解國(guó)梁，薛　輝，解恒燕

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163319)

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研究性實(shí)踐教學(xué)在《土木工程材料》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
——以混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為例

解國(guó)梁，薛輝，解恒燕

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163319)

摘要：對(duì)《土木工程材料》課程的基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——水泥實(shí)驗(yàn)，混凝土用骨料實(shí)驗(yàn)及普通混凝土實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合改進(jìn)，形成了混凝土配合比設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)。通過任務(wù)式教學(xué)，使學(xué)生按工程實(shí)際工作程序，從材性檢測(cè)、混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)、和易性選擇、混凝土配合比計(jì)算和試配、最終確定施工用混凝土配合比。將理論知識(shí)和實(shí)際問題有機(jī)地結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)的興趣。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，混凝土配合比設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)改革便于落實(shí)研究性教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，有利于學(xué)生綜合能力的提高。

關(guān)鍵詞：混凝土配合比設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)；研究性教學(xué)

研究性教學(xué)能有效突出學(xué)生的主體地位，促使學(xué)生成為知識(shí)的自主建構(gòu)者，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，目前已成為中國(guó)高等教育改革的熱點(diǎn)[1]?！秶?guó)家中長(zhǎng)期人才培養(yǎng)發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》中提出要完善現(xiàn)代國(guó)民教育和終身教育體系，《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》(教高[2012]4號(hào))也明確要求創(chuàng)新教育教學(xué)方法，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)[2]?！锻聊竟こ滩牧稀肥峭聊竟こ虒I(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容豐富，信息量大，教學(xué)內(nèi)容包括課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。我國(guó)各高校土木工程專業(yè)在該課程中進(jìn)行了大量研究性教學(xué)的探索和實(shí)踐[3]。該課程也是黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)土木工程專業(yè)課程體系中的核心課程。

1開展研究性教學(xué)的必要性

我?！锻聊竟こ滩牧稀穼?shí)驗(yàn)課安排16學(xué)時(shí)，內(nèi)容主要包括材料基本性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、鋼筋拉伸和彎曲性能實(shí)驗(yàn)、水泥實(shí)驗(yàn)、混凝土用骨料實(shí)驗(yàn)、普通混凝土實(shí)驗(yàn)、砂漿實(shí)驗(yàn)、砌墻磚實(shí)驗(yàn)等。教學(xué)改革前以上實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均按事先分配的學(xué)時(shí)單獨(dú)分散進(jìn)行。各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，分割明顯，同一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目統(tǒng)一安排。教師在實(shí)驗(yàn)前發(fā)放實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，指導(dǎo)書針對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?nèi)容及步驟。學(xué)生只需按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書說明按部就班完成實(shí)驗(yàn)操作，最后按教師設(shè)計(jì)好的格式分項(xiàng)填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告即完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。由于該課程理論課與實(shí)驗(yàn)課各自獨(dú)立，課程本身內(nèi)容繁多，各知識(shí)點(diǎn)相對(duì)瑣碎，加之各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目零散安排，缺乏邏輯性和關(guān)聯(lián)性，又以演示性和驗(yàn)證性為主。使得學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)往往會(huì)感到枯燥乏味，分不清主次 ，也難于構(gòu)建系統(tǒng)的知識(shí)體系，并因此對(duì)課程學(xué)習(xí)失去興趣，不能主動(dòng)思考，主動(dòng)實(shí)踐。

目前，關(guān)于《土木工程材料》課程研究性教學(xué)的改革取得了很多成果，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)仍存在很多問題。實(shí)驗(yàn)課程多仍局限于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，內(nèi)容單一，大部分是演示性、對(duì)比性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生主動(dòng)參與的積極性難以發(fā)揮，不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)[4]；由于各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，缺乏聯(lián)系，與后續(xù)專業(yè)課聯(lián)系更少，學(xué)生難于建立系統(tǒng)的知識(shí)體系；另外，實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核多依附于理論課，一般沒有完善的評(píng)價(jià)指標(biāo)，多數(shù)以學(xué)生出勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫情況確定成績(jī)，導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)付了事。傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能滿足當(dāng)前人才培養(yǎng)的需要，為了更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其主動(dòng)探究、獨(dú)立思考和科研實(shí)踐能力，有必要對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革，以提高教學(xué)質(zhì)量。擬通過對(duì)土木工程材料課程中水泥實(shí)驗(yàn)、混凝土用骨料實(shí)驗(yàn)及普通混凝土實(shí)驗(yàn)的整合與綜合設(shè)計(jì)，將研究性教學(xué)理念引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主性、研究性學(xué)習(xí)，為同類兄弟院校教學(xué)質(zhì)量的提高提供一定的參考。

2混凝土配合比設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的研究性實(shí)踐教學(xué)模式構(gòu)建

2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目整合

針對(duì)以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，同時(shí)為激發(fā)學(xué)生科研實(shí)驗(yàn)的興趣，建立主動(dòng)探究，綜合滲透的研究性教學(xué)模式，將《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)中三個(gè)聯(lián)系比較緊密的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——水泥實(shí)驗(yàn)、混凝土用骨料實(shí)驗(yàn)及普通混凝土實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合，形成了混凝土配合比設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)。以實(shí)際工程中混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用混凝土為實(shí)驗(yàn)題目，為學(xué)生提供真實(shí)的實(shí)驗(yàn)背景，根據(jù)實(shí)際工程部位所用混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、和易性要求，編制混凝土配合比設(shè)計(jì)任務(wù)書，以為施工單位提供混凝土配合比報(bào)告為任務(wù)，圍繞混凝土配合比設(shè)計(jì)這個(gè)核心問題展開各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生按照任務(wù)書的要求，以解決實(shí)際問題為目的，通過小組討論自行設(shè)計(jì)制定實(shí)驗(yàn)方案，并按照每個(gè)實(shí)驗(yàn)組自己所定方案進(jìn)行材料材性檢測(cè)，混凝土配合比試算，混凝土和易性和強(qiáng)度調(diào)整等具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過各種記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并結(jié)合理論分析判斷方案設(shè)計(jì)的合理性和任務(wù)完成的效果。以小組為基本單位共同敲定實(shí)驗(yàn)方案并完成全部實(shí)驗(yàn)操作，最后每組學(xué)生個(gè)人獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，這樣安排實(shí)驗(yàn)，更有利于激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，為了盡快完成任務(wù)，學(xué)生必須積極搜集資料，主動(dòng)思考，努力尋找解決方案，學(xué)生由被動(dòng)地接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)地探究，也為進(jìn)一步培養(yǎng)其科研能力創(chuàng)造了條件。在方案設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫，相互討論等過程中，同學(xué)們以解決實(shí)際問題為線，將零散的概念、理論和工程實(shí)踐在理論分析和具體實(shí)驗(yàn)的碰撞中，逐步形成系統(tǒng)的知識(shí)體系。在這個(gè)過程中，學(xué)生不僅學(xué)到了知識(shí)，更學(xué)會(huì)了獲取知識(shí)的方法。

2.2實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)前2周，針對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)問題涉及的基本理論知識(shí)和相應(yīng)原理進(jìn)行講解，同時(shí)提供各項(xiàng)輔助實(shí)驗(yàn)(如水泥膠砂強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、粗(細(xì))骨料篩分析試驗(yàn)、混凝土拌合物稠度實(shí)驗(yàn)等)的視頻資料，并帶領(lǐng)學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀，初步了解實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，各種實(shí)驗(yàn)材料等軟、硬件條件；了解實(shí)驗(yàn)過程、儀器、材料使用時(shí)的注意事項(xiàng)。為學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)，解決工程實(shí)際問題做好鋪墊。同時(shí)安排學(xué)生自由組合成立實(shí)驗(yàn)小組，每組4-5人，小組成員自行推選一人擔(dān)任組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)組織成員并開展具體工作，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，每個(gè)小組就是一個(gè)小團(tuán)隊(duì)，他們之間即相互獨(dú)立也相互合作，還可將實(shí)驗(yàn)情況及時(shí)比較，及時(shí)反饋。

實(shí)驗(yàn)前1周下發(fā)混凝土配合比設(shè)計(jì)任務(wù)書并進(jìn)行情況說明。明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，任務(wù)要求，考核標(biāo)準(zhǔn)和課時(shí)限制，并要求學(xué)生以小組為單位利用課余時(shí)間自行查閱文獻(xiàn)和最新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，編寫混凝土配合比設(shè)計(jì)方案，方案設(shè)計(jì)完成后須由指導(dǎo)教師審核，通過后方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室著手實(shí)驗(yàn)。

2.3實(shí)驗(yàn)實(shí)施與指導(dǎo)

實(shí)驗(yàn)過程中指導(dǎo)教師全程現(xiàn)場(chǎng)跟蹤，扮演類似工程監(jiān)理或顧問的角色，考察每組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范，實(shí)驗(yàn)方法、步驟是否符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，并及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)糾正。

為了緩解實(shí)驗(yàn)室面積不足，實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，學(xué)生人數(shù)多及教師工作量過大問題，進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)室在規(guī)定課時(shí)內(nèi)同時(shí)開放，方案設(shè)計(jì)通過審核的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組同時(shí)開展實(shí)驗(yàn)，采用類似超市的經(jīng)營(yíng)理念——即自選自用，用后完璧歸趙。這樣，方案設(shè)計(jì)時(shí)不但要明確本組實(shí)驗(yàn)的合理安排，還要解決與其他組同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，場(chǎng)地、設(shè)備等的沖突問題。為了在有限課時(shí)內(nèi)盡快完成任務(wù)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)前必須做好充分準(zhǔn)備，合理安排時(shí)間和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目順序，還要與其他實(shí)驗(yàn)組協(xié)調(diào)各項(xiàng)基本實(shí)驗(yàn)的相互穿插。這一運(yùn)作中，實(shí)驗(yàn)小組內(nèi)學(xué)生要通力合作，實(shí)驗(yàn)小組間既要競(jìng)爭(zhēng)又要合作，不但極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)生間的相互協(xié)調(diào)、溝通能力，也順利地完成了教師的角色轉(zhuǎn)變。使教師從傳統(tǒng)的教學(xué)核心脫離出來，而作為學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者和教學(xué)顧問，即教師只是提出任務(wù)和問題，或在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候提供援助，而學(xué)生自然成為了解決具體問題的主體。從根本上改變了教師教學(xué)行為和學(xué)生學(xué)習(xí)方式。

2.4實(shí)驗(yàn)考核與成績(jī)?cè)u(píng)定

科學(xué)的成績(jī)考核體系在研究性教學(xué)模式中起著至關(guān)重要的作用，是學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的風(fēng)向標(biāo)。為了凸顯研究性實(shí)踐教學(xué)模式在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究，自主構(gòu)建知識(shí)體系，加強(qiáng)實(shí)踐和創(chuàng)新能力。對(duì)《土木工程材料》課程成績(jī)考核指標(biāo)進(jìn)行了重新調(diào)整?？偝煽?jī)由期末卷面成績(jī)(40%)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)(40%)和平時(shí)成績(jī)(20%)三大基本考核項(xiàng)目組成，其中實(shí)驗(yàn)成績(jī)由出勤(20%)，方案設(shè)計(jì)(20%)，小組表現(xiàn)(20%)，實(shí)驗(yàn)操作(20%)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告(20%)構(gòu)成。要取得良好的成績(jī)，學(xué)生必須主動(dòng)學(xué)習(xí)和思考，既要提高個(gè)人素質(zhì)，又要注重團(tuán)隊(duì)精神。

3結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、實(shí)踐能力和進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，結(jié)合當(dāng)前我校《土木工程材料》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題和我國(guó)高等教育人才培養(yǎng)要求，對(duì)水泥實(shí)驗(yàn)、混凝土用骨料實(shí)驗(yàn)及普通混凝土實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合改進(jìn)，將研究性實(shí)踐教學(xué)理念應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)[5]。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，混凝土配合比設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)改革便于落實(shí)研究性教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，能極大地激發(fā)學(xué)生進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)的興趣，有效地突出了學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用，有利于學(xué)生綜合能力的提高。但也存在一些尚需進(jìn)一步解決的問題，如教師應(yīng)如何應(yīng)對(duì)研究性教學(xué)對(duì)其自身知識(shí)儲(chǔ)備和能力的調(diào)整；《土木工程材料》課程內(nèi)容豐富，實(shí)驗(yàn)多以演示性和驗(yàn)證性為主，如何找到更多切入點(diǎn)，形成綜合性，研究性實(shí)驗(yàn)；如何使學(xué)生盡快形成主動(dòng)學(xué)習(xí)習(xí)慣，適應(yīng)研究性學(xué)習(xí)需要，這些都是今后教學(xué)中需要不斷總結(jié)和完善的。

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[責(zé)任編輯：金穎男]

Teaching Reform and Practice of the Course Design for Concrete Structure

XIE Guo-liang, XUE Hui，XIE Heng-yan

(College of engineering ,Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319，China)

Abstract：The common problems encountered in the course design for concrete structures were summarized and analyzed in this paper. Some suggestions about composing proposal of the course design, teaching guidance, method of task and forms of assessment would improve the teaching effect of the course design.

Key words:concrete structure course design; teaching reform and practice

作者簡(jiǎn)介：解國(guó)梁(1976-)，男，山東巨野人，副教授，從事工程結(jié)構(gòu)與材料方面的教學(xué)與研究。

基金項(xiàng)目：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)校級(jí)教改課題“土木工程材料課程探究性教學(xué)模式實(shí)踐與應(yīng)用”。

中圖分類號(hào)：G424

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-0063(2016)03-0122-03

收稿日期：2016-01-17

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.03.033