應(yīng)用型高校土木工程實驗課程教學(xué)改革研究

董 偉 （內(nèi)蒙古科技大學(xué)土木工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

應(yīng)用型高校是高等教育新形勢下構(gòu)建、滿足和適應(yīng)經(jīng)濟與社會發(fā)展的必然產(chǎn)物，目的是培養(yǎng)滿足經(jīng)濟社會發(fā)展、具有較強社會適應(yīng)能力和競爭能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。隨著現(xiàn)代基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，應(yīng)用型土木工程人才越來越受用人單位的歡迎。那么，如何培養(yǎng)一個具有扎實理論基礎(chǔ)、較強的工程實踐能力以及具有一定創(chuàng)新思維的高素質(zhì)應(yīng)用型人才是土木工程專業(yè)面臨的一個重要課題[1-3]。

《土木工程材料》是土木工程專業(yè)開設(shè)的基礎(chǔ)課程。實驗是連接理論與實際的橋梁，可以使學(xué)生更好地掌握材料的性能、用途以及相關(guān)儀器功能、使用方法。多年來，《土木工程材料》實驗教學(xué)過程中缺點和不足，致使學(xué)生難以將理論與實際相聯(lián)系，缺乏解決實際問題的能力[4-8]。針對實驗教學(xué)中存在的問題，本文從實驗內(nèi)容、手段的多元化、實驗過程控制、優(yōu)化考核方式等方面探討了應(yīng)用型高校《土木工程材料》實驗課程教學(xué)改革。

1 實驗教學(xué)現(xiàn)狀及問題

1.1 教學(xué)不能與時俱進

1.1.1 實驗內(nèi)容陳舊

土木工程材料實驗課程雖在不斷更新，但對于飛速發(fā)展的土木工程材料而言仍顯得非常傳統(tǒng)。一些新型材料、新型設(shè)備如雨后春筍般出現(xiàn)，傳統(tǒng)土木工程材料已經(jīng)跟不上時代的步伐。如新型空心砌塊已經(jīng)替代燒結(jié)黏土磚這一類傳統(tǒng)墻體材料，而實驗依舊圍燒結(jié)黏土磚開展。又或者是現(xiàn)在使用最大宗的建筑材料鋼筋混凝土的耐久性和耐候性等方面由于實驗時限問題很少被提及，對于一些新型高強高性能材料更是一帶而過。因此，在完成傳統(tǒng)實驗項目基礎(chǔ)上還應(yīng)推陳出新，以適應(yīng)時代的需求。

1.1.2 實驗方式陳舊

傳統(tǒng)實驗課的教學(xué)模式為教師講解和演示，學(xué)生模仿進行實驗。教師在實驗之前已經(jīng)將實驗材料準(zhǔn)備到位，排除了實驗過程中有可能出現(xiàn)的錯誤，這種教學(xué)方式比較僵化，束縛了學(xué)生思維，難以調(diào)動其積極性。此外，每個實驗都成為單一驗證性實驗，學(xué)生只是機械重復(fù)的實驗，不能將理論教學(xué)內(nèi)容與實驗相結(jié)合。這種教學(xué)模式不利于學(xué)生獨立思考與創(chuàng)新，導(dǎo)致解決實際問題能力不足。

1.2 實驗學(xué)時不足，內(nèi)容瑣碎，時間難控制

隨著課程體系的改革和調(diào)整，實驗學(xué)時被嚴(yán)重壓縮。如我校土木工程材料課程理論授課32學(xué)時、實驗8學(xué)時，實驗課學(xué)時被嚴(yán)重壓縮。而在8 學(xué)時內(nèi)要完成講解、演示、實驗、討論等多個環(huán)節(jié)，留給學(xué)生討論的時間很少，很多實驗達不到理想的教學(xué)效果。

實驗內(nèi)容瑣碎，時間難統(tǒng)一把控，實驗效果總是差強人意。由于學(xué)生眾多、分批分次實驗，所以時間難以控制。①有些需要往返實驗室數(shù)次方可完成。比如混凝土實驗，混凝土拌合物基本性能測試需要往返一次實驗室，拆模養(yǎng)護又需要往返一次實驗室，抗壓強度測試還需要往返一次實驗室。②有些實驗需要固定時間去完成。比如水泥膠砂強度實驗，測定的是水泥膠砂3d 和28d 的抗折強度和抗壓強度，因此需要養(yǎng)護到規(guī)定齡期進行測試。

1.3 考核評價方式單一

傳統(tǒng)的考核機制是出勤+實驗報告冊。這種考核方式是學(xué)生被動地去接受知識，多數(shù)人為了考勤而實驗，應(yīng)付心態(tài)居多。學(xué)生人數(shù)比較多，一個組內(nèi)只有一部分學(xué)生能認真完成實驗，而其余學(xué)生參與度不高或直接旁觀，且積極完成實驗的總是那幾名同學(xué)。由于人數(shù)不足，教師很難了解學(xué)生的實驗狀況。實驗分組完成后實驗報告冊相互抄襲現(xiàn)象比較嚴(yán)重，給定實驗成績時很難確定學(xué)生對于實驗課的掌握情況，出現(xiàn)個別組內(nèi)所有人員成績偏低或差不多的想象。單憑考勤+實驗報告冊難以評定學(xué)生對實驗的掌握情況，難以將實驗課與理論課相結(jié)合，更別說獨立思考實驗中出現(xiàn)的問題。

2 實驗教學(xué)改革措施

2.1 實驗內(nèi)容、手段的多元化

2.1.1 課內(nèi)實驗綜合化

土木工程材料課內(nèi)實驗只有混凝土配合比是一個設(shè)計型和綜合型實驗，而這個綜合型實驗只有獲取混凝土各組成材料（水泥、砂子、石子）的基礎(chǔ)上才可以完成混凝土配合比設(shè)計，因此需要提前完成原材料各種物理性能的測定。這不再是學(xué)生被動地去接受，而是主動去探索。另外，實驗中將每個班級分為6～8個實驗組，每一組設(shè)計不同性能的混凝土，實驗室可以提供不同原材料（不同強度等級的水泥、不同品種的砂石料、不同品種的外加劑）。每個學(xué)生都需獨立思考、調(diào)整并完成實驗，每組所完成的實驗內(nèi)容都存在差異，可以進行不同組之間的對比，培養(yǎng)學(xué)生的積極性及創(chuàng)新能力。

2.1.2 實驗類型多樣化

完成課內(nèi)實驗的基礎(chǔ)上，鼓勵學(xué)生完成一些開放性實驗。①以科研、工程實際問題為背景開展實驗研究，引導(dǎo)學(xué)生申請大學(xué)生自主創(chuàng)新實驗項目或參與指導(dǎo)教師的科研項目。②以競賽為背景開展實驗研究，如參加全國混凝土設(shè)計大賽，通過這種開放式的實驗教學(xué)，不僅鞏固了課內(nèi)所學(xué)知識，還能促使學(xué)生了解學(xué)科前沿事物，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性的同時也能提高科研創(chuàng)新能力，以賽促教，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

2.1.3 實驗手段豐富化

除了課內(nèi)綜合性實驗以及開放性實驗之外，還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生去參觀一些工程實例，如檢測鑒定機構(gòu)或商混站材料實驗室。讓他們接觸工程實際，了解土木工程材料所需檢測的項目及前沿材料。也可以讓本科生參與到研究生的實驗當(dāng)中，提前接觸一些科研項目，豐富專業(yè)知識的同時又可以開闊眼界。另外，應(yīng)用好手機移動網(wǎng)絡(luò)，如在MOOC、微課等平臺上上傳一些新型材料的短小視頻，方便學(xué)生觀看、下載，為學(xué)生提供一個學(xué)習(xí)課外知識的平臺，促進自主學(xué)習(xí)能力，拓展學(xué)習(xí)渠道。

2.2 加強過程控制，優(yōu)化考核方式

為了避免部分學(xué)生吃“大鍋飯”，造成不預(yù)習(xí)與預(yù)習(xí)一樣的效果，應(yīng)該加強實驗過程控制。①按照自由組合的原則將班級分為若干個小組并上報指導(dǎo)老師；②提前詳細講解實驗和考評規(guī)則；③建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，并推送實驗視頻、動畫等，要求學(xué)生觀看視頻，提前熟知實驗內(nèi)容和過程；④做好課前預(yù)習(xí)。實驗過程中教師不再用大量的時間講解實驗，防止一些學(xué)生沒有做好課前預(yù)習(xí)而濫竽充數(shù)，影響其他學(xué)生的積極性。2學(xué)時的實驗可調(diào)整為三部分，第一部分老師講解10min，簡單介紹一下實驗儀器的使用和注意事項；第二部分是學(xué)生自主完成實驗50min；第三部分是分析討論30min。

改變出勤率+實驗報告冊這種單一的考核模式，實驗總成績可以由實驗操作、實驗討論及實驗報告冊三部分構(gòu)成。①實驗操作考查學(xué)生是否提前預(yù)習(xí)，是否了解實驗流程，是否具有獨立完成實驗的本領(lǐng)。這部分分?jǐn)?shù)不能太低，主要是鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。②實驗討論部分主要考查學(xué)生是否注意實驗細節(jié)，是否善于發(fā)現(xiàn)、提出問題。這部分反映了學(xué)生的觀察、思考能力及學(xué)習(xí)態(tài)度，也是提高學(xué)生實驗積極性又一源泉，盡量要求每一名學(xué)生參與其中。因此，這部分分值應(yīng)該占較大比例。③實驗報告冊考查學(xué)生的綜合能力，通過撰寫實驗報告冊可以學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析、處理等本領(lǐng)。但實驗報告冊可以拓展一個新的板塊，如增加實驗過程中的體會以及實驗問題的理解、分析和處理方式。建議最終的實驗成績由實驗操作、實驗討論和實驗報告冊構(gòu)成，分值占比為2:3:5。

3 結(jié)語

為適應(yīng)本科院校走地方性、應(yīng)用型的發(fā)展路線，教師在課程教學(xué)過程中應(yīng)重視動手操作能力的培養(yǎng)、重視實驗操作細節(jié)的把控、重視理論聯(lián)系實際的實踐。本文針對教學(xué)中出現(xiàn)的一些問題提出了改進措施，課內(nèi)實驗綜合化、實驗類型多樣化、實驗手段豐富化、過程加強化、考評方式優(yōu)化等。通過豐富的教學(xué)改革形成了土木工程材料實驗課程新體系，提升了教學(xué)的深度和廣度，培養(yǎng)了學(xué)生的工程應(yīng)用能力與創(chuàng)新意識。