土木專業(yè)實踐教學研究

馬桂榮　田立華　畢海鵬

摘 要：實踐教學環(huán)節(jié)是工科本科學生培養(yǎng)的重要教學環(huán)節(jié)。為全面提高實踐課的教學質(zhì)量，重申實踐教學的重要性，根據(jù)課程特點、教學內(nèi)容，進行自主創(chuàng)新，自行設計實驗的教學實踐。通過創(chuàng)新性和設計性實驗的研究與實踐，增強學生的學習興趣，實際動手操作能力，理論知識運用到實踐的能力，從而提高學生分析問題、解決問題的能力，進而提高實驗教學的教學質(zhì)量。百年教育，育人為本，要想培養(yǎng)出為祖國建功立業(yè)的卓越的土木工程（路橋）工程師，就要從實踐教學入手，從路橋?qū)I(yè)學科建設實踐教學抓起，該文正是通過列舉目前路橋?qū)I(yè)學科各門課程實踐教學現(xiàn)狀，分析了其中存在的不足之處，并在此基礎上提出了一些建設性的意見和建議。

關鍵詞：土木工程 本科 實踐教學 研究

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（c）-0090-02

學科建設是高?？茖W研究和人才培養(yǎng)的重要基礎，學科的綜合實力體現(xiàn)了專業(yè)的水平，世界一流大學都有若干學科位居世界前列。而學科建設的發(fā)展離不開實踐教學的支持。知識經(jīng)濟時代更需要培養(yǎng)大量的創(chuàng)新人才，實踐教學在大學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)中具有不可替代的作用，更是提高整體教學質(zhì)量的根本保證和有效途徑。根據(jù)實踐教學的特點，圍繞實踐教學對培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)的作用，從實踐教學體系的構(gòu)建、教學內(nèi)容的優(yōu)化、教學方法與手段的改革、教學形式的拓展等方面，探討了開展實踐教學的方法與途徑。路橋?qū)I(yè)主要為培養(yǎng)適應現(xiàn)代化建設和未來社會與科技發(fā)展需要的、立志為國家富強、民族振興和人類文明進步而奮斗、德智體美全面發(fā)展與健康個性和諧統(tǒng)一的，富有創(chuàng)新精神、實踐能力和國際視野的土木工程（路橋）專業(yè)高素質(zhì)復合型工程技術人才。所有這一切，都離不開實踐教學的支持，因此，實踐教學是幫助學生從理論過渡到實際的橋梁。

1 路橋?qū)I(yè)實踐教學現(xiàn)狀

吉林大學交通學院土木工程（路橋）系在2009版土木工程（路橋）專業(yè)實踐教學計劃中，結(jié)構(gòu)設計原理、測量學、道路建筑材料、土質(zhì)學與土力學、路基工程、路面工程、基礎工程等7門課程共設置了本科試驗66學時。但是由于缺乏必要的儀器設備及測試場地，導致結(jié)構(gòu)設計原理和路基工程兩門實驗課程的10學時本科試驗沒有開出來，實際開出試驗學時數(shù)為56學時。在2013版土木工程（路橋）專業(yè)教學計劃中，鋼結(jié)構(gòu)設置了2學時實驗課，橋梁工程設置了4學時實驗課，橋梁檢測設置了6學時實驗課，這些新增實驗所需儀器設備都需要購置。另外，土木工程（路橋）專業(yè)的學生招生人數(shù)從2008年的60人擴展為現(xiàn)在的90人，這樣一來，實驗所需的儀器臺套數(shù)量也需要增加，例如道路建筑材料試驗所需要的瀝青三大指標、水泥混凝土抗壓強度等試驗的臺套數(shù)嚴重不足。路橋?qū)嶒炇业脑S多儀器設備還是初建專業(yè)時購置的，一是線路年久老化，對師生的安全構(gòu)成隱患；二是性能早已不適應屢次修改的試驗規(guī)程要求，做出的結(jié)果遠遠達不到標準要求，隨著科學技術的發(fā)展進步，試驗方法的日新月異，許多實驗儀器在原有基礎上增加了許多新功能，并且使原來一些輔助功能轉(zhuǎn)變成必備功用。隨著對道路橋梁檢測技術要求的提高，有一些原本沒有開設的試驗課程也必須開出了，因此道路與橋梁實驗室的儀器和設備已經(jīng)落后很多年，而且一些將要開出的實驗課還必須購置新設備，以滿足對學生的教學要求。

2 解決方案

（1）道路建筑材料課程實驗5人一組，分為19組，原有儀器設備多為1套，不能滿足實驗要求，大大降低了實驗教學效果。

因此要增加儀器臺套數(shù)。另外實驗室原有部分瀝青針入度儀、恒溫水槽因為購買時間長，設備陳舊，精度粗糙，測量結(jié)果與要求值相差甚遠，急需更換新產(chǎn)品。缺少甘油浴和砂浴，也需購買。道路建筑材料實驗儀器的改革將滿足90名學生的教學與實驗需求，使學生更好地熟悉先進儀器，增強動手能力，有利于他們在工作中發(fā)揮特長。

（2）土質(zhì)學與土力學是土木工程（路橋）專業(yè)的專業(yè)基礎課，是后續(xù)專業(yè)課程路基路面工程、基礎工程等課程學習的基礎。

本課程試驗教學大綱所列出的必做試驗項目已經(jīng)基本開出，但由于部分試驗數(shù)據(jù)缺少分析軟件，試驗報告無法依據(jù)試驗相關規(guī)范準確提交，試驗過程不完整。此外，由于近年來學生人數(shù)增加，使得試驗儀器嚴重短缺，已無法滿足正常教學要求。原有試驗分組均為9～10人一組，共分10組，部分同學無法自己動手參與試驗過程，且每一試驗項目均需要兩周以上才能完成。增加儀器臺套數(shù)后，將每組學生人數(shù)縮減至3人，使得每個學生都能親自動手，參與試驗，鍛煉學生的動手能力，達到開設試驗教學的目的。試驗開設期間共配有任課教師1名，實驗室教師1名，利用現(xiàn)有實驗儀器在路橋?qū)嶒炇议_設，由于實驗儀器臺套數(shù)短缺，每組學生人數(shù)較多，只有個別學生能夠動手參與試驗，部分學生只能觀看。現(xiàn)急需增加試驗儀器臺套數(shù)，以減少每組學生人數(shù)，使每個學生均能參與到試驗中來。儀器臺套數(shù)增加后，能完成現(xiàn)有土質(zhì)學與土力學所有教學大綱中所列試驗項目。每年秋季學期，在土質(zhì)學與土力學教學過程中，我們將對學生開放試驗室，學生可以利用試驗教學課時進行選擇，完成教學大綱中的試驗項目。此外，學生可根據(jù)自己興趣選擇綜合性試驗項目，來提高自己動手能力。原每組9～10人，增加臺套數(shù)后，每組可減少至3人。每套設備年使用機時數(shù)應為60學時。

（3）結(jié)構(gòu)設計原理課程中的設備為鋼結(jié)構(gòu)實驗項目所用，校內(nèi)暫時無此設備。

鋼結(jié)構(gòu)的鏈接是鋼結(jié)構(gòu)課程的重要內(nèi)容，而焊縫鏈接、螺栓鏈接是鋼結(jié)構(gòu)鏈接的主要形式，通過焊縫和螺栓鏈接承載力試驗對承載能力計算公式進行驗證，加深學生對鋼結(jié)構(gòu)鏈接設計的理解。國內(nèi)相近院校如同濟大學也有此實驗。本實驗為新開實驗。通過實驗學生會對鋼結(jié)構(gòu)連接破壞形態(tài)有個直觀認識，對極限狀態(tài)設計原則有個深刻的理解，改變了以前的只靠想象、紙上談兵式的教學。本項目可以對本科生開放鋼結(jié)構(gòu)焊縫連接、螺栓連接強度實驗。每周可開放30 h。

（4）橋梁工程中實驗項目屬于新增實驗項目，輔助橋梁工程教學，校內(nèi)暫無此設備。橋梁模型實驗是橋梁工程的重要內(nèi)容，是一門理論與工程實踐緊密結(jié)合的實驗課程，通過實驗能夠使學生掌握橋梁模型試驗、橋梁現(xiàn)場原型試驗及測試技術，驗證橋梁結(jié)構(gòu)靜力分析和動力分析的重要理論與方法，加深學生對橋梁設計計算原理的理解，提高學生的實際動手操作能力和設計實驗、分析實驗的能力，使學生對橋梁結(jié)構(gòu)有更深入、系統(tǒng)的認識，為學生畢業(yè)后從事橋梁設計、施工、檢測、維護加固和科研等打下堅實的基礎。國內(nèi)本專業(yè)水平較高的院校如同濟大學、西南交通大學、東南大學、哈爾濱工業(yè)大學等多年前均已開設了本實驗項目。通過實驗驗證橋梁結(jié)構(gòu)靜、動力分析的重要理論與方法，可以使學生深入理解橋梁結(jié)構(gòu)，深刻理解和掌握橋梁結(jié)構(gòu)的重要分析方法，提高學生解決實際工程問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

（5）路基工程中試驗建設項目主要為了滿足道路橋梁與渡河工程、土木工程等專業(yè)本科生路基工程現(xiàn)場試驗課程的需要，交通學院路橋系每年本科生90人，年均試驗教學時數(shù)按每10人一組共計54學時。

通過本建設項目可以給道路橋梁與渡河工程、土木工程（路橋）等專業(yè)本科生開設路基工程現(xiàn)場試驗，主要包括承載板測定土基回彈模量試驗、土基現(xiàn)場CBR值試驗、灌砂法測定路基土密度試驗，這些試驗都是路基工程施工和設計的基本試驗，對加深學生對基本概念、基本知識的理解，提高現(xiàn)場實踐能力具有重要的意義。目前路橋?qū)嶒炇矣捎趫龅睾驮囼瀮x器設備的原因尚無法開設路基工程現(xiàn)場試驗，需要修建滿足工程試驗條件的試驗場地（一段寬7 m，長30 m的路基場地），在試驗場地需要建造加載用的反力框架，同時需要購買相應配套實驗設備。本試驗建設項目擬于2015年春季學期對本科生開放，實驗內(nèi)容包括承載板測定土基回彈模量試驗、土基現(xiàn)場CBR值試驗、灌砂法測定路基土密度試驗，每周開放6學時。

3 結(jié)語

以上通過對土木工程（路橋）專業(yè)各門課程實踐環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀分析，指出不足及改進措施。實踐教學環(huán)節(jié)是工科本科學生培養(yǎng)的重要教學環(huán)節(jié)，為形成科學、完善的實踐教學內(nèi)容體系，實現(xiàn)培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的教學設計，交通學院特組織有關專家進行建設計劃論證，主要針對本科生培養(yǎng)方案中實踐環(huán)節(jié)（包括實驗和課程設計）教學內(nèi)容設計而展開。主要目的在于：促進實踐教學條件建設工作的科學、規(guī)范，指導建設經(jīng)費的科學使用；力爭通過逐年增加經(jīng)費投入，滿足實踐教學需要、支持開展創(chuàng)新性實踐教學的儀器設備條件；完善運行保障體系，穩(wěn)步提高實踐教學質(zhì)量。

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