《建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的革新①

王建東

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是土木工程專業(yè)中一門(mén)非常重要的實(shí)踐性課程，其中開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容直接關(guān)系到課程的教學(xué)質(zhì)量與效果。結(jié)合我校該課程所開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，分析存在的不足，修改和增加部分內(nèi)容，提煉出知識(shí)面更廣、專業(yè)層次更深、更接近工程實(shí)際的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓該專業(yè)方向的學(xué)生通過(guò)各實(shí)驗(yàn)后，既能鞏固理論知識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手能力，又能掌握該專業(yè)方向較前沿的檢測(cè)技術(shù)與方法，從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，為今后走向工作崗位和進(jìn)一步的深造打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 革新 創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）03（b）-0175-02

當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)土木工程類專業(yè)人才的需求量在逐年增大。土木工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)是高校人才培養(yǎng)過(guò)程中的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，也是教育部《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評(píng)估指標(biāo)體系》中的一項(xiàng)重要評(píng)估指標(biāo)。高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作水平的高低，能直接體現(xiàn)學(xué)校的教學(xué)水平、科研水平、管理水平以及學(xué)生綜合水平的一個(gè)重要標(biāo)志[1]。此外，實(shí)踐性教學(xué)也是培養(yǎng)本科生的科學(xué)思維、動(dòng)手操作、解決問(wèn)題和創(chuàng)新等能力的重要環(huán)節(jié)，其作用和功能是理論教學(xué)所無(wú)法替代的[2-4]。

建筑工程是土木工程大專業(yè)中最傳統(tǒng)的專業(yè)方向，《建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》又是該專業(yè)方向中的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，是一門(mén)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)課程。該課程涉及理論面廣、實(shí)踐性強(qiáng)，其目的是通過(guò)學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的基本理論、測(cè)試技術(shù)與試驗(yàn)方法，獲取該專業(yè)領(lǐng)域所必需的試驗(yàn)基本技能，具備解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中所遇到的比較常規(guī)性的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和檢驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)狀與不足

1.1 教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)備跟不上時(shí)代的步伐

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般依附于理論教學(xué)，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容各自獨(dú)立，缺乏層次性、綜合性和創(chuàng)新性[5-6]。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備也依附于理論基礎(chǔ)，往往由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做不到與時(shí)俱進(jìn)，而實(shí)驗(yàn)儀器無(wú)法得到及時(shí)更新和替換，使得學(xué)生在高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)不到先進(jìn)的試驗(yàn)方法和設(shè)備操作技能，最終導(dǎo)致高校和工程實(shí)際的嚴(yán)重脫節(jié)。

1.2 實(shí)驗(yàn)涉及內(nèi)容不夠全面

結(jié)合我校《建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》課程，該課程是為建筑工程專業(yè)方向而開(kāi)設(shè)的，是一門(mén)時(shí)數(shù)為16課時(shí)，純實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的課程。實(shí)驗(yàn)主要以混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)為檢測(cè)對(duì)象，而目前該課程只涉及動(dòng)力試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)兩個(gè)系列的知識(shí)，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較傳統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)的先進(jìn)性和工程性相對(duì)比較差。

1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容先進(jìn)性不夠

雖然目前該課程開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)覆蓋了混凝土和鋼結(jié)構(gòu)兩大類，但內(nèi)容是以動(dòng)力和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn)為主。結(jié)合目前工程實(shí)際和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，我們還可以增加擬靜力試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中較為先進(jìn)的檢測(cè)手段，從專業(yè)深度、先進(jìn)性和結(jié)合工程實(shí)際等方面來(lái)開(kāi)設(shè)這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這樣既可以鞏固之前所學(xué)《結(jié)構(gòu)試驗(yàn)原理》課程的理論知識(shí)，還可以學(xué)到目前檢測(cè)領(lǐng)域中層次較深的檢測(cè)技能與設(shè)備使用方法，甚至可以為今后需要繼續(xù)深造的同學(xué)開(kāi)闊眼界，打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2 擬修改的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方案

結(jié)合結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源，在原有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)過(guò)篩選、整合和增加一些新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)課程體系，該體系主要包括四個(gè)系列的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，即基本的靜力試驗(yàn)系列、結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)系列、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)系列和遠(yuǎn)程（無(wú)線）測(cè)試系統(tǒng)。

2.1 基本靜力試驗(yàn)系列

基本的靜力試驗(yàn)主要分為單調(diào)靜力試驗(yàn)和擬靜力試驗(yàn)。單調(diào)靜力加載試驗(yàn)是工程中最基本、最常見(jiàn)和量最大的試驗(yàn)。擬靜力試驗(yàn)又稱低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，它是指對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件施加多次往復(fù)循環(huán)作用的靜力，使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受到正反兩個(gè)方向的重復(fù)加載和卸載，用以模擬地震時(shí)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在往復(fù)振動(dòng)中的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)。由于該試驗(yàn)較為先進(jìn)，設(shè)備比較復(fù)雜，價(jià)格也比較昂貴，因此，從某種意義上講，該設(shè)備也能體現(xiàn)該專業(yè)領(lǐng)域的科研水平。

2.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)系列

動(dòng)力試驗(yàn)是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的重要內(nèi)容之一，該試驗(yàn)是借以觀察和研究結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的基本動(dòng)力特性，以及在各種環(huán)境下的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和耐受能力，是驗(yàn)證動(dòng)態(tài)性能和動(dòng)力分析正確性的重要手段。動(dòng)力試驗(yàn)一般分為自由振動(dòng)法和強(qiáng)迫振動(dòng)法，是通過(guò)振動(dòng)來(lái)測(cè)出動(dòng)力特性和動(dòng)力反應(yīng)等內(nèi)容。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)系列

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)主要是結(jié)構(gòu)工程實(shí)際，為現(xiàn)場(chǎng)混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量評(píng)定、混凝土結(jié)構(gòu)功能性評(píng)估、砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)以及鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度和內(nèi)部缺陷等檢測(cè)等提供原始數(shù)據(jù)和信息。該系列內(nèi)容較多，包括混凝土、砌體和鋼結(jié)構(gòu)等檢測(cè)內(nèi)容，是最接近工程實(shí)際的實(shí)驗(yàn)。

2.4 遠(yuǎn)程（無(wú)線）測(cè)試系列

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor

Network），是當(dāng)前在國(guó)際上備受關(guān)注的、涉及多學(xué)科高度交叉、知識(shí)高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域。目前大量工程與重要建筑物在施工階段和運(yùn)行時(shí)都非常需要此類技術(shù)，它可以通過(guò)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)來(lái)保重施工安全、施工質(zhì)量以及做到實(shí)時(shí)監(jiān)控的效果，大大節(jié)省了人力資源。

3 調(diào)整后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

結(jié)構(gòu)試驗(yàn)新體系的內(nèi)容受到學(xué)院、學(xué)校的關(guān)注和支持，學(xué)校已經(jīng)將此內(nèi)容作為一項(xiàng)校改項(xiàng)目來(lái)實(shí)施，學(xué)院也為此購(gòu)買(mǎi)了無(wú)線檢測(cè)設(shè)備，為無(wú)線檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)提供了設(shè)備保障，調(diào)整后的實(shí)驗(yàn)將在本學(xué)期的《建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》課程中進(jìn)行首開(kāi)。

結(jié)合上述四個(gè)系列內(nèi)容，為使我校建筑工程方向的同學(xué)既有扎實(shí)過(guò)硬知識(shí)，又能獲得相關(guān)的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力，我們將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)劃。具體表現(xiàn)在：（1）保留原有的動(dòng)力實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的項(xiàng)目，增加混凝土裂縫觀測(cè)等內(nèi)容；（2）增加擬靜力試驗(yàn)和無(wú)線監(jiān)測(cè)試驗(yàn)的內(nèi)容。調(diào)整后的具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（初定）見(jiàn)表1。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的整合和重新規(guī)劃，新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加全面，更加結(jié)合工程實(shí)際。我們的學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)后，能將學(xué)到理論知識(shí)真正的理解和融會(huì)貫通，還可以學(xué)到更深的試驗(yàn)技能，培養(yǎng)他們的發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，掌握分析問(wèn)題、獨(dú)立解決問(wèn)題和創(chuàng)新研究的能力。同時(shí)，隨著建筑工程的本科生數(shù)量的不斷擴(kuò)充，對(duì)《建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的革新后，學(xué)校將更有利于提高實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放率，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的使用率，使實(shí)驗(yàn)室資源得到了充分利用。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘睿.構(gòu)建土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)新體系的研究[J].高等建筑教育，2008，17（3）：103-105.

[2] 金貴.高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革問(wèn)題淺探[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2007（27）：37-38.

[3] 洪俊青，王海霞，劉云平，等.土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].南通大學(xué)學(xué)報(bào)， 2009，25（2）：83-85.

[4] 張麗.建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程教學(xué)改革研究[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2013，30（4）：118-119.

[5] 林建好，岳航.土木工程材料課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探討[J].天中學(xué)刊，2010 ，25（2）：100-102.

[6] 王軍軍，艾軍.《土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與檢測(cè)》課程的教學(xué)改革與探討[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào).哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版，2012，14（S）：106-107.