土木工程材料實驗教學(xué)改革與實踐

崔雷

【摘 要】在新課程改革的大背景下，高校實施素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培訓(xùn)計劃，需要加強(qiáng)對實驗教學(xué)的重視，幫助學(xué)生提升自身的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能，將其作為教學(xué)的重點內(nèi)容。在土木工程材料教學(xué)過程中，教師應(yīng)該實行實驗教學(xué)方式，提升土木工程專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

【Abstract】Under the background of the new curriculum reform， colleges and universities carry out quality education and innovative talent training plan， which requires strengthening the importance of experimental teaching and helping students to improve their comprehensive quality and professional skills. Regard it as the key content of teaching. In the process of civil engineering material teaching， teachers should carry out experimental teaching method to improve the comprehensive quality of civil engineering students.

【關(guān)鍵詞】土木工程材料;實驗;教學(xué)改革

【Keywords】 civil engineering materials; experiments; teaching reform

【中圖分類號】G642.42? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）05-0084-02

1 引言

在高校土木工程專業(yè)教學(xué)中，土木工程材料是基礎(chǔ)課程和必修課程，其教學(xué)目標(biāo)是將其和專業(yè)課程進(jìn)行融合，為設(shè)計和施工提供數(shù)據(jù)支持，尤其在開設(shè)土木工程材料課程教學(xué)過程中，學(xué)生還未掌握材料力學(xué)相關(guān)理論知識，開展實驗教學(xué)有助于學(xué)生直觀地了解實驗現(xiàn)象，掌握材料的技術(shù)性能，還能夠鍛煉學(xué)生的動手實踐能力，為后期的工程實踐工作提供基礎(chǔ)保障[1]。

2 土木工程材料實驗的主要內(nèi)容

土木工程材料指的是建筑施工現(xiàn)場中應(yīng)用的各項建筑材料，如混凝土材料、磚砌體材料、木質(zhì)材料、瀝青材料、瀝青混合材料和鋼材等。在現(xiàn)代化社會的發(fā)展中，很多高校開設(shè)了土木工程材料實驗課程，主要有：普通混凝土實驗，如混凝土骨料實驗、混凝土配合比實驗、混凝土強(qiáng)度實驗等;水泥實驗，如水泥細(xì)度、凝結(jié)時間、水泥穩(wěn)定性和水泥強(qiáng)度;建筑砂漿實驗，如砂漿稠度、分層度和強(qiáng)度;石油瀝青實驗，如瀝青針入度、延度和軟化點;瀝青混合料實驗，如表觀密度;鋼材物理性能實驗等。在土木工程材料實驗教學(xué)過程中，教師應(yīng)將教學(xué)重點放在理論原理、制樣方法、實驗標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果處理分析等方面，并合理地安排實驗課時，提升學(xué)生的動手實踐能力，這樣學(xué)生就能夠有效地解決工程實踐中遇到的問題。

3 土木工程材料實驗教學(xué)的特點

在高校土木專業(yè)教學(xué)過程中，土木工程材料是其中的核心課程和基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目標(biāo)是幫助學(xué)生掌握土木工程材料性質(zhì)和應(yīng)用的基礎(chǔ)理論知識，掌握土木工程材料性能的檢測方法。在土木工程材料教學(xué)過程中，教師應(yīng)該積極開展實驗教學(xué)方法，這樣既能夠幫助學(xué)生加深對理論知識的了解，提升學(xué)生的綜合實踐能力，還能夠使得學(xué)生將理論和現(xiàn)實進(jìn)行融合，及時地分析并解決實際中存在的問題，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。土木工程材料實驗教學(xué)有以下特點：第一，實驗持續(xù)時間長。在土木工程材料實驗過程中，很多實驗需要大量的時間，如水泥膠砂試件、混凝土試塊往往需要3天、7天，甚至28天養(yǎng)護(hù)后才能開展強(qiáng)度檢測作業(yè)。第二，實驗內(nèi)容具有一定的穩(wěn)定性，但很多高校仍使用陳舊的實驗內(nèi)容。第三，實驗的驗證性比較強(qiáng)，缺少設(shè)計性、綜合性和創(chuàng)新性的實驗，這就使得學(xué)生的實驗興趣受到一定的影響，無法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，阻礙了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。因此，為了滿足培養(yǎng)“高素質(zhì)、強(qiáng)能力和應(yīng)用型”優(yōu)秀人才的實際需求，教師應(yīng)該加強(qiáng)對實驗教學(xué)的重視，提升教學(xué)的有效性[2]。

4 土木工程材料實驗教學(xué)現(xiàn)狀

4.1 實驗教學(xué)方法單一

在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)過程中，教師普遍實行“學(xué)生預(yù)習(xí)、實驗演示、現(xiàn)場操作、填寫報告”的實驗教學(xué)方法，這種教學(xué)方法比較陳舊，影響著學(xué)生的全面發(fā)展。并且，在實驗準(zhǔn)備階段，教師應(yīng)該準(zhǔn)備好實驗需要的設(shè)備和材料，減少實驗問題的發(fā)生，并詳細(xì)地講解和示范各個實驗步驟，這種教學(xué)方法無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。一般而言，高校學(xué)生的數(shù)量比較多，實驗教學(xué)普遍實行分組的方式，教師缺乏對學(xué)生主體性的重視，難以突出學(xué)生在實驗課程教學(xué)中的主體位置，嚴(yán)重影響著學(xué)生的積極性。除此之外，在實際的實驗教學(xué)過程中，實驗教學(xué)的內(nèi)容依賴于教材內(nèi)容，普遍實行驗證性實驗，缺少綜合性和創(chuàng)新性實驗，這種實驗的操作方式比較簡單，學(xué)生往往只機(jī)械地記憶教學(xué)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，且實驗的全局性比較差，各個實驗課程無法得到有效銜接，嚴(yán)重影響著學(xué)生對實驗的探索和創(chuàng)新。

4.2 實驗內(nèi)容交叉重復(fù)

在新時期的發(fā)展中，很多高校土木工程專業(yè)實驗項目都和理論課程穿插在一起，兩者之間的關(guān)聯(lián)性比較差，實驗形式比較單一，實驗內(nèi)容陳舊，相關(guān)的實驗得到了分離。并且，在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)過程中，理論課程中各個章節(jié)涉及單個實驗項目的內(nèi)容，學(xué)科性、多樣性、探索性和開發(fā)性比較差，學(xué)生往往只圍繞單一的知識點進(jìn)行實驗，無法掌握實驗的全過程，且部分實驗項目的重復(fù)交叉問題比較嚴(yán)重。例如，土木工程材料、土力學(xué)和地基基礎(chǔ)實驗教學(xué)中都會涉及顆粒分析實驗、土密度實驗和含水率實驗等內(nèi)容，且土木工程材料、材料力學(xué)和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的實驗項目中都有鋼筋和混凝土等材料性質(zhì)。除此之外，很多高校安排的實驗課時都比較少，尤其是單獨實驗課程的開設(shè)量更少，無法提高學(xué)生的工程實踐能力。

4.3 實驗考核評價缺乏合理性

在傳統(tǒng)的實驗考核制度中，教師評價學(xué)生實驗成績的標(biāo)準(zhǔn)只是一份實驗報告，由于實行分組教學(xué)的方式，各項實驗數(shù)據(jù)的重復(fù)率比較高，且教師只依靠學(xué)生的實驗報告無法掌握實驗的實際情況，難以了解學(xué)生對實驗的學(xué)以致用情況。

5 土木工程材料實驗教學(xué)改革與實踐

5.1 整合實驗教學(xué)內(nèi)容

5.1.1 基本知識和基本技能

在土木工程材料實驗教學(xué)過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生掌握經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和全站儀等儀器的操作方法，學(xué)生還要提升砂漿制作、混凝土試塊等專業(yè)技能，在了解現(xiàn)場實際施工情況的基礎(chǔ)上，掌握工程試驗標(biāo)準(zhǔn)。

5.1.2 開放性實驗

教師應(yīng)該根據(jù)實際情況，開展設(shè)計測繪、混凝土配比等綜合性實驗，鼓勵學(xué)生積極參與到實際工程檢測過程中，根據(jù)工程實例提升實驗方案設(shè)計能力，進(jìn)而提高有效解決施工現(xiàn)場問題的能力。

5.1.3 創(chuàng)新性實驗

高校教師應(yīng)根據(jù)課外科技競賽、學(xué)生實踐創(chuàng)新項目和教師科研項目等內(nèi)容，加強(qiáng)對學(xué)生科研能力的培養(yǎng)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

5.2 積極引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)方式

土木工程實驗具有持續(xù)時間長、消耗資源多、危險性大等特點，這就要求高校實行教師演示、學(xué)生重復(fù)練習(xí)的教學(xué)方法。在實際的高校教學(xué)中，教師還應(yīng)該積極引進(jìn)多媒體技術(shù)，提升學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)高校實驗教學(xué)的有效性。例如，教師在實驗準(zhǔn)備階段，可以收集與實驗相關(guān)的動畫和錄像，并在課堂中進(jìn)行播放，幫助學(xué)生了解實驗現(xiàn)象。除此之外，高校還可以開發(fā)計算機(jī)模擬實驗軟件，展示實驗效果動畫，這樣就能夠掌握土木工程實驗中的性能變化，利用動畫和錄像的優(yōu)勢，實現(xiàn)預(yù)期的實驗效果。

5.3 加強(qiáng)對高校教師的培訓(xùn)和考核

在高校實驗教學(xué)過程中，相關(guān)部門需要定期針對教師的實驗技能和教學(xué)方法開展培訓(xùn)活動。在新時期的社會發(fā)展中，土木工程材料實驗方法和實驗標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了很大的變化，很多新型的儀器設(shè)備應(yīng)運而生，這就對高校實驗教學(xué)教師提出了更加嚴(yán)格的要求，高校應(yīng)該定期組織教師參加相應(yīng)的培訓(xùn)活動，提高教師的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能[3]。除此之外，高校應(yīng)該加強(qiáng)對教師實驗技能和理論知識掌握的考核和評價，督促考核不滿足要求的教師參加相應(yīng)的培訓(xùn)活動，確保各個教師都能夠持證上崗，進(jìn)而提升高校實驗教學(xué)的整體質(zhì)量。

6 結(jié)語

綜上所述，在高校土木工程材料實驗教學(xué)過程中，學(xué)生能夠掌握建筑材料的技術(shù)性能，有利于培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型土木工程專業(yè)人才。但是，在實際的高校教學(xué)過程中，普遍存在教學(xué)理念偏差、師資力量薄弱、實驗資源有限等問題，教師應(yīng)該積極引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)方法改善這一現(xiàn)狀，提升高校土木工程材料實驗教學(xué)的有效性。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉發(fā)明，丁點點.面向應(yīng)用的土木工程材料實踐教學(xué)體系的優(yōu)化[J].陰山學(xué)刊（自然科學(xué)版），2017，31（02）：145-147+158.

【2】李瑞敏.土木工程材料實驗教學(xué)改革與實踐[J].山西建筑，2016，42（34）：227-229.

【3】狄娜.土木工程材料實驗教學(xué)改革問題[J].黑龍江科學(xué)，2016，7（19）：102-103.