探析應用技術型地方高校土木工程結構試驗教學改革

趙昕

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在眾多的專業當中，土木工程是一門有著較高實踐性的課程，在教學過程中不僅要學習理論知識，還應根據土木工程課程的特點開展多樣化的實踐教學。其中結構試驗課程就是最具實踐性的課程，該課程的主要目標就是在學生掌握理論知識后開展實踐教學，培養學生工程結構試驗、檢測等方面的知識及專業技能，同時提高學生試驗設計能力及規劃能力。對學生而言，掌握好土木工程結構試驗課程是非常重要的，故而以應用技術型地方高校為側重點，對其土木工程結構試驗教學存在的問題進行分析，提出相應的教學改革策略，以便逐漸提升高校的教學效率。

[關? ? 鍵? ?詞]? 土木工程專業;結構試驗課程;教學改革

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）03-0230-02

開設土木工程結構試驗課程旨在培養該專業學生的實踐能力及創新能力，因此各地方學校對此非常重視，無論是試驗儀器的更新還是試驗內容的選擇等都在進一步完善，各個高等院校加大了資金投入，為土木工程試驗教學體系的革新夯實了軟硬件基礎，并且取得了不小的成績。然而由于各高校的性質及特點存在較大的差異，因此所運用的教學模式不能生搬硬套，特別是在應用技術型地方高校中，土木工程結構試驗課程教學體系并不完善，教學方式和手段可以適當借鑒。故而，為了緊隨時代的發展需求，培養更多社會所需要的基礎性人才，應該轉變現下土木工程結構試驗教學體系，結合學校實際狀況，以提高學生實踐能力為宗旨，培養創新人才。

一、土木工程結構試驗教學存在的缺陷和不足

（一）學生對該課程重視度不夠，加之實驗前準備不充分

第一，學生對土木工程結構試驗相關內容學習的重視度不夠，鑒于該課程的學分普遍較低，學生在學習過程中積極性及主動性較低，同時還有不少學生認為土木工程結構試驗課程就是一門起到輔助作用的課程，無關緊要，因此學習態度存在偏差，絕大多數學生學習思想不端正，積極性較差，最終造成學生實踐能力不足。第二，學生在進行相關試驗之前未做好充足的準備，在教學過程中也只是簡單地瀏覽任務書，之后完全憑借教師不斷講解和操作，學習往往比較被動。其實學生在試驗前做好充分準備是十分必要的，只有這樣，在試驗過程中才更有針對性，同時取得良好的學習效果。

（二）專職實驗人員隊伍的建設存在一定上升空間

土木工程結構試驗教學的發展離不開專職試驗技術人才隊伍的有效建設。應用技術型地方高校受到辦學類型定位的限制，所建設的實驗室工程主要側重于本科教學和常規試驗，適用于創新實驗以及應用技術研究的儀器設備較少。此外，由于缺少采購和維修經費，部分設備處于長久失修、長期閑置的狀態，造成了大量的資源浪費。實驗室中專職教師對土木工程結構試驗課程的應用研究及結構檢測等方面經驗匱乏，再加上部分教師對新型試驗設備及技術的使用生疏，只能順利開展常規試驗教學，實驗教學改革能力有待提高。

（三）土木工程結構試驗教學內容和教學方法應進一步完善

目前土木工程結構試驗教學主要以傳統教學方式開展，其具有一定的嚴謹性和邏輯性。但是隨著新型教學模式的發展，傳統的教學方式將面臨挑戰。由于教材內容涵蓋面較廣，在有限的課時內學生只能夠對試驗的流程進行了解性學習，無法深入理解試驗的目的、原理以及設計思路等更為核心的內容。尤其是對于一些研究性及設計性較強的綜合性結構試驗，由于實驗條件不充分而不能有效開展，進而導致學生工程實踐能力及素養不足，對地方高校高素質應用型人才的培養產生不良影響。此外，土木工程結構試驗教材內容還存在更新不及時的問題。近十余年來土木工程行業發展迅速，出現了許多新的結構形式，建筑規范也在近年來陸續更新。由于教材內容較為陳舊，很多新試驗技術及設備不能通過教材很好地體現出來，因此學生理論知識學習與實際脫節現象尤為嚴重。

此外，受到試驗課時、試驗設備和材料的限制，在以往傳統的土木工程結構試驗教材中演示性以及驗證性內容居多。教師會向學生講授試驗的所有細節，如試驗項目、原理、所需儀器設備、測試方式甚至是試驗步驟等，對照學生的試驗結果是否與試驗數據相一致，以此作為標準判斷學生試驗是否正確。往往試驗結束后學生不僅不會如何設計試驗，更不會通過試驗觀察和分析問題，甚至某些學生過后對儀器設備的操作方法和步驟絲毫沒有印象，學生長時間處于被動學習的狀態，這種教學方式只是單一地教授知識，對學生創新思維的發展產生了一定程度的抑制。

二、土木工程結構試驗教學改革策略

（一）讓學生明確結構試驗課程的重要性

相對于枯燥乏味的理論知識教學，學生對于結構試驗課程還是興趣十足的，各種結構試驗對學生有著一定的吸引力，然而學生對該課程的重視程度遠遠不夠，絕大多數學生對該課程有著濃烈的興趣，他們認為做試驗就是去玩，學生不僅不能掌握專業技能，同時還影響課程的順利進行。面對這種情況，教師應該為學生明確土木工程專業中結構試驗課程的重要性，讓學生清楚地知道學好該課程是多么重要，土木工程得以長遠發展就是憑借試驗的不斷進步。此外，還應該讓學生明白，盡管他們已經通過計算設計出了計算模型，但是依舊需要通過試驗的方式對其進行驗證，并加深對計算公式的理解，鞏固記憶，同時提高自身感性認識，提高試驗能力及動手能力。比如說箱梁的鋼筋骨架構成，不管教師講授得多么具體和透徹，仍舊需要學生通過試驗的方式獲得直觀認識。

（二）強化結構試驗教師團隊的實踐能力

地方高校要想快速實現土木工程結構試驗教學體系改革，首要任務就是強化結構試驗教學團隊，提高教師整體水平，同時擴大師資規模，進而打造一支結構科學合理、試驗教學水平較高、實踐及科研能力較強的實驗教學團隊，以校企結合的結構工程技術專業為主題，構建完善、全面的結構試驗教學團隊，在高質、高效的實驗教師隊伍的帶領下促進結構試驗教學改革。第一，高效的結構試驗教學勢必要與理論教學有機結合，因此激勵專業試驗教師擔負一定的理論知識教學，同時有效推動專業試驗教師更好的科學發展。第二，甄選出部分優秀人才，在此基礎上帶動實驗室建設。但是應該注意，選拔出來的高素質人才必須具備較強的科學研究能力，在科研時充分發揮帶頭作用。第三，允許部分在校博士生或者研究生參與實驗室的工作，以便彌補專業試驗教師不足的問題及缺陷。第四，加大培訓力度，按期組織相關教師開展試驗操作培訓，或邀請專業或行業內優秀員工開展試驗技術研討會、為教師創造更多外出學術交流和學習的機會等，以此提高試驗教學團隊的整體實踐水平。地方高校僅僅依靠提高理論教學水平達到專業發展的目的是遠遠不夠的，還應該致力于結構試驗教學水平的提高。

（三）轉變結構試驗教學方式

轉變以往傳統的試驗教學方式，加強實驗室的開放力度，從結構工程技術角度出發，注重問題的發現、文獻資料查詢、試驗方案設計以及團隊組建等方面，促使學生樹立結構試驗的自主意識，循序漸進地提高其自主試驗能力。另外，嘗試通過工程體驗式、科學研究體驗式以及競賽導向式、虛擬仿真等方式開展結構試驗教學。例如，可以通過計算機仿真優化教學方法。眾所周知，結構試驗課程是一項綜合性較強的課程，且涉獵范圍比較廣泛，絕大多數地方高校使用ANSYS、ABAQUS等有限元分析軟件。無論何種性質的試驗，在試驗之前都應該做好以下工作：第一，明確試驗的目的。就拿工字型鋼截面的抗剪承載力的試驗來說，試驗的主要目的就是讓學生審查核對工字型鋼截面的抗剪承載力的計算公式及其受剪破壞的整個過程，掌握機構試驗相關儀器設備的使用操作。第二，通過對試驗進行數值仿真分析，對試驗模型進行分析。第三，運用適當的分析軟件在進行試驗之前對相關數值進行仿真分析。第四，進行數值分析，通過公式計算出最終結果。除此之外，構建完善的試驗信息管理信息平臺，對試驗教學質量監督和控制、教學資源及過程等實施網絡化管理，并將試驗教學的整個過程通過網絡全面展現出來，實現資源共享。

（四）構建特色試驗教學模式，培養及發展學生試驗動手能力

所謂創新教育就是培養更多的創新型人才，以便滿足國家的人才需求，而創新型人才應該具備豐富的專業知識、實踐能力，可以有效解決各種復雜、棘手的工程問題。因此在土木工程結構實踐的教學過程中，首先讓學生掌握相關試驗設備儀器應該如何規范操作，并時刻觀察并分析試驗過程中出現的不同現象，進而培養學生分析能力、實踐能力以及創新能力。其次，增強結構試驗教學的重視度，結構試驗教學與理論知識教學是同等重要的，應該將兩者放在同等地位上，突顯創新思想。例如在進行受彎梁正截面試驗時，在充分了解試驗目的的基礎上對受彎梁的強度、撓度等進行試驗，進而了解其構件的受力破壞過程。最后，根據試驗需要羅列出試驗所需要的儀器和設備，進而設計試驗方案，嚴格按照試驗方案的步驟進行，試驗結束后對結構進行分析整理，撰寫試驗報告。在試驗過程中，各小組成員應該具備發現、分析以及解決問題的各項能力，相互協作、配合，加深對理論知識的理解，同時激發科學研究的潛力，調動專業實踐學習的積極性和主動性。

土木工程結構試驗在結構工程的發展過程中產生了重要影響和價值，并且有著較強的實踐性，但是受到各種因素的影響，現階段土木工程結構實踐課程教學存在諸多問題和缺陷，導致教學未達到預期效果，其功能也未能得到很好的發揮。盡管各地方高校對該課程教學重視程度提高，軟硬件條件得到了一定改善，但是仍舊需要加強學生對該課程重要性的認識，提高學生的學習積極性和主動性，提升實驗教師隊伍的實踐能力，促進結構試驗教學體系改革，同時轉變教學方式，激發學生學習興趣，構建獨樹一幟的教學模式，進一步提高學生實踐能力及動手操作能力，促進學生全面發展，為社會發展培養更多應用技術型人才。

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編輯 張 慧