吳德義

（安徽建筑工業(yè)學(xué)院，安徽 合肥 230022）

土木工程示范實驗中心完善實驗教學(xué)體系建立與保證措施

吳德義

（安徽建筑工業(yè)學(xué)院，安徽 合肥 230022）

文章結(jié)合安徽建筑工業(yè)學(xué)院實際，介紹了土木工程示范實驗中心建設(shè)中完善的分層次實驗教學(xué)體系的構(gòu)建，提出了實驗教學(xué)體系順利實施必須有儀器設(shè)備硬件設(shè)施、高水平實驗室隊伍、高效運行機制以及科學(xué)的實驗室管理體制作保證。

示范實驗中心;分層次實驗教學(xué)體系；保證措施

1.引言

安徽建筑工業(yè)學(xué)院土木學(xué)院是土木類專業(yè)特色鮮明，以本科教學(xué)為主兼有碩士研究生教育的教學(xué)型工科院校。土木工程作為一門應(yīng)用性很強的學(xué)科，實驗教學(xué)和理論教學(xué)具有同等重要地位[1]，作為土木學(xué)院下設(shè)的土木工程實驗中心以前僅承擔(dān)土木工程專業(yè)本專科實驗教學(xué)任務(wù)以及少數(shù)“非土木類”專業(yè)的工程測量、材料力學(xué)等基礎(chǔ)性課程實驗，相同理論課程，不分專業(yè)采用相同實驗教學(xué)大綱，教學(xué)形式單一。隨著辦學(xué)規(guī)模增大，辦學(xué)層次提高，原教學(xué)模式已不能滿足現(xiàn)有實驗教學(xué)需要，為此，學(xué)校將本實驗中心作為示范實驗中心立項建設(shè)。示范實驗中心建設(shè)首先應(yīng)具有完善的實驗教學(xué)體系[2][3][4]，在滿足土木學(xué)院各專業(yè)本科實驗教學(xué)以及土木工程研究生教學(xué)的同時，還需為非土木類專業(yè)的材料力學(xué)及工程測量課程實驗教學(xué)提供服務(wù)。為保證完善實驗教學(xué)體系的實施，必須完善現(xiàn)有的實驗室管理體制、加強實驗室硬件建設(shè)、提高實驗室隊伍素質(zhì)與水平、改革現(xiàn)行運行機制[5][6]。

2.全面分層次完善實驗教學(xué)體系

2.1 分層次實驗教學(xué)大綱完善和新增實驗教學(xué)大綱編制

相同理論課程對于不同專業(yè)、不同層次學(xué)生有不同要求，與理論教學(xué)相適應(yīng)，實驗教學(xué)大綱也應(yīng)不同。土木工程實驗中心針對不同專業(yè)的要求，修訂或重新編制了不同的實驗大綱，如對原工程測量和材料力學(xué)等實驗教學(xué)大綱進行了修訂，重新編制了分別適應(yīng)“土木類”和“非土木類”專業(yè)的實驗教學(xué)大綱，針對本科教學(xué)和研究生學(xué)習(xí)不同特點，分別編制了適用于本科和研究生教學(xué)的巖石力學(xué)和結(jié)構(gòu)工程實驗等課程實驗教學(xué)大綱。

2.2 精心設(shè)計優(yōu)化整合實驗內(nèi)容，形成不同層次實驗項目類型

實驗項目開出應(yīng)滿足不同專業(yè)、不同層次實驗教學(xué)大綱要求，基礎(chǔ)型驗證實驗可培養(yǎng)學(xué)生動手能力和對理論知識的深入了解，綜合性和工程實踐型實驗可培養(yǎng)學(xué)生綜合運動知識能力，研究性實驗可培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新科研能力[7]，形成基礎(chǔ)型、綜合設(shè)計型、工程實踐型、個性化創(chuàng)新型四個層次實驗，構(gòu)建系統(tǒng)性、綜合性、層次化、模塊化的實驗教學(xué)新體系，根據(jù)實驗教學(xué)大綱，可分別開出驗證性、綜合性和研究性等不同種類實驗項目[7]。例如材料力學(xué)實驗課程，針對非土木類專業(yè)主要開設(shè)材料拉伸與壓縮，材料拉壓彈性模量測定，材料剪切，材料扭轉(zhuǎn)與測G四個演示性實驗項目；對于土木工程類專將材料拉伸與壓縮及材料拉壓彈性模量測定兩個實驗項目整合為材料拉伸力學(xué)性能測定實驗項目；將材料剪切實驗，扭轉(zhuǎn)及測G兩個實驗項目整合為材料剪切力學(xué)性能測定實驗項目；增開梁的彎曲正應(yīng)力和梁的彎曲主應(yīng)力綜合性課內(nèi)實驗項目；增開“沖擊荷載作用下材料力學(xué)力學(xué)性能測試”開放性實驗項目和“復(fù)合材料層面力學(xué)性能分析”研究性項目；對土木類專業(yè)材料力學(xué)實驗內(nèi)容深度和廣度有更進一步要求，結(jié)合研究生和教師目前從事科研具體實際，開出了研究性項目。結(jié)構(gòu)實驗室是主要為土木工程專業(yè)服務(wù)的專業(yè)實驗室，原開設(shè)實驗項目主要有：“常用試驗及檢測儀器的認識”、“電阻應(yīng)變片粘貼技術(shù)”以及“結(jié)構(gòu)非破損檢測”三個驗證型實驗項目和“鋼筋混凝土梁受彎破壞”綜合性實驗項目，新的實驗教學(xué)體系將“常用試驗及檢測儀器的認識”和“電阻應(yīng)變片粘貼技術(shù)”實驗項目合并為“結(jié)構(gòu)實驗方法認識性實驗項目”，增開“鋼筋混凝土柱受壓（軸向壓縮和偏心壓縮）”綜合性實驗項目，為使學(xué)有余力學(xué)生對結(jié)構(gòu)力學(xué)性能有更加全面的認識，滿足研究生和廣大教師從事科學(xué)研究需要，增開了“鋼筋混凝土構(gòu)件抗扭”、“結(jié)構(gòu)動力測試與分析”、“鋼結(jié)構(gòu)抗壓穩(wěn)定”、“砌體結(jié)構(gòu)抗壓承載力”等開放型綜合實驗項目，“疊合板力學(xué)性能研究”及“復(fù)合荷載作用下結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究”等研究性項目。工程測量課程也根據(jù)“土木類”和“非土木類”專業(yè)不同要求，將原來實驗項目進行了整合，形成了新的工程測量課程實驗教學(xué)體系。土木工程、安全工程以及勘查技術(shù)工程等專業(yè)本科以及土木工程專業(yè)的地下工程研究方向的研究生都開設(shè)巖石力學(xué)課程實驗，但實驗項目設(shè)置不同，對于本科學(xué)生，主要開設(shè)“巖石受拉”、“巖石受壓”、“巖石受剪”以及“巖石物理性質(zhì)測定”四個實驗項目，但對研究生開設(shè)的巖石力學(xué)實驗課程，將“巖石受拉”、“巖石受壓”、“巖石受剪”三個實驗項目合并為“巖石單向受荷力學(xué)性能測試”一個實驗項目，增開“巖石三向受壓”綜合性實驗以及“深部開采圍巖變形數(shù)值模擬”研究性實驗項目。土力學(xué)課程實驗內(nèi)容也作了優(yōu)化，將原實驗教學(xué)大綱中規(guī)定的“土的含水量測定”、“土的密度測定”，“土的液限和塑限測定”三個實驗項目合并在一起組成一個綜合性實驗項目，原來需要4個學(xué)時進行的3個實驗項目現(xiàn)僅需2個學(xué)時完成，在總實驗學(xué)時不變情況下增開了“土的固結(jié)”綜合性實驗項目并增開了“無側(cè)限抗壓強度測定”開放性實驗項目。針對土木學(xué)院新增專業(yè)較多的特點，編制了新增的測繪工程、安全工程、地質(zhì)勘查工程專業(yè)各課程的實驗教學(xué)大綱，完善了實驗教學(xué)體系；明確了達到實驗教學(xué)預(yù)期效果所須的軟硬件條件、完善實驗室管理體制與制度、科學(xué)實驗室運行機制。

3.完善實驗教學(xué)體系實施的保證措施

3.1 實驗室管理體制

實驗教學(xué)體系順利實施必須有高效的實驗室管理體制，通過示范實驗中心建設(shè)，本實驗中心實行土木學(xué)院院長領(lǐng)導(dǎo)下的實驗中心主任負責(zé)制，配備專職管理人員從事儀器設(shè)備和實驗室管理，及時提供高效的服務(wù)，實驗教師由理論課教師兼任，學(xué)院各教研系主任非專職擔(dān)任各實驗室主任進行實驗中心業(yè)務(wù)管理，保證了實驗教學(xué)和理論教學(xué)緊密結(jié)合。

3.2 實驗室建設(shè)與實驗室組建

實驗室硬件建設(shè)是保證實驗教學(xué)體系有序進行的關(guān)鍵[8]。完善的實驗教學(xué)體系要求必須按照規(guī)定的每組人數(shù)進行實驗，超過規(guī)定的每組人數(shù)必然影響實驗效果，必須有一定數(shù)量的儀器設(shè)備才能保證實驗教學(xué)順利進行；為滿足綜合性、創(chuàng)新性、設(shè)計性實驗的開出以及科研的需要，必須購置一批專業(yè)技術(shù)含量高的大型精密儀器設(shè)備；為滿足新增專業(yè)實驗教學(xué)需要，必須新建實驗室以保證新增專業(yè)實驗項目開出。為此，近來購置了如電子拉力實驗機等技術(shù)含量高的儀器設(shè)備補充完善了材料力學(xué)實驗室；在原有測量實驗室基礎(chǔ)上新購置了如GPS及全站儀等測繪儀器設(shè)備，組建了測繪儀器室；購置了不同檔次巖石力學(xué)儀器設(shè)備新建了巖石力學(xué)實驗室以滿足本科教學(xué)和地下工程方向研究生教學(xué)需要；結(jié)構(gòu)工程實驗室購置一套八通道電液伺服加載系統(tǒng)以滿足綜合性本科教學(xué)實驗項目、研究生研究性實驗項目及教師從事科研需要。近三年來投資約1200萬元經(jīng)費用于實驗室建設(shè)，基本滿足了各專業(yè)不同層次實驗教學(xué)需要，不同層次實驗項目開出率達到100%。

3.3 實驗室隊伍建設(shè)

高水平實驗室隊伍是分層次實驗教學(xué)實施的前提。綜合性、設(shè)計性及開放性實驗開出必須由高水平實驗指導(dǎo)教師，較高儀器設(shè)備完好率是實驗教學(xué)體系順利進行的前提，高技術(shù)含量儀器設(shè)備必須由高素質(zhì)實驗室管理人員進行維護與維修。提高實驗室人員素質(zhì)，鼓勵具有博士及碩士學(xué)位新進教師兼職從事實驗室管理，自制或自行維修儀器設(shè)備，改制或開發(fā)儀器設(shè)備新功能，鼓勵高水平教師投入實驗教學(xué)，保證實驗教學(xué)體系順利進行。如巖石力學(xué)本科和研究生實驗聘用1名教授指導(dǎo)實驗；測繪實驗室原有的一名實驗室管理人員主要從事常規(guī)測量儀器管理，由于專業(yè)儀器設(shè)備購置，聘用1名測繪工程系博士作為兼職人員進行新購置的GPS及大型儀器設(shè)備維修與維護；結(jié)構(gòu)實驗室中八通道電液伺服加載裝置由1名教授作為儀器主要負責(zé)人進行儀器設(shè)備操作指導(dǎo)及管理等。

3.4 高效實驗室運行機制建立

（1）實驗室全天候?qū)ν忾_放

分層次完善實驗教學(xué)體系不僅需要儀器設(shè)備和實驗室人員作為保證，更需要有足夠?qū)嶒炇視r間作保證，教學(xué)大綱中規(guī)定的課內(nèi)實驗學(xué)時數(shù)有限，有些自選的綜合性和設(shè)計性項目應(yīng)使學(xué)生在課余時間完成，研究生從事研究性實驗大部分也在課余時間完成，實驗室全天候開放對于保證分層次完善實驗教學(xué)體系的實施，培養(yǎng)具有動手能力的創(chuàng)新性人才尤為必要[9][10]，足夠數(shù)量的常規(guī)儀器設(shè)備，技術(shù)先進的科研儀器設(shè)備必須有較高的儀器設(shè)備利用率才能充分發(fā)揮實驗室建設(shè)效益，實驗室對外開放是提高儀器設(shè)備利用率，保證實驗教學(xué)體系順利進行最重要措施。如測繪實驗室對全校未開設(shè)工程測量課程專業(yè)學(xué)生開放開設(shè)了四個常規(guī)演示性項目，材料力學(xué)實驗室對土木類專業(yè)學(xué)生開放開設(shè)“動荷載作用下材料力學(xué)性能研究”綜合性實驗項目和“復(fù)合材料結(jié)合面力學(xué)性能分析”研究性實驗項目，結(jié)構(gòu)實驗室全天侯開放，結(jié)合教師課題從事結(jié)構(gòu)工程方向的研究，土力學(xué)和巖石力學(xué)實驗室全天侯對本科生、碩士研究生及教師開放進行地下工程方向課題研究。

（2）規(guī)范的實驗室管理

為保證分層次實驗教學(xué)體系有序進行，必須有規(guī)范化的實驗室管理規(guī)章制度并嚴格執(zhí)行[11]，針對本實驗中心實際，制定了《土木工程實驗中心管理工作暫行規(guī)定》、《土木工程實驗中心績效考評管理辦法（試行）》、《土木工程實驗中心大型儀器設(shè)備維護及維修管理規(guī)定》、《土木工程實驗中心對外開放有關(guān)規(guī)定》、《學(xué)生實驗效果考核辦法》等規(guī)章制度。加強對實驗室人員管理和考核，提高實驗室人員工作積極性和能動性；加強實驗儀器設(shè)備管理，及時對儀器設(shè)備進行維護與維修，鼓勵教師自行維修與維護儀器設(shè)備，提高儀器設(shè)備完好率，保證實驗教學(xué)有序進行。實驗室對外開放有關(guān)規(guī)章制度執(zhí)行保證了實驗室全天候?qū)ν忾_放有效實施，加強對學(xué)生實驗效果考核是對示范中心建設(shè)效果的檢驗，對實驗考核效果進行科學(xué)合理分析，提出存在問題及解決問題方法，為示范中心下一步規(guī)范化建設(shè)提供依據(jù)。

4.結(jié)語

土木工程實驗中心經(jīng)過近三年的示范實驗中心建設(shè)，已初步形成了不同專業(yè)分層次全面完善實驗教學(xué)體系。加大了實驗室硬件設(shè)備投入，完善或擴建了原有實驗室，新建或組建了新的專業(yè)實驗室，保證實驗項目全部開出。形成了科學(xué)的實驗室管理體制，組建了高水平實驗室隊伍，建立了高效實驗室運行機制，實行了實驗室全天侯對外開放，規(guī)范了實驗室管理。

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G642.42 < class="emphasis_bold">文獻標識碼：A

A

1671-752X（2011）02-0001-03

2011-03-14

吳德義（1966-），男，安徽池州人,安徽建筑工業(yè)學(xué)院資產(chǎn)處副處長，教授，博士，主要從事實驗教學(xué)與儀器設(shè)備管理。

殷和平）