地方高校“土木工程結構試驗”教學改革探索與實踐

喻軍 鄭國平

一、引言

土木工程結構試驗是培養土木工程專業學生動手能力和創新能力的重要環節，各大高校都非常重視，從試驗儀器的更新、試驗內容的選擇到教師隊伍的培養都在不斷地提高，不管是重點高校還是地方高校，都花大本錢更新了硬件和軟件條件進行土木工程試驗教學體系改革，而且經過實踐檢驗已經取得了不少成功經驗。但各校的性質和特點不同，因此試驗教學模式也不應完全相同，尤其對于地方高校土木工程學科試驗課程教學體系的改革來說，還沒有成熟經驗可供借鑒，所以為了緊跟時代步伐和適應形勢發展的要求，我們要打破現有土木工程學科傳統試驗課程教學體系，根據我校的性質和專業特點，教師應著力研究出符合建筑工程學院實際的、新的試驗課程教學模式并更新試驗內容，培養學生的實踐能力，循序漸進地培養出創新性人才。

二、當前土木工程結構試驗教學模式

目前，土木工程結構試驗教學是以某個教師為主包干到底，缺乏授課教師間的有效溝通，從基礎試驗到專業試驗之間缺乏有效地過渡。結構試驗改革方向主要有試驗平臺的深化、現代化新型設備的運用、綜合性試驗設計、考核體系改革、師資力量的提升和仿真試驗的拓展[1][2][3][4]。

由于各高校試驗室資金不足，土木工程結構試驗仍然面臨試驗設備陳舊、試驗內容單一、缺乏創新和實踐等問題。但重點高校學生的接受力強，在較短的時間內可以掌握基礎試驗的知識，進入綜合試驗設計，而地方高校學生的知識和能力稍低于重點高校的學生，需要分層次循序漸進地提高，應采用不同的培養模式和時間尺度[5]。

三、土木工程結構試驗“一體化，三層次”改革設計與實踐

鑒于重點高校和地方高校的區別，我校進行土木工程結構試驗“一體化，三層次”的改革探索與實踐時，先從基礎試驗開始，在學生掌握試驗原理和規程后，進入專業試驗階段，由專業導師帶領進行課題研究，最后參加綜合設計試驗，由跨專業的學生團結合作，分為三個方向進行創新性試驗。即建筑工程、交通土建工程、地下工程。打破按二級學科各自組成試驗的傳統教學模式，將三個專業的試驗課程優化整合為基礎試驗、專業試驗、綜合設計試驗三個層次，根據這三個層次，重新組建試驗室，制定新的試驗計劃和大綱。

基礎試驗的教學內容是包括原無機材料土木工程試驗、有機材料土木工程試驗、定量分析試驗中的基礎知識和基本操作部分以及結構試驗原理，該課程在3～5學期開設。這能使學生熟練掌握基本操作技術、熟悉試驗儀器、學會試驗方法，為專業試驗準備條件、打好基礎。

專業試驗的教學內容按專業不同有不同設置。建筑工程專業：課程包括土木工程結構靜力試驗、土木工程模型試驗、抗震試驗、抗風試驗等；交通土建專業：課程包括橋梁靜力試驗、動力試驗、抗風試驗、抗震試驗、道路疲勞試驗、隧道工程模型等；地下結構專業：課程包括土工試驗、地下鐵道試驗、土與結構相互作用試驗、抗震試驗等，該課程在6～7學期開設。

綜合設計試驗課程內容以研究性和設計性試驗為主，培養學生創新思維，自主試驗，初步培養科研能力。包括地基—基礎—房屋結構，地基—基礎—橋梁結構，地基—隧道結構（或地鐵結構），該課程在7～8學期開設。

這種新試驗體系在2014級和2015級土木工程專業中進行試點，在學生完成基礎實驗教學后，實行導師制。每個土木系導師指導6～7位學生進入課題研究，一年后進入綜合設計試驗階段，進展比較順利。

四、土木工程結構試驗“一體化三層次”的改革效果分析

首先，學生比較積極地參與導師的課題，能有效地解決工程實際問題，成果得到了肯定。

其次，導師的科研團隊壯大了，力量增強了，可以根據學生的特點安排適當的任務，效率提高了。

再次，這兩年我校有組建結構競賽團隊參加浙江省結構競賽和國家結構競賽，2016年有兩支隊伍獲得省結構競賽一等獎，一支隊伍獲得二等獎，并且一支隊伍獲得國家結構競賽一等獎；2017年三支隊伍獲得浙江省結構競賽一等獎，一支隊伍獲得國家結構競賽一等獎，這都是我校土木工程專業史無前例的成績。

最后，通過調查問卷統計分析，發現調查問卷發出400份，收回395份，不是土木工程專業的2份，不關心結構試驗改革的3份，因此有效調查問卷390份，其中同意并期待好的教學效果的有358份，占91.8%；同意并認為效果一般的有21份，占5.4%；不同意結構試驗改革的有8份，占2.1%；結構試驗改革與否無所謂的有3份，占0.7%。學生反饋意見說明大部分學生期待結構試驗改革，并期待取得好的效果，一小部分學生認為試驗改革可能取得一般的效果。

五、結語

從重點高校與地方高校的差異以及學生接受能力的區別入手，提出地方高校土木工程結構試驗改革方案，即“一體化，三層次”體系，得到如下結論：

（1）總結了地方高校土木工程結構試驗的問題和面臨的困境，提出“一體化，三層次”的教學體系，并在專業試驗教學和實踐過程中采用導師制，讓學生融入導師的課題，接觸到實際工程，這樣調動了學生的積極性，也為試驗教學實踐節省了不少經費。

（2）在實踐過程中，需要導師查文獻，細化試驗步驟，付出勞動比較多，但在學生學會之后，可以給導師承擔不少工作，減輕導師的科研負擔。

（3）實踐表明，導師制可以幫助學生掌握不少前沿知識和技術，提高了學生的科研能力，學校還要提升試驗平臺，提高導師水平或引進高水平導師，并完善試驗制度，以確保試驗教學改革的順利進行。

參考文獻：

[1]王 儀.結構仿真試驗在土木工程教學中的作用[J].高等建筑教育，2007（4）：126-128.

[2]王軍軍，艾 軍.《土木工程結構試驗與檢測》課程的教學改革與探討[J].東南大學學報（哲學社會科學版），2012（S2）：106-107.

[3]薛偉辰，劉 恩.圖形數字化技術在土木工程結構試驗中的應用[J].實驗技術與管理，2004（1）：41-44.

[4]黃麗婷，熊世樹，李 黎.土木工程結構實驗室實驗教學改革探討[J].實驗科學與技術，2006（6）.

[5]周明華.土木工程結構試驗與檢測（第2版）[M].南京：東南大學出版社，2010.