面向雙一流大學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

孫大權(quán)，孫艷娜

摘要：建設(shè)雙一流大學(xué)需要變革教學(xué)模式，為了響應(yīng)國家建設(shè)一流本科教育的重要任務(wù)，作為專業(yè)基礎(chǔ)課的《道路工程材料》，也要與時(shí)俱進(jìn)，為國家教育事業(yè)貢獻(xiàn)一份力量。作為以實(shí)踐為主題的工科專業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課程教學(xué)中起著不可替代的作用。但現(xiàn)行教學(xué)大綱給予的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間太短，需要變更實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，以更好地培養(yǎng)人才。

關(guān)鍵詞：雙一流；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)模式；課程設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）44-0260-02

建設(shè)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科是我國高等教育重大戰(zhàn)略決策，而建設(shè)一流本科教育成為“雙一流”建設(shè)的重要任務(wù)。作為道路工程、交通工程、土木工程等專業(yè)的必修專業(yè)課程，同時(shí)也是后續(xù)《路面工程》《路基工程》等課程的專業(yè)基礎(chǔ)課，《道路工程材料》在教學(xué)過程中應(yīng)該積極面向“雙一流”建設(shè)要求，變革教學(xué)理念、教學(xué)模式和教學(xué)方法，以夯實(shí)理論知識(shí)基礎(chǔ)、注重工程技能培養(yǎng)、激發(fā)科研創(chuàng)新能力為目標(biāo)，研究并實(shí)踐“厚基礎(chǔ)、重應(yīng)用、強(qiáng)創(chuàng)新”的三位一體教學(xué)改革。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)在一流本科教學(xué)中的重要作用

道路工程材料泛指用于構(gòu)建道路、橋梁及其附屬構(gòu)造物的各類建筑材料。對于道路工程而言，工程材料是道路工程建設(shè)與養(yǎng)護(hù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，其性能直接決定了道路工程質(zhì)量和服務(wù)壽命。因此系統(tǒng)學(xué)習(xí)道路工程材料的理論基礎(chǔ)知識(shí)，材料的技術(shù)指標(biāo)、測試技術(shù)、組成設(shè)計(jì)以及應(yīng)用技術(shù)等方面的知識(shí)，對于科學(xué)合理地選擇、設(shè)計(jì)、評價(jià)和應(yīng)用道路工程材料至關(guān)重要。道路工程是典型的工科專業(yè)，它的顯著特點(diǎn)是應(yīng)用性、實(shí)踐性強(qiáng)，對學(xué)生的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力要求較高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面具有明顯的優(yōu)勢，與理論教學(xué)相比具有直觀性、實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)新性等特點(diǎn)，因此應(yīng)加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)在雙一流本科教學(xué)中的地位。在實(shí)踐性教學(xué)工作中，注意與理論教學(xué)內(nèi)容相呼應(yīng)的原則，特別強(qiáng)調(diào)對學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)理論教學(xué)與實(shí)踐性教學(xué)的有機(jī)聯(lián)系與整合[1]。

二、現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

道路工程材料涉及面廣，知識(shí)點(diǎn)多，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也多。以瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)為例，完整的實(shí)驗(yàn)過程需要3—4檔集料，具體實(shí)驗(yàn)過程如下。

1.測試各檔集料的篩分實(shí)驗(yàn)、密度實(shí)驗(yàn)，根據(jù)篩分實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行礦料配合比設(shè)計(jì)，粗選3種級配組成。需要時(shí)間1天。

2.根據(jù)3種級配組成，準(zhǔn)備材料，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定瀝青用量，采用馬歇爾方法成型試件。配料、加熱集料需要1天，成型試件需要0.5天，放置1天脫模。

3.測試馬歇爾試件的穩(wěn)定度、流值、密度、空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度等力學(xué)指標(biāo)和體積指標(biāo)，根據(jù)測試結(jié)果優(yōu)選1種礦料級配組成。測試需要時(shí)間0.5天。

4.根據(jù)優(yōu)選的礦料級配組成，準(zhǔn)備材料，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的瀝青用量，分別±0.6、±0.3，采用5種瀝青用量，采用馬歇爾方法成型試件。配料、加熱集料需要1天，成型試件0.5天，放置1天脫模。

5.測試馬歇爾試件的穩(wěn)定度、流值、密度、空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度等力學(xué)指標(biāo)和體積指標(biāo)，根據(jù)測試結(jié)果優(yōu)選1種礦料級配組成。測試需要時(shí)間0.5天。

綜合以上，可知一個(gè)完整的配合比設(shè)計(jì)過程需要7天時(shí)間，這還不包括級配組成設(shè)計(jì)可能不合理，需要重新調(diào)試等計(jì)算誤差，以及新手測試存在的實(shí)驗(yàn)誤差等。而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱設(shè)計(jì)中，本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)總共為6課時(shí)，具體為：2課時(shí)的集料篩分和密度實(shí)驗(yàn)、2課時(shí)的瀝青實(shí)驗(yàn)、2課時(shí)的瀝青混合料實(shí)驗(yàn)。在這么短的時(shí)間內(nèi)做完全部實(shí)驗(yàn)是不可能的，所以只能是部分演示實(shí)驗(yàn)或者學(xué)生動(dòng)手做其中一部分實(shí)驗(yàn)，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果將大大的降低，不符合開設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的和初衷。據(jù)此，對于現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排存在的問題，歸納如下。

1.時(shí)間太短，學(xué)生不能參與全部實(shí)驗(yàn)，特別是實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程。如集料配料、烘料，實(shí)體讓他們用手觸摸、用眼睛分辨不同尺寸的集料有何不同之處，不同材質(zhì)，如石灰?guī)r、玄武巖外觀上有何不同，更不會(huì)形成一個(gè)級配組成中，0—3和5—10兩檔集料的大致比例為多大，而這些在以后的工程應(yīng)用中是非常重要的，可謂是專業(yè)常識(shí)問題。

2.時(shí)間太短，學(xué)生不能自行按照標(biāo)準(zhǔn)的馬歇爾實(shí)驗(yàn)方法擊實(shí)成型試件，包括粗細(xì)集料、礦粉、瀝青的加入順序，每種材料的拌合時(shí)間，以及根據(jù)拌合后混合料的效果判斷拌合溫度是否合適，是需要調(diào)高還是調(diào)低等措施。

3.時(shí)間太短，學(xué)生不能現(xiàn)場根據(jù)成型后的馬歇爾試件高度的大小調(diào)整下一組混合料的需要量，不會(huì)根據(jù)成型后試件的外觀判斷是否產(chǎn)生了離析，如果產(chǎn)生離析，不會(huì)知道從拌鍋裝入套筒時(shí)如何手動(dòng)振搗以減少離析。

4.時(shí)間太短，學(xué)生不能親自動(dòng)手測試混合料的飽和面干質(zhì)量，因?yàn)轱柡兔娓墒莻€(gè)臨界狀態(tài)，它是指在混合料表面沒有水分，在混合料內(nèi)部的開口空隙內(nèi)又充滿了水，所以在測試時(shí)，如何保證用于擦拭的毛巾吸走了混合料表面的水分，而有沒有吸走混合料內(nèi)部的水分。這種需要親自用眼睛去判斷的現(xiàn)象，只有他們親自動(dòng)手做，并多測幾組平行試件作為對比才能讓他們產(chǎn)生直接的認(rèn)識(shí)，而這些經(jīng)驗(yàn)課堂上的理論教學(xué)是不可能教會(huì)學(xué)生的。

因此，有必要變革現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，延長實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間，如果條件允許，可單獨(dú)開設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革新模式的探討

基于現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，建議開設(shè)短期小課堂，或暑期小課堂，或課程設(shè)計(jì)，在學(xué)期末或暑假期間，專門拿出一周的時(shí)間單獨(dú)開設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課。由于時(shí)間充分，可以保證學(xué)生動(dòng)手操作所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，指導(dǎo)老師只負(fù)責(zé)理論指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)建議，允許學(xué)生有自己的想法，允許學(xué)生犯錯(cuò)，即使犯錯(cuò)了還有時(shí)間來重新彌補(bǔ)改正，并且通過犯錯(cuò)、分析原因、改正模式學(xué)習(xí)到的東西會(huì)更加牢固和可靠。由于實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)權(quán)完全在學(xué)生手里，他們可以自由發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)新性，這也符合建設(shè)一流本科教育的宗旨。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫艷娜，孫大權(quán).實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)模式探討與實(shí)踐——以道路工程材料實(shí)驗(yàn)為例[J].教育教學(xué)論壇，2016，9（39）：129-131.

[2]李立寒，張南鷺，孫大權(quán)等.道路工程材料[M].北京：人民交通出版社，2010.endprint