應用型土木工程專業實驗教學體系的探索與構建

曾開華++高桂青+鞠海燕+黃紅元

摘 要：應用型人才培養是高等教育發展的必然，實驗教學是高等教育應用型人才培養的重要環節。該文論述了應用型土木工程專業實驗教學的重要性及目前教學中存在的主要問題。對照《專業規范》，通過對兄弟院校的調研分析，提出了應用型土木工程專業實驗教學體系的基本框架。

關鍵詞：應用型 土木工程 實驗教學

中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0194-03

應用型本科教育的培養目標是培養面向生產第一線的“現場技術人員”和“設計人員”，即基礎較扎實、適用面較寬、實際能力強、綜合素質高的應用型技術人才。為了達到培養應用型工程師，土木工程專業的教育在繼續強調理論基礎的同時，也越來越把實踐教學作為學生學習的重點，用以培養學生的實踐能力、創新能力和綜合素質[1]。

實驗教學作為土木工程專業實踐教學的重要組成部分，是對課堂知識的直觀認識，是自然規律的直接體現[2]；也是連接知識與實踐、實踐與創新并使理論知識向實踐能力轉化的重要橋梁[3]。

1 土木工程專業實驗教學存在的問題

我院開設的土木工程專業涵蓋建筑工程、道路橋梁工程、地下工程等多個專業方向，在這多個專業方向的教育中，實踐性教學環節在整個學習過程中所占的比重約達30%左右[4]。但也存在實驗課依附于理論課，專業實驗室滿足不了學生實驗的要求等問題，我院還未建有結構試驗大廳，因此不能開展大型教學試驗設備的建設，實驗中心目前存在的問題與不足主要有以下幾點。

（1）常規檢測設備匱乏、智能化水平低。目前對結構的檢測主要采用無損檢測技術，而實驗室現有實驗裝備存在數量不足、智能化水平低等問題。設備多以教學演示為主，無法滿足施工現場檢測要求。同時我院也開設相關檢測及加固專業的教學及實驗課程，目前在相關此類教學中存在學生無法把理論知識運用到實踐中，很大方面的原因在于我院現有的對應的檢測及檢測方面的教學設備無法滿足當前實驗教學的需要。由于實驗設備臺套數限制，部分實驗只能采取演示教學，不能使學生親力親為，實驗教學無法反哺理論教學。

（2）尚無大型、專業化檢測設備。我校的水利與土木工程學科目前在江西省具有一定的影響力，隨著江西省基礎建設的大力發展，如峽江水利水電樞紐工程、南昌市地鐵1號線建設等，對于大壩工程、隧道工程中的檢測。由于資金原因，目前實驗室尚無相應大型化、專業化的設備，無法開展相應的技術服務，難以滿足區域和地方經濟發展的需要，同時也不利于進一步提升我校在省內的影響力及競爭力。

（3）競爭力薄弱。我校在專業隊伍方面雖然技術力量雄厚，專業結構合理，但由于受實驗設備等硬件設施陳舊和匱乏因素的制約，在申報科研項目和參與社會服務項目方面競爭力薄弱，不利于提高和擴大我校在水利和土木行業的影響力。

（4）相關正版專業軟件教學資源的不足。目前我院在課程設計、畢業設計、軟件實訓所使用的軟件并非為正版軟件，由此帶來一系列問題。主要表現為以下幾點：①盜版軟件的結果錯誤往往會誤導教學、科研理念。由于盜版軟件的結果往往要么偏差較大，要么數值不確定、反復性大，這會給學生帶來不利影響。現在學生做畢業設計、課程設計都是驗證型的實驗，舉個簡單的例子，簡支梁在均布荷載的作用下支座位置不會出現彎矩，而有的盜版軟件計算完后在支座位置出會出現彎矩作用，這樣的計算偏差會使學生對自己已學到的知識產生懷疑，無法繼續學習，產生學習障礙。這也說明盜版軟件的計算結果不具有可比性，失去了軟件實驗驗證的根本意義。學生對計算結果缺乏判斷力，不利于他們自學與創新。②不利于提高學生對于專業的學習興趣。盜版軟件在使用的過程中經常出現異常錯誤而導致計算失敗，或無法繼續計算等等，這會是學生在使用的過程中產生急躁的心理而失去對設計的興趣，這不利于學生將來的擇業和就業工作。

2 專業規范的基本要求

由住房與城鄉建設部、高等學校土木工程學科專業指導委員會編制的《高等學校土木工程本科指導性專業規范》，下面簡稱《專業規范》，是國家教學質量標準的一種表現形式，是國家對本科教學質量的最低要求，也是我院進行實驗室建設的目標和原則。

在《專業規范》中，明確提出土木工程專業實踐體系包括實驗領域、實習領域和設計領域[5]。實驗領域，包括9個方面的項目，共計106個學時，而且對每門課程中的實驗課時都給出了最低要求，并明確了實驗項目內容。如《混凝土結構設計原理》課程實驗，要求必須開設單筋矩形截面梁（適筋梁、超筋梁和少筋梁）破壞試驗、受彎構件斜截面破壞 （剪壓破壞、斜壓破壞、斜拉破壞）試驗以及偏心受壓柱破壞實驗。

3 省內外兄弟院校土木工程專業實驗教學情況

我們對省內外兄弟院校土木工程專業實驗教學情況進行了調研，主要對同濟大學和南昌大學的實驗條件和實驗項目的開設情況進行調研[6-7]。

通過對表1分析可以看出，同濟大學在實驗課的開設方面，《普通物理實驗》的開設項目不足，其他實驗課的開設學時都達到了《專業規范》的要求。南昌大學的優勢學科是力學，因此力學方向的實驗開設大大超過了《專業規范》的要求，而其他專業課的實驗開設就基本滿足《專業規范》的要求。從總數上來看，同濟大學的109學時，達到了《專業規范》106學時的最低要求；南昌大學的136學時，也達到了《專業規范》106學時的最低要求。我校在實驗課的開設方面離《專業規范》的要求還相距較遠，除了《土力學》實驗課時的開設基本滿足《專業規范》的要求，另有《普通物理實驗》、《工程力學實驗》、《土木工程材料實驗》和《土木工程測試技術》共計4門課程的實驗課時的開設達不到《專業規范》的最低要求，還有《普通化學實驗》、《流體力學》、《混凝土基本構件實驗》和《土木工程專業實驗》共計4門課程未開設實驗課。從總數上來看，我院土木工程專業的58實驗學時的開設，距離《專業規范》106學時的要求有較大的差距，僅達到了一半要求。endprint

4 應用型土木工程專業實驗教學體系的構建完善

4.1 實驗課程體系建設

從實驗課時來講，建議增加《普通物理實驗》、《工程力學實驗》、《土木工程材料實驗》和《土木工程測試技術》4門課程的實驗課時，同時增加開設《普通化學實驗》、《流體力學》、《混凝土基本構件實驗》和《土木工程專業實驗》4門課程的實驗課，重新修訂實驗大綱。

按照《專業規范》要求，參考兄弟院校實驗教學情況，結合我校土木工程專業實際，建議土木工程專業實驗教學開設見表2。其中《普通物理實驗》和《普通化學實驗》不屬于我院開設，在此不做討論；1-2課程對應于《工程力學實驗》，1-6課程屬于專業公共基礎課；7-10課程對應于《土木工程測試技術》，11-13課程對應于《土木工程專業實驗》，這兩項都是按三個專業方向分別開設。

4.2 實驗室開放

實驗室開放是近年來地方高校實驗教學改革的新舉措，實驗室開放在實驗教學資源的利用，實驗教學質量的提高，學生實踐能力的培養等方面起到了積極的作用[8]。實驗室的開放是指時間開放、空間開放、項目開放、設備和儀器開放[9]。這樣，學生有了主動權，自主設汁、自行實驗、發揮主體性。需要為學生提供的必要條件：一方面是要提供實驗、實習方面的教材，使學生可以從教材中選擇自己感興趣的內容，到實驗室完成設計制作的過程，學生也可以自主命題；另一方面，實驗室對學生開放不應僅僅限于普通計算機房，還應包括我們的一些專業實驗室。這些專業實驗室還需要配備具有豐富經驗的指導教師，對學生在實踐過程中遇到的問題加以指導，這樣有利于發揮學生的主觀能動性，使學生學會從選題設計、項目實施到方案修改、數據處理、報告撰寫一整套科學實驗的方法，在這一過程中，綜合能力得到培養和提高，真正把“要我學”變成“我要學”。

4.3 加強實驗教學師資隊伍建設

實驗教學師資隊伍的整體素質和結構影響著實踐教學質量的高低。加強實驗師資隊伍，首先，要發揮人才優勢，實行專、兼職結合，固定人員與流動人員結合，力求涵蓋理論課教師、實驗課指導教師、科研教師以及實驗技術人員的講師型、工程師型、技師型“三師型”結構，形成一支穩定的、結構合理的開放實驗教學教師保障隊伍[10]。其次，應當分期分批指派教師到企事業單位作為員工進行實踐鍛煉和專業培訓，使他們更加了解社會需求以及如何培養學生的實際操作能力，提高教師的業務水平和素質；第三，要通過制定相應的優惠政策，吸引學術水平高、實踐能力強的高素質人才投身實驗教學崗位，進一步增強實驗師資隊伍。

5 結語

實驗教學作為土木工程專業實踐教學的重要組成部分，我院土木工程專業實驗教學在實驗項目的開設方面距離《專業規范》的要求差距較大，由此提出了我院土木工程專業需開設的實驗項目。

實驗室的開放及師資隊伍建設是保證學生的實驗技能的培養和提高，激發學生探索研究的興趣，增強學生的實踐能力、創新能力和分析能力。同時，也對教師的教學、科研、實踐操作能力等方面提出了新的挑戰，只有不斷提高教學水平和質量，才能滿足高等教育培養應用型工程師的目標要求。

參考文獻

[1] 錢波，胡青龍，郭寧.水利水電工程專業學生工程能力培養研究[J].現代水利人才需求與培養（院校長論壇），2008（10）：206-213.

[2] 付亞男.關于應用型本科土木工程專業實踐教學新體系的構建[J].華章，2012（1）：172.

[3] 陳忠一.提高高校工科專業實踐教學質量的對策思考[J].航海教育研究，2009（2）：75-76.

[4] 南昌工程學院，土木工程本科專業培養計劃（2011級新生必讀），2011.

[5] 高等學校土木工程學科專業指導委員會.高等學校土木工程本科指導性專業規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

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[9] 王金發，何炎明，戚康標，等.“開放式、研究性”實驗教學模式的創立與實踐[J].高等理科教育，2007，76（6）：97-100.

[10] 錢渡.基于應用能力培養的工科開放實驗教學體系的構建[J].實驗技術與管理，2010.27（7）：136-138.endprint

4 應用型土木工程專業實驗教學體系的構建完善

4.1 實驗課程體系建設

從實驗課時來講，建議增加《普通物理實驗》、《工程力學實驗》、《土木工程材料實驗》和《土木工程測試技術》4門課程的實驗課時，同時增加開設《普通化學實驗》、《流體力學》、《混凝土基本構件實驗》和《土木工程專業實驗》4門課程的實驗課，重新修訂實驗大綱。

按照《專業規范》要求，參考兄弟院校實驗教學情況，結合我校土木工程專業實際，建議土木工程專業實驗教學開設見表2。其中《普通物理實驗》和《普通化學實驗》不屬于我院開設，在此不做討論；1-2課程對應于《工程力學實驗》，1-6課程屬于專業公共基礎課；7-10課程對應于《土木工程測試技術》，11-13課程對應于《土木工程專業實驗》，這兩項都是按三個專業方向分別開設。

4.2 實驗室開放

實驗室開放是近年來地方高校實驗教學改革的新舉措，實驗室開放在實驗教學資源的利用，實驗教學質量的提高，學生實踐能力的培養等方面起到了積極的作用[8]。實驗室的開放是指時間開放、空間開放、項目開放、設備和儀器開放[9]。這樣，學生有了主動權，自主設汁、自行實驗、發揮主體性。需要為學生提供的必要條件：一方面是要提供實驗、實習方面的教材，使學生可以從教材中選擇自己感興趣的內容，到實驗室完成設計制作的過程，學生也可以自主命題；另一方面，實驗室對學生開放不應僅僅限于普通計算機房，還應包括我們的一些專業實驗室。這些專業實驗室還需要配備具有豐富經驗的指導教師，對學生在實踐過程中遇到的問題加以指導，這樣有利于發揮學生的主觀能動性，使學生學會從選題設計、項目實施到方案修改、數據處理、報告撰寫一整套科學實驗的方法，在這一過程中，綜合能力得到培養和提高，真正把“要我學”變成“我要學”。

4.3 加強實驗教學師資隊伍建設

實驗教學師資隊伍的整體素質和結構影響著實踐教學質量的高低。加強實驗師資隊伍，首先，要發揮人才優勢，實行專、兼職結合，固定人員與流動人員結合，力求涵蓋理論課教師、實驗課指導教師、科研教師以及實驗技術人員的講師型、工程師型、技師型“三師型”結構，形成一支穩定的、結構合理的開放實驗教學教師保障隊伍[10]。其次，應當分期分批指派教師到企事業單位作為員工進行實踐鍛煉和專業培訓，使他們更加了解社會需求以及如何培養學生的實際操作能力，提高教師的業務水平和素質；第三，要通過制定相應的優惠政策，吸引學術水平高、實踐能力強的高素質人才投身實驗教學崗位，進一步增強實驗師資隊伍。

5 結語

實驗教學作為土木工程專業實踐教學的重要組成部分，我院土木工程專業實驗教學在實驗項目的開設方面距離《專業規范》的要求差距較大，由此提出了我院土木工程專業需開設的實驗項目。

實驗室的開放及師資隊伍建設是保證學生的實驗技能的培養和提高，激發學生探索研究的興趣，增強學生的實踐能力、創新能力和分析能力。同時，也對教師的教學、科研、實踐操作能力等方面提出了新的挑戰，只有不斷提高教學水平和質量，才能滿足高等教育培養應用型工程師的目標要求。

參考文獻

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[10] 錢渡.基于應用能力培養的工科開放實驗教學體系的構建[J].實驗技術與管理，2010.27（7）：136-138.endprint

4 應用型土木工程專業實驗教學體系的構建完善

4.1 實驗課程體系建設

從實驗課時來講，建議增加《普通物理實驗》、《工程力學實驗》、《土木工程材料實驗》和《土木工程測試技術》4門課程的實驗課時，同時增加開設《普通化學實驗》、《流體力學》、《混凝土基本構件實驗》和《土木工程專業實驗》4門課程的實驗課，重新修訂實驗大綱。

按照《專業規范》要求，參考兄弟院校實驗教學情況，結合我校土木工程專業實際，建議土木工程專業實驗教學開設見表2。其中《普通物理實驗》和《普通化學實驗》不屬于我院開設，在此不做討論；1-2課程對應于《工程力學實驗》，1-6課程屬于專業公共基礎課；7-10課程對應于《土木工程測試技術》，11-13課程對應于《土木工程專業實驗》，這兩項都是按三個專業方向分別開設。

4.2 實驗室開放

實驗室開放是近年來地方高校實驗教學改革的新舉措，實驗室開放在實驗教學資源的利用，實驗教學質量的提高，學生實踐能力的培養等方面起到了積極的作用[8]。實驗室的開放是指時間開放、空間開放、項目開放、設備和儀器開放[9]。這樣，學生有了主動權，自主設汁、自行實驗、發揮主體性。需要為學生提供的必要條件：一方面是要提供實驗、實習方面的教材，使學生可以從教材中選擇自己感興趣的內容，到實驗室完成設計制作的過程，學生也可以自主命題；另一方面，實驗室對學生開放不應僅僅限于普通計算機房，還應包括我們的一些專業實驗室。這些專業實驗室還需要配備具有豐富經驗的指導教師，對學生在實踐過程中遇到的問題加以指導，這樣有利于發揮學生的主觀能動性，使學生學會從選題設計、項目實施到方案修改、數據處理、報告撰寫一整套科學實驗的方法，在這一過程中，綜合能力得到培養和提高，真正把“要我學”變成“我要學”。

4.3 加強實驗教學師資隊伍建設

實驗教學師資隊伍的整體素質和結構影響著實踐教學質量的高低。加強實驗師資隊伍，首先，要發揮人才優勢，實行專、兼職結合，固定人員與流動人員結合，力求涵蓋理論課教師、實驗課指導教師、科研教師以及實驗技術人員的講師型、工程師型、技師型“三師型”結構，形成一支穩定的、結構合理的開放實驗教學教師保障隊伍[10]。其次，應當分期分批指派教師到企事業單位作為員工進行實踐鍛煉和專業培訓，使他們更加了解社會需求以及如何培養學生的實際操作能力，提高教師的業務水平和素質；第三，要通過制定相應的優惠政策，吸引學術水平高、實踐能力強的高素質人才投身實驗教學崗位，進一步增強實驗師資隊伍。

5 結語

實驗教學作為土木工程專業實踐教學的重要組成部分，我院土木工程專業實驗教學在實驗項目的開設方面距離《專業規范》的要求差距較大，由此提出了我院土木工程專業需開設的實驗項目。

實驗室的開放及師資隊伍建設是保證學生的實驗技能的培養和提高，激發學生探索研究的興趣，增強學生的實踐能力、創新能力和分析能力。同時，也對教師的教學、科研、實踐操作能力等方面提出了新的挑戰，只有不斷提高教學水平和質量，才能滿足高等教育培養應用型工程師的目標要求。

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[9] 王金發，何炎明，戚康標，等.“開放式、研究性”實驗教學模式的創立與實踐[J].高等理科教育，2007，76（6）：97-100.

[10] 錢渡.基于應用能力培養的工科開放實驗教學體系的構建[J].實驗技術與管理，2010.27（7）：136-138.endprint