會創(chuàng)造必要的條件，應(yīng)對實驗室教學(xué)資源進行合理配置與優(yōu)化：（1）優(yōu)化實驗室教學(xué)環(huán)境，為合理開設(shè)土木工程材料實驗課提供基礎(chǔ)保證；（2）發(fā)揮實驗室的規(guī)模效應(yīng)，構(gòu)建跨學(xué)科、跨專業(yè)的實驗中心，實現(xiàn)資源共享，充分利用實驗室直接的、有效的資源，積極發(fā)揮其功能；（3）在經(jīng)費投入不足的情況下，做到修舊利廢，對于損壞的儀器設(shè)備，管理人員親自動手維修，并經(jīng)常對儀器進行檢查和測試，做好使用、檢查和維修紀錄，對于落后的實驗設(shè)備進行更新；（4）充分利用學(xué)院網(wǎng)絡(luò)、電氣化教學(xué)資源，建立土木工程材料實驗課課件，使教學(xué)手段變得豐富多樣；（5）開放實驗室充分利用實驗室資源。

2.3開放實驗室，增設(shè)探索性綜合實驗內(nèi)容

傳統(tǒng)的土木工程材料實驗課絕大部分都為驗證性實驗。一般模式為：教師先介紹實驗原理、目的、儀器設(shè)備、注意事項等，學(xué)生再按教師或教材所講的步驟重復(fù)實驗，讀取數(shù)據(jù)，驗證規(guī)律、公式或性質(zhì)。這種教學(xué)模式實質(zhì)上是以教師為中心。學(xué)生處于一種被動從屬的地位，缺乏實驗主動性和興趣性；以驗證理論為目的，實驗內(nèi)容單一，實驗數(shù)據(jù)量少。分析無對比性，不能對課堂理論融會貫通進行分析；不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進，各種新型材料也在不斷應(yīng)用于土木工程中。所以，在原來基本教學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，可開發(fā)一些探索性綜合實驗內(nèi)容，如：廢棄混凝土的再生利用、各種添加劑對混凝土性質(zhì)的影響，各種不同膠凝材料混凝土性質(zhì)的對比實驗等。將這些實驗項目上網(wǎng)供學(xué)生自由選擇，由學(xué)生自由組合(可不分專業(yè)、不分年級)，實驗課外進行，時間與實驗指導(dǎo)教師協(xié)商確定，盡可能發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。按照要求完成實驗，并寫出實驗報告或論文的，一般可以獲得課外活動學(xué)分0.5～1學(xué)分。這樣，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、實踐能力，而且讓學(xué)生懂得科學(xué)實驗的嚴謹性、復(fù)雜性、嚴密性，培養(yǎng)學(xué)生的嚴肅、認真的科學(xué)態(tài)度，使全面素質(zhì)教育在實驗中落到實處。

3結(jié)論

通過對土木工程材料實驗教學(xué)進行改革，不僅開放了實驗室，給學(xué)生創(chuàng)造了一個更寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在實驗過程中豐富和鞏固了理論知識，確立和強化了工程回歸意識，激發(fā)了學(xué)生的求知欲。而且實驗室儀器設(shè)備使用率提高了，科研項目開發(fā)出來了，科研效益和社會效益充分展現(xiàn)出來了。但在取得教學(xué)效果的同時也存在著一些問題：實驗室開放后，實驗室的管理復(fù)雜化；實驗室老師和指導(dǎo)老師的工作量加大，實驗室經(jīng)費大量短缺，相關(guān)政策需要不斷的完善等，這都需要在實踐中妥善處理才能使實驗室完全開放，充分發(fā)揮其作用。