基于科研能力培養(yǎng)的土木工程材料實驗教學(xué)模式探索與實踐

袁曉露 彭艷周 劉冬梅 朱喬森

摘要：以三峽大學(xué)土木工程材料課程的實驗教學(xué)改革為例，通過引入科學(xué)研究的理念，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，建立漸次遞進的實驗項目體系，改進實驗內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式，構(gòu)建基于科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實驗教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：土木工程材料；實驗教學(xué)；科研能力；層次化

中圖分類號：G642.423 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）23-0140-02

一、引言

土木工程材料是土建類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，主要介紹常用土木工程材料的生產(chǎn)工藝、技術(shù)性質(zhì)和相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，授課方式采取理論教學(xué)和實驗教學(xué)相結(jié)合[1]。傳統(tǒng)的土木工程材料實驗是按照教學(xué)大綱的要求機械設(shè)定，實驗項目之間往往相對孤立，實驗內(nèi)容多為演示型實驗和驗證型實驗[2，3]，這不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高。三峽大學(xué)土木工程材料課程在實驗教學(xué)改革過程中，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，改進實驗內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式，建立實驗項目的層次化體系，注重基本技能、綜合能力和創(chuàng)新能力的漸次遞進，構(gòu)建基于科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實驗教學(xué)模式。

二、實驗教學(xué)模式的實施方案

1.建立實驗項目的層次化體系。在2010年以來的實驗教學(xué)改革實踐中，將土木工程材料實驗項目分為基礎(chǔ)驗證、設(shè)計綜合、創(chuàng)新研究三個層次，使學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)得到漸次遞進的發(fā)展[4，5]。

（1）基礎(chǔ)驗證實驗?；A(chǔ)驗證實驗項目是課程學(xué)習(xí)的基本要求，如表1所示。這部分實驗內(nèi)容主要訓(xùn)練學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握基本的實驗原理、實驗方法和操作技能。

（2）設(shè)計綜合實驗。設(shè)計綜合實驗是在基礎(chǔ)驗證實驗的基礎(chǔ)上，對內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的實驗項目進行合并，如表2所示。每一個設(shè)計綜合實驗就是一個小型的獨立研究題目，需要學(xué)生查閱文獻，設(shè)計實驗方案，完成實驗操作，分析實驗數(shù)據(jù)，提交實驗報告。設(shè)計綜合實驗培養(yǎng)了學(xué)生的綜合實踐能力，為下一步從事創(chuàng)新研究實驗做預(yù)演訓(xùn)練。

（3）創(chuàng)新研究實驗。以教師的科研項目為基礎(chǔ)，通過系統(tǒng)拆分、建立創(chuàng)新研究實驗項目。指導(dǎo)教師根據(jù)實驗項目的特點、學(xué)生的基礎(chǔ)和興趣，使學(xué)生加入到項目團隊中來，分階段實驗研究，完成整個系統(tǒng)的學(xué)習(xí)任務(wù)。自2010年以來，土木工程材料實驗課程依托于教師的科研課題，設(shè)立了一系列創(chuàng)新研究實驗項目。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，進行文獻資料收集、實驗方案設(shè)計、實驗操作、實驗數(shù)據(jù)采集處理、論文撰寫等全過程的科研活動，使學(xué)生實實在在地體會到理論所學(xué)與科研實際的結(jié)合，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

2.實驗教學(xué)大綱的修訂。實驗教學(xué)大綱是課程實驗教學(xué)的指導(dǎo)思想和實施準(zhǔn)則，是保證實驗教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)[6]。第一層次實驗即基礎(chǔ)驗證實驗對應(yīng)于傳統(tǒng)的實驗教學(xué)，可以按照原教學(xué)大綱進行教學(xué)組織與實施。第二層次和第三層次的實驗即設(shè)計綜合實驗和創(chuàng)新研究實驗，均單獨制定了實驗教學(xué)大綱?？蒲许椖控?fù)責(zé)人、課程主講教師和實驗負(fù)責(zé)教師根據(jù)科研課題的相關(guān)要求和資料等實驗室的硬軟件條件、教師的課程安排等，制訂實驗教學(xué)計劃，編寫實驗指導(dǎo)教案，落實實驗指導(dǎo)教師的責(zé)任分工，安排實驗教學(xué)討論，并在每學(xué)期的期末，將下學(xué)期第二層次和第三層次的實驗教學(xué)內(nèi)容、所需學(xué)時、教學(xué)進度以及指導(dǎo)教師名單等公布在實驗室網(wǎng)站上，便于師生互動與監(jiān)督。

3.實驗成績評定方法的建立?？茖W(xué)、客觀地評定學(xué)生的實驗成績，會引導(dǎo)學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性[7]。學(xué)生的實驗總成績由三個層次的實驗成績組成，其中第一層次實驗成績占50%，第二層次實驗成績占30%，第三層次實驗成績占20%；對參與創(chuàng)新研究實驗的學(xué)生在綜合測評時還應(yīng)適當(dāng)加分。第一層次實驗成績主要通過學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)情況和實驗報告來評定，第二層次和第三層次實驗成績則綜合考核學(xué)生的實驗態(tài)度、實驗設(shè)計、實驗操作、實驗進展、完成效果、實驗報告及論文發(fā)表情況等。

三、實驗教學(xué)模式的實踐效果

經(jīng)過2010年以來的實驗教學(xué)改革，將科學(xué)研究的理念引入本科實驗教學(xué)中，取得了良好的實踐效果。

1.調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力。學(xué)生在2012年和2014年成功申報4項校級求索創(chuàng)新活動項目，2013年開展的創(chuàng)新實驗項目“摻磷渣活性粉末混凝土的制備”獲湖北省第九屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎。學(xué)生依托創(chuàng)新研究實驗項目在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上公開發(fā)表了多篇科研論文。

2.擴充了實驗教學(xué)內(nèi)容，提升了課程質(zhì)量。將科研課題引入實驗教學(xué)，通過設(shè)置設(shè)計不同層次的實驗項目，擴充了實驗教學(xué)內(nèi)容，提升了課程質(zhì)量，土木工程材料于2014年被評為三峽大學(xué)精品課程。

四、結(jié)語

實驗教學(xué)是高校教學(xué)體系的重要組成部分，對于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和綜合素質(zhì)具有特殊意義。三峽大學(xué)土木工程材料課程在實驗教學(xué)改革過程中，將科學(xué)研究的思路引入實驗教學(xué)中，通過建立漸次遞進的實驗項目體系，改進實驗內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式，構(gòu)建了基于科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實驗教學(xué)模式。這對于整合教學(xué)與科研資源，促進教學(xué)與科研的同步發(fā)展，增強實驗教學(xué)的實用性、多樣性和先進性，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、勇于探索和善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的科研意識和創(chuàng)新精神具有重要意義。

參考文獻：

[1]徐友輝.建筑材料教與學(xué)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2007.

[2]楊楓，羅才松.《土木工程材料》實驗教學(xué)的思考與改革實踐[J].長沙鐵道學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2010，11（3）：108-109.

[3]畢曉茜.新建省級綜合訓(xùn)練中心土木工程材料實驗教學(xué)改革與實踐[J].高等建筑教育，2014，23（5）：107-109.

[4]彭艷周，劉冬梅，朱喬森，等.土木工程材料實驗的層次化教學(xué)模式[J].高等建筑教育，2013，22（6）：117-121.

[5]袁曉露，彭艷周，劉冬梅，等.建筑材料課程教學(xué)與科研相融合的研究[J].西江月，2012，（21）：45.

[6]姚彤煒，胡永洲，袁弘，等.構(gòu)建具有科研特色的藥學(xué)實驗教學(xué)新體系[J].實驗室研究與探索，2010，29（5）：96-98.

[7]張以順，黎茵，陳云鳳.分子生物學(xué)實驗的科研型教學(xué)模式探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2010，29（8）：238-240.