土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索★

崔 賢 方光秀

(延邊大學(xué)工學(xué)院，吉林 延吉 133002)

1 概述

土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要專業(yè)實(shí)踐課，通過(guò)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)可以熟悉、驗(yàn)證、鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，了解各種結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)方法，提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程包括結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與檢測(cè)和土木工程材料實(shí)驗(yàn)。課堂上主要講述實(shí)驗(yàn)方法和了解使用的儀器設(shè)備，實(shí)踐課主要包括測(cè)定混凝土彈性模量和鋼桁架模靜載試驗(yàn)以及簡(jiǎn)支鋼筋混凝土梁的基本破壞試驗(yàn)。近年來(lái)土木結(jié)構(gòu)形式的多樣化、結(jié)構(gòu)技術(shù)的尖端化和可持續(xù)發(fā)展，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是很難滿足學(xué)生對(duì)土木結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，越來(lái)越適應(yīng)不了理論與實(shí)踐相結(jié)合的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)要求。

為此結(jié)合實(shí)驗(yàn)室實(shí)際情況，分析了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出改革建議，通過(guò)暑期實(shí)驗(yàn)教學(xué)終結(jié)了學(xué)生對(duì)本次教學(xué)改革建議的認(rèn)識(shí)與想法，為以后的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供有用的數(shù)據(jù)。

2 土木結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

培養(yǎng)應(yīng)用型人才，土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在很多問(wèn)題，不光是硬件方面，教學(xué)方法與手段，師資力量不同程度上直接影響教學(xué)效果,具體地表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 課時(shí)較少

土木專業(yè)所屬結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與檢測(cè)和土木工程材料實(shí)驗(yàn)各占16學(xué)時(shí)，任課教師平均帶幾十人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，難以做到每個(gè)學(xué)生都能參與并動(dòng)手實(shí)踐。結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)是計(jì)劃、構(gòu)件制作、養(yǎng)護(hù)、破壞實(shí)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)分析等一系列過(guò)程，在現(xiàn)有的16學(xué)時(shí)中完成這一步是不現(xiàn)實(shí)的。只能用現(xiàn)成的混凝土構(gòu)件或鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件來(lái)做破壞試驗(yàn)，這大大阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維，實(shí)驗(yàn)效果也不佳，學(xué)生也難以得到滿足。

2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不完善

課程內(nèi)容單一，實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)硬件和環(huán)境的條件限制，局限于做破壞實(shí)驗(yàn)，不符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。

隨著科技發(fā)展，出現(xiàn)很多新型材料，像一些傳統(tǒng)鋼筋被纖維筋來(lái)替代，以此延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壽命。我們應(yīng)該測(cè)定纖維筋抗拉、抗壓強(qiáng)度和彈性模量等物理性能，最后檢測(cè)組合結(jié)構(gòu)的抗彎性能等指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該跟時(shí)代發(fā)展和實(shí)際工程接軌，趕上科技發(fā)展，適應(yīng)工程需求而不斷改善我們實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2.3 缺乏創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

本科階段所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有混凝土配合比實(shí)驗(yàn)，梁抗彎性能檢測(cè)等種類是多，問(wèn)題是題目都是任課教師擬定，因范圍的限制很少有創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，況且在學(xué)生的報(bào)告書當(dāng)中也很難找到創(chuàng)新點(diǎn)。這表明學(xué)生在作實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、構(gòu)件制作、養(yǎng)護(hù)、破壞實(shí)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)分析中把實(shí)驗(yàn)計(jì)劃看的過(guò)于草率，忙于應(yīng)付實(shí)驗(yàn)報(bào)告出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維。

2.4 教學(xué)方法不完善

不同高校師資力量、硬件、軟件環(huán)境是不同的，應(yīng)該在局限的環(huán)境中改善現(xiàn)有教學(xué)方法，適應(yīng)土木應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置，主要是借鑒國(guó)內(nèi)外知名高校和自身硬件環(huán)境來(lái)確定，沒(méi)有考慮地區(qū)人才需求特點(diǎn)。

為了提高高校學(xué)生競(jìng)爭(zhēng)力，我們應(yīng)該重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，從實(shí)驗(yàn)計(jì)劃開始到結(jié)構(gòu)分析為止，讓每個(gè)學(xué)生都參與到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，老師以每個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的貢獻(xiàn)度來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)成績(jī)，以此培養(yǎng)學(xué)生積極性和動(dòng)手解決問(wèn)題能力。

2.5 學(xué)生缺乏積極性

學(xué)生的積極性和考核方式有很大的聯(lián)系，實(shí)驗(yàn)課成績(jī)是通過(guò)報(bào)告書質(zhì)量評(píng)定，但是出現(xiàn)部分同學(xué)的抄襲，很難反映真實(shí)的成績(jī)，所以部分同學(xué)出現(xiàn)消極現(xiàn)象不愿意做創(chuàng)新思考，部分同學(xué)出現(xiàn)僥幸心理不做實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)分析嚴(yán)重影響學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)的積極性。

3 土木結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革建議

3.1 更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容單一，無(wú)法滿足學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)要求，建議圖1所示更新基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生的知識(shí)面，積極性。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大類分三種，混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、鋼結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、防災(zāi)減災(zāi)實(shí)驗(yàn)包括了本科階段所學(xué)的大部分結(jié)構(gòu)理論知識(shí)。梁抗彎實(shí)驗(yàn)又可分為適筋、超筋、少筋梁實(shí)驗(yàn)，鋼結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)分為構(gòu)件整體穩(wěn)定和拒不穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)，防災(zāi)減災(zāi)實(shí)驗(yàn)可分為抗震試驗(yàn)、抗風(fēng)壓試驗(yàn)、凍融實(shí)驗(yàn)。計(jì)劃實(shí)施每一個(gè)組做到不重復(fù)的實(shí)驗(yàn)，充分利用實(shí)驗(yàn)室資源重點(diǎn)提高學(xué)生動(dòng)手解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力。

3.2 改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目增加不代表實(shí)驗(yàn)內(nèi)容減少，反而提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的綜合能力。為了每個(gè)學(xué)生都能參與到實(shí)驗(yàn)，對(duì)自己的小組做出貢獻(xiàn)建議圖2所示實(shí)驗(yàn)方法。

實(shí)驗(yàn)方法要求每一個(gè)小組共同做出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃后分擔(dān)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，如有的學(xué)生可以做設(shè)計(jì)、有的學(xué)生可以做有限元分析、預(yù)算等等，為同一個(gè)目標(biāo)共同做出努力，提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力。

如圖2所示實(shí)驗(yàn)時(shí)不要局限于破壞實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備過(guò)程中也能學(xué)到很多知識(shí)，可以提高實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系性和學(xué)生的創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生綜合解決問(wèn)題的能力。

3.3 改善實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方法

采取多樣化評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，第一，實(shí)驗(yàn)的參與度(30%)；第二，實(shí)驗(yàn)的貢獻(xiàn)度(30%)；第三，結(jié)果發(fā)表(40%)。結(jié)果發(fā)表是所學(xué)知識(shí)的結(jié)晶，代表對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和認(rèn)識(shí)，所以比其他兩項(xiàng)高一點(diǎn)。

4 土木結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革效果

為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革效果，在暑期開設(shè)了三門結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程。分別以建議的圖2所示教學(xué)方法來(lái)進(jìn)行，每組9個(gè)人分別承擔(dān)收集材料、擬定計(jì)劃、設(shè)計(jì)、預(yù)算、有限元分析、破壞實(shí)驗(yàn)(裂縫分析、應(yīng)力分析、延性分析、組合效應(yīng)等)。最后小組討論后每個(gè)人撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,發(fā)表自己對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)、見解、提議，大大提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)知識(shí)和積極性。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以做到實(shí)驗(yàn)計(jì)劃到實(shí)施、分析到終結(jié)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門課程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力、動(dòng)手解決問(wèn)題能力和綜合解決問(wèn)題能力，只有不斷地改善教學(xué)方法適應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)，才能提高學(xué)生競(jìng)爭(zhēng)能力，滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。

[1] 賴震環(huán).土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2010(11)：34-35.

[2] 佘躍心,袁啟旺.土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].高等建筑教育,2008(1)：13.

[3] 張長(zhǎng)清,金康寧.“土木工程材料”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探索[J].高等工程教育研究,2004(1)：58-59.