基于“創(chuàng)新+實(shí)用”模式的土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、手段的改革

摘 要： 作為硬工科專業(yè)，土木工程廣受社會重視。其實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，是該專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要衡量指標(biāo)。目前，各高校都在大力改革土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法和手段。作為武陵山片區(qū)唯一一所省屬綜合性大學(xué)，吉首大學(xué)的教師在不斷摸索和積累土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出“創(chuàng)新+實(shí)用”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞： 土木工程 實(shí)驗(yàn)教學(xué) “創(chuàng)新實(shí)用”模式

1.引言

教育部在《關(guān)于深化教學(xué)改革，培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)需要的高質(zhì)量人才的意見》中明確指出：“改革教學(xué)方法是深化教學(xué)改革的重要內(nèi)容。要重視學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性”，“要改革‘灌輸式’及在教學(xué)中過分偏重講授的教學(xué)方法，積極實(shí)踐啟發(fā)式、討論式、研究式等生動活潑的教學(xué)方法”。吉首大學(xué)土木工程專業(yè)根據(jù)教育部精神，在不斷摸索實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出“創(chuàng)新+實(shí)用”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，大力改革我校土木工程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法和手段。

2.“創(chuàng)新+實(shí)用”模式的前提條件

2.1“創(chuàng)新+實(shí)用”模式的定義

創(chuàng)新，是現(xiàn)代社會對大學(xué)生能力的普遍要求，也是人類社會進(jìn)步的核心動力和源泉。江澤民同志說：“一個(gè)沒有創(chuàng)新能力的民族，難以屹立于世界先進(jìn)民族之林?！焙\濤同志強(qiáng)調(diào)：“要全力建設(shè)創(chuàng)新型國家，要堅(jiān)定不移地走中國特色的自主創(chuàng)新道路，到2020年中國要成為創(chuàng)新型國家?！边@些都體現(xiàn)了國家對創(chuàng)新性人才的迫切要求。親自動手參與實(shí)驗(yàn)，是最容易激發(fā)大學(xué)生創(chuàng)新意識的手段。

實(shí)用，指實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容要緊貼實(shí)際社會的需要，能試而有用。華而不實(shí)的實(shí)驗(yàn)，會使學(xué)生感覺無用，進(jìn)而喪失做實(shí)驗(yàn)的興趣和樂趣。而實(shí)用的實(shí)驗(yàn)，則能夠使學(xué)生產(chǎn)生成就感和興奮感。

2.2“創(chuàng)新+實(shí)用”模式的前提條件

要體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“創(chuàng)新+實(shí)用”性，并非易事，需要實(shí)驗(yàn)教師付出更多精力。即，教師在引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過程中，既要使實(shí)驗(yàn)充滿趣味性，又要讓學(xué)生有一定的發(fā)揮余地，富有創(chuàng)新性，此外，還要兼顧實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性。要想做好這樣的實(shí)驗(yàn)吸引學(xué)生，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的開展過程都要巧妙設(shè)計(jì)。這不僅有賴于先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備，還有賴于教師對教學(xué)內(nèi)容的極度熟悉和對現(xiàn)代教學(xué)方法、手段的嫻熟運(yùn)用。

目前，我校有良好的校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室條件，已建成了“土木工程結(jié)構(gòu)與力學(xué)實(shí)驗(yàn)室”、“土木工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室”、“虛擬現(xiàn)實(shí)與模型制作實(shí)驗(yàn)室”和“規(guī)劃與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室”四大實(shí)驗(yàn)室。該系列實(shí)驗(yàn)室在國內(nèi)同一學(xué)科領(lǐng)域整體處于先進(jìn)水平，為土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、手段改革的研究提供了基礎(chǔ)硬件條件保證。

我校擁有較先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備。不僅大多數(shù)的教室里配備了齊全的多媒體教學(xué)設(shè)備，如希沃智能一體機(jī)、投影儀、音響、白板等，而且在“虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室”中配備了先進(jìn)的3D投影顯示系統(tǒng)，能讓學(xué)生更直觀生動地了解實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生模擬小型土木工程實(shí)驗(yàn)動畫設(shè)計(jì)的興趣。這一系列的教學(xué)設(shè)備，也為改進(jìn)土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段提供了前提條件。

3.“創(chuàng)新+實(shí)用”的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

我校對土木專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、手段的研究基于“創(chuàng)新+實(shí)用”模式的理念，從以下四方面展開。

3.1進(jìn)行一定數(shù)量的傳統(tǒng)破壞實(shí)驗(yàn)演示型視頻教學(xué)

包括試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)過程、試驗(yàn)結(jié)果分析的完整錄像資料。由于破壞性實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)工作量較大，要求投入經(jīng)費(fèi)較多，通過錄制破壞性實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料，可以在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)之間建立緩沖段，一方面可以作為破壞實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)內(nèi)容，另一方面當(dāng)破壞性實(shí)驗(yàn)由于條件所限無法大量開展時(shí)，此視頻將作為破壞實(shí)驗(yàn)演示型教學(xué)內(nèi)容。

3.2開設(shè)大批量流水式“小而精”的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

我校擁有土力學(xué)實(shí)驗(yàn)分室，利用該實(shí)驗(yàn)分室的儀器設(shè)備，開設(shè)大批量流水式“小而精”的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從土的變形和強(qiáng)度等工程特性方面出發(fā)，對武陵山片區(qū)的土質(zhì)狀況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。該系列實(shí)驗(yàn)難度不大，“小而精”，可以大批量流水式展開。

3.3實(shí)施一批混凝土材料等創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在土木工程實(shí)驗(yàn)中，混凝土材料實(shí)驗(yàn)特別重要。從水灰比的設(shè)計(jì)，到添加物的稱量，再到現(xiàn)場攪拌施工的過程，既能培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真謹(jǐn)慎的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，又能展示其大膽精心的設(shè)計(jì)理念，還能鍛煉學(xué)生吃苦耐勞品質(zhì)，是一項(xiàng)特別有意義的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

3.4開展系列服務(wù)地方的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在土木工程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置上，要考慮地方需求，依據(jù)自身實(shí)力和條件，開展一定數(shù)量服務(wù)地方的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。譬如，開展地方性混凝土設(shè)計(jì)（粉煤灰混凝土、礦渣混凝土、高性能混凝土、自密實(shí)混凝土等）、結(jié)構(gòu)無損檢測、地基土樣分析等應(yīng)用于地方的服務(wù)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

4.“創(chuàng)新+實(shí)用”模式的成果

吉首大學(xué)土木工程專業(yè)師生在“創(chuàng)新+實(shí)用”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的帶動下，累積了一定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，取得了一定成績。

卓德兵老師已經(jīng)開始了實(shí)驗(yàn)視頻教學(xué)的初步探索和研究。其制作的“鋼筋拉伸試驗(yàn)”視頻改變過去單一的直觀演示實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，采用多媒體及視頻技術(shù)，記錄鋼筋拉伸破壞的全過程。這不僅大大節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的耗材成本，而且讓實(shí)驗(yàn)的全過程清晰、反復(fù)地展現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生對土木軟件及視頻制作的興趣。該視頻在“湖南省教師現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用競賽”直觀展現(xiàn)，并助卓老師獲得省一等獎。

王子國老師帶領(lǐng)學(xué)生從事防爆抗沖擊仿生混凝土材料的研發(fā)。該混凝土的制作利用仿生學(xué)原理，具有顯著的防爆抗沖擊能力。這樣的研究性實(shí)驗(yàn)極大地激發(fā)了學(xué)生的熱情和興趣。學(xué)生一有空就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室忙著查閱資料、記錄數(shù)據(jù)、制作模型等相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，改變了過去在學(xué)校無事可干，只知道打游戲的懶散學(xué)風(fēng)，同時(shí)激發(fā)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)課堂知識的意愿。

孫宇雁老師帶領(lǐng)學(xué)生以參加混凝土設(shè)計(jì)學(xué)科競賽為契機(jī)，從事自密實(shí)混凝土方面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究，且獲得了國家級的實(shí)踐技能獎。

此外，龍自立老師正打算帶領(lǐng)學(xué)生從事高性能粉煤灰透水再生混凝土的實(shí)驗(yàn)研究。陳柯達(dá)、周沙溆老師初步進(jìn)行了土力學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

5.結(jié)語

在制定科學(xué)合理又特色鮮明的土木工程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容與體系的基礎(chǔ)上，讓教師自主地進(jìn)行土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段的大力改革，變傳統(tǒng)呆板的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式為活潑生動的“創(chuàng)新+實(shí)用”教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)面向武陵山片區(qū)“干得好、下得去”的應(yīng)用性創(chuàng)新人才，豐富學(xué)生解決實(shí)際問題的經(jīng)驗(yàn)，提高能力。

學(xué)校根據(jù)自身土木工程專業(yè)定位及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)情況，積極探索行之有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，不斷改良實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，能使師生踴躍參與到各類適合實(shí)際需要的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐項(xiàng)目中。進(jìn)而，增強(qiáng)和補(bǔ)充我校土木工程學(xué)科的辦學(xué)實(shí)力，使學(xué)校成為武陵山片區(qū)高層次土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)的搖籃、科學(xué)研究與成果轉(zhuǎn)化和服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要基地。

土木工程師生要不斷積極參與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，科學(xué)地研究土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，不斷改革實(shí)驗(yàn)手段，提高師生參與實(shí)驗(yàn)的積極性和興趣，富有重要的研究意義。這對其他地方院校開展土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、手段的改革也具有一定的借鑒意義。此外，重視現(xiàn)代教育手段和技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，積極推行電化教學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、計(jì)算機(jī)模擬仿真等教學(xué)方式，并應(yīng)用到教學(xué)中，配備多媒體設(shè)備和實(shí)踐教學(xué)軟件，使教師逐漸脫離“粉筆+黑板”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的完善非常關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘劍云，張欣.土木工程專業(yè)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探討與體會[J].高教論壇，2010，（02）.

[2]戈海玉.關(guān)于土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的思考[J].皖西學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，（02）.

[3]白文輝，孫斌祥，沈一明.高校土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].高教論壇，2009，（06）.

[4]孫文彬.土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容整合及教學(xué)安排[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2009，（06）.

[5]曾磊，許成祥，劉昌明.土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革探索[J].高等建筑教育，2009，（04）.

[6]王磊，劉小燕，張建仁.土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].中國電力教育，2009，（17）.

[7]熊梅.西昌學(xué)院土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探討[J].西昌學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，（02）.

基金：2014年吉首大學(xué)獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課（JDDL2014008）；2014年湖南省普通高等學(xué)校暨吉首大學(xué)教學(xué)改革研究立項(xiàng)項(xiàng)目“面向武陵山片區(qū)的土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系研究與實(shí)踐”（No：301）