楊 楓,羅才松

(1.福建工程學(xué)院土木系,福建福州350007;2.福建省土木工程綜合實踐示范中心,福建福州350007)

《土木工程材料》實驗教學(xué)的思考與改革實踐＊

楊 楓1,羅才松2

(1.福建工程學(xué)院土木系,福建福州350007;2.福建省土木工程綜合實踐示范中心,福建福州350007)

介紹了《土木工程材料》課程的主要內(nèi)容和傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法,指出了傳統(tǒng)實驗教學(xué)中存在的問題,提出了對實驗教學(xué)改革的具體方法和措施,結(jié)合老師的相關(guān)科研課題以及校辦企業(yè)提供的實際工程資料,開設(shè)設(shè)計性實驗教學(xué),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動性,提高了教學(xué)質(zhì)量,取得了較好的教學(xué)效果。

土木工程材料;實驗教學(xué)改革;設(shè)計性實驗

土木工程材料為土木工程、交通工程、勘察工程、工程管理、建筑學(xué)、建筑設(shè)計等土木與建筑類本?？粕_設(shè)的必修課和學(xué)位課,在教學(xué)中占有極其重要的地位。土木工程材料在當(dāng)代土木工程科學(xué)研究中占有重要的地位,是土木工程科學(xué)的重要組成部分。通過課程的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)和了解現(xiàn)代土木工程科學(xué)研究領(lǐng)域與實際工程中,常用的建筑材料成分分析和各種材料配制成試件后的基本物理性能,構(gòu)建起完整的知識結(jié)構(gòu)體系,獲得獨立開展科學(xué)研究與實際工程設(shè)計中所必備的土木工程材料實驗基礎(chǔ)理論和實驗方法方面的訓(xùn)練。

該課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生實驗動手能力和分析問題能力為目的的專業(yè)基礎(chǔ)課,其中實驗課程的教學(xué)占全部課時的近二分之一,所以,實驗教學(xué)在該課程中占有十分重要的作用。過去教學(xué)計劃中按土木工程材料中不同的的材料分別設(shè)置的實驗項目,學(xué)生受到的只是單個基本實驗技能訓(xùn)練,不利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和解決實際問題的能力;為此我們進(jìn)行了土木工程材料實驗課程的改革與探索。

一、土木工程材料實驗的主要內(nèi)容

土木工程材料,無外乎現(xiàn)在建筑工地上能夠看得見模得著的建筑材料,按大類分主要包括:混凝土材料,磚砌體材料、木材、瀝青、瀝青混合料以及鋼材等。我校開設(shè)的土木工程材料實驗項目有:普通混凝土試驗(混凝土用骨料試驗、配合比、稠度、強度)、水泥試驗(水泥細(xì)度、凝結(jié)時間、安定性、強度)、建筑砂漿試驗(稠度、分層度、強度)、石油瀝青試驗(針入度、延度、軟化點)、瀝青混合料試驗(表觀密度、馬歇爾穩(wěn)定度、車轍試驗),以及鋼材物理性能等試驗。重點講授土木工程材料有關(guān)的理論原理、制樣方法、試驗標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果分析處理等方面的知識,并安排適當(dāng)?shù)膶嶒炚n時,培養(yǎng)學(xué)生實際的動手能力,以期使學(xué)生打下一定的科學(xué)實驗基礎(chǔ)和解決實際工程問題的能力。

二、土木工程材料實驗教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題

國內(nèi)傳統(tǒng)的土木工程材料實驗教學(xué)依附于理論課程,隨理論課程設(shè)課,分屬不同的教研室,教學(xué)要求重在通過實驗加深對理論知識的理解和實驗技能的訓(xùn)練。具體說來,存在以下狀況:

(1)理論教學(xué)為主,實驗教學(xué)為輔,經(jīng)常把實驗一帶而過。沒有把理論教學(xué)和實驗教學(xué)結(jié)合起來,讓學(xué)生以純粹的理論理解,只在腦子中有個抽象的概念,一旦學(xué)生接觸實際,根本就結(jié)合不起來。

(2)教學(xué)條件的限制,實際操作機會很少,只能看實驗教師演示。一般都是大班上課,土木工程材料實驗的實驗儀器有限,比如馬歇爾實驗,難以配備很多,學(xué)生只能看演示,容易眼高手低,更有甚者,有些學(xué)生思想不夠重視,根本沒聽教師講解,最后什么都沒學(xué)到,草草應(yīng)付過關(guān)。

(3)理論教學(xué)和實驗教學(xué)配合不夠,沒有形成系統(tǒng)化。理論教師只講理論,實驗教師只講實驗,沒有課程進(jìn)度上的配合,理論課有時進(jìn)行完較長時間才開設(shè)實驗,這樣很大程度上削弱了學(xué)生對理論知識的理解,對實驗機理的理解也欠佳。

(4)學(xué)生實驗?zāi)康男圆粔驈?經(jīng)常是準(zhǔn)備不夠充分。在做實驗前,學(xué)生不清楚實驗?zāi)康?實驗參數(shù)用途,往往是機械的搬用書上的過程和步驟,把整個過程機械的完成就結(jié)束,對實驗原理和實驗過程沒有很好的認(rèn)識。

(5)學(xué)生接觸工程實例的機會較少,沒有培養(yǎng)出責(zé)任心和使命感,以致不能很好的適應(yīng)實際工作。

(6)在學(xué)校教學(xué)目的上存在不足,實驗不僅僅是培養(yǎng)熟練的技能,而是培養(yǎng)工作和科研的能力。

(7)缺乏創(chuàng)新。傳統(tǒng)的土木工程材料實驗教授的方式總是以驗證型實驗為主,按照固定的套路進(jìn)行,缺乏對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),使學(xué)生技術(shù)化,而不是科研型。

(8)師資力量存在不足。不少高校把實驗教學(xué)不放在教學(xué)計劃的主要部分,僅僅把實驗作為附屬,容易導(dǎo)致在師資力量的配備上不夠重視,導(dǎo)致在教學(xué)上出現(xiàn)漏洞。

三、我校實驗教學(xué)改革的措施

現(xiàn)代大學(xué)教育理念即“以人為本,注重學(xué)術(shù),服務(wù)社會,改革創(chuàng)新,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才”,進(jìn)行實驗教學(xué)改革、建設(shè),是當(dāng)前高校教育改革關(guān)注的重點和關(guān)鍵。

(一)實驗和科研相結(jié)合

我校是一個新升本科院校,升本之初,我校的科研工作還相對比較薄弱,學(xué)校抓住升本這個機會,大力引進(jìn)高素質(zhì)人才,隨著大量博士、碩士、教授、副教授的引進(jìn),學(xué)校的科研工作也得到大大改善。相比于研究性大學(xué),其科研環(huán)境與科研經(jīng)費,我校的差距還很大,但這不能成為教師不搞科研的理由。鑒于學(xué)生對科研實驗則充滿了迷惑與向往,希望有機會親身體驗一下科研的東西。為此,在相關(guān)老師要進(jìn)行科研實驗之前,將信息告知學(xué)生,讓感興趣的學(xué)生通過寫申請報告,科研老師通過審查,從中選出部分優(yōu)秀學(xué)生參與科研實驗的全部過程與部分過程。這樣既滿足了學(xué)生的好奇心理,又讓他們在本科階段就體驗到了科研實驗,為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)深造打下了堅持的基礎(chǔ),同時也解決了我校科研實驗現(xiàn)場實驗人員缺少的問題,達(dá)到雙贏的效果。

(二)實驗和工程實例相結(jié)合

我校土木工程專業(yè)辦學(xué)歷史悠久,與之相關(guān)的校辦企業(yè)有建筑勘察設(shè)計院、建設(shè)工程監(jiān)理咨詢公司、巖土工程研究所,以及建筑工程檢測公司,校辦企業(yè)幾乎涵蓋了土木工程類的所有專業(yè)方向,這為我校學(xué)生有機會接觸實際工程項目提供的有利的條件。通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,校辦企業(yè)為學(xué)校實驗教學(xué)提供各種便利,在某一學(xué)期要進(jìn)行相關(guān)課程的實驗教學(xué)之前,實驗教師在學(xué)期之前將實驗教學(xué)計劃送交相關(guān)校辦企業(yè),讓校辦企業(yè)了解學(xué)校實驗教學(xué)的進(jìn)度與安排。校辦企業(yè)結(jié)合實際工程的進(jìn)展與學(xué)校實驗教學(xué)的需要,讓學(xué)生深入工地獲取第一手現(xiàn)場實驗數(shù)據(jù),在工程安全的范圍以內(nèi)讓學(xué)生親自動手提取樣品并進(jìn)行實驗。同時,企業(yè)工程師結(jié)合工程實際為提出對實驗數(shù)據(jù)的處理結(jié)果意見,供學(xué)生參考。

(三)加快實驗室建設(shè)步伐,建立開放性實驗教學(xué)

在本校進(jìn)行的教學(xué)改革中,學(xué)校對實驗室建設(shè)投入的大量資金。2005年至2007年在土木工程實踐中心二期建設(shè)中共投入資金二百六十萬元購置儀器設(shè)備,這極大改善了實驗教學(xué)的硬件設(shè)施條件,除完善了常規(guī)建筑工程材料試驗外還增加了交通道路建材試驗。

2007年,土木工程系實驗中心以申報省級實驗教學(xué)示范中線為契機,對實驗教學(xué)進(jìn)行了一次大的改革。將所有實驗室改革成開放式實驗教學(xué)平臺,建立專門的實驗教學(xué)網(wǎng)站,將教學(xué)資料共享化。學(xué)生做實驗之前必須進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約,預(yù)約通過的方可進(jìn)入實驗進(jìn)行實驗。對實驗步驟與使用頻率高的儀器的操作使用方法錄制成錄像或制作成動畫,上傳實驗教學(xué)網(wǎng)站上,供學(xué)生學(xué)習(xí)。在學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實驗的預(yù)約時,通過提問的方式考核學(xué)生對相關(guān)儀器的操作使用熟練程度,考核不合格者不可預(yù)約該實驗項目。同時,在網(wǎng)站上建立學(xué)生與教師的交流區(qū),供學(xué)生與教師討論實驗教學(xué)中出現(xiàn)的各種問題,為學(xué)生解答疑問。

(四)注重師資力量的培訓(xùn)和考核

對實驗教師的實驗技能和對各種先進(jìn)的實驗教學(xué)方法進(jìn)行定期培訓(xùn)。隨著時代發(fā)展,土木工程材料實驗方法與標(biāo)準(zhǔn)也是在不斷更新中,各種新的儀器設(shè)備的發(fā)明出產(chǎn)和各種先進(jìn)的教學(xué)方法的誕生,都對實驗教學(xué)教師提出了嚴(yán)格要求,因此,學(xué)校要定期組織實驗教師培訓(xùn)或外出學(xué)習(xí),提高實驗室?guī)熧Y力量的素質(zhì)。同時,對實驗教師的實驗技能和對理論的理解能力進(jìn)行考核,提高實驗教學(xué)質(zhì)量,對那些不合要求的教師,要督促其去參加培訓(xùn)或加強學(xué)習(xí),然后進(jìn)行考核,合格方可上崗。目前,我系實驗中心所有老師通過培訓(xùn)都取得了相關(guān)建筑、交通行業(yè)的工程試驗檢測證書,為實驗教學(xué)的順利開展提供了有力的保障。同時,隨著學(xué)?？蒲泄ぷ鞯闹鸩介_展,研究性實驗對教師素質(zhì)的要求也進(jìn)一步提高,為此,學(xué)校在人才的引進(jìn)方面對實驗教學(xué)也逐步的開始重視,引進(jìn)的實驗教師均須相關(guān)專業(yè)碩士研究生以上學(xué)歷。

四、教學(xué)改革效果與總結(jié)

土木工程材料是一門前后章節(jié)聯(lián)系相對獨立的課程,學(xué)生學(xué)習(xí)感覺比較枯燥,所以以往學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高,教學(xué)的效果不是很明顯。

經(jīng)過實驗教學(xué)的改革,將實驗教學(xué)與教師科研課題以及實際工程結(jié)合,開設(shè)設(shè)計性、研究性、創(chuàng)新性的“三性”實驗后,我們發(fā)現(xiàn),“三性”實驗對培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、探索以及靈活應(yīng)用知識的能力,對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情及創(chuàng)新能力、對培養(yǎng)學(xué)生掌握解決分析問題的方法以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神,都具有獨特的作用與明顯的效果。學(xué)生通過實驗,對從事科學(xué)研究工作的方法有了最基本的了解和體驗,對他們今后的工作將是一筆寶貴的財富。

通過教學(xué)改革,促進(jìn)了實驗教師教學(xué)觀念的改變,不再是傳統(tǒng)的機械套路式教學(xué),而是充分體現(xiàn)以學(xué)生的發(fā)展為中心,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新積極性為目的,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,由于教學(xué)觀念的改變,促進(jìn)了整個實驗教學(xué)學(xué)風(fēng)的轉(zhuǎn)變。

教學(xué)方法的改革,讓學(xué)生對基礎(chǔ)知識和實際操作技能有了更深刻的理解,將二者有機的結(jié)合起來,提高了學(xué)習(xí)效率,增加了對知識的綜合和運用能力。

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2010-07-06

楊楓(1973-),男,福建寧德人,講師。