地方高校“土木工程結(jié)構(gòu)試驗”教學改革探索與實踐

喻軍 鄭國平

一、引言

土木工程結(jié)構(gòu)試驗是培養(yǎng)土木工程專業(yè)學生動手能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，各大高校都非常重視，從試驗儀器的更新、試驗內(nèi)容的選擇到教師隊伍的培養(yǎng)都在不斷地提高，不管是重點高校還是地方高校，都花大本錢更新了硬件和軟件條件進行土木工程試驗教學體系改革，而且經(jīng)過實踐檢驗已經(jīng)取得了不少成功經(jīng)驗。但各校的性質(zhì)和特點不同，因此試驗教學模式也不應完全相同，尤其對于地方高校土木工程學科試驗課程教學體系的改革來說，還沒有成熟經(jīng)驗可供借鑒，所以為了緊跟時代步伐和適應形勢發(fā)展的要求，我們要打破現(xiàn)有土木工程學科傳統(tǒng)試驗課程教學體系，根據(jù)我校的性質(zhì)和專業(yè)特點，教師應著力研究出符合建筑工程學院實際的、新的試驗課程教學模式并更新試驗內(nèi)容，培養(yǎng)學生的實踐能力，循序漸進地培養(yǎng)出創(chuàng)新性人才。

二、當前土木工程結(jié)構(gòu)試驗教學模式

目前，土木工程結(jié)構(gòu)試驗教學是以某個教師為主包干到底，缺乏授課教師間的有效溝通，從基礎(chǔ)試驗到專業(yè)試驗之間缺乏有效地過渡。結(jié)構(gòu)試驗改革方向主要有試驗平臺的深化、現(xiàn)代化新型設(shè)備的運用、綜合性試驗設(shè)計、考核體系改革、師資力量的提升和仿真試驗的拓展[1][2][3][4]。

由于各高校試驗室資金不足，土木工程結(jié)構(gòu)試驗仍然面臨試驗設(shè)備陳舊、試驗內(nèi)容單一、缺乏創(chuàng)新和實踐等問題。但重點高校學生的接受力強，在較短的時間內(nèi)可以掌握基礎(chǔ)試驗的知識，進入綜合試驗設(shè)計，而地方高校學生的知識和能力稍低于重點高校的學生，需要分層次循序漸進地提高，應采用不同的培養(yǎng)模式和時間尺度[5]。

三、土木工程結(jié)構(gòu)試驗“一體化，三層次”改革設(shè)計與實踐

鑒于重點高校和地方高校的區(qū)別，我校進行土木工程結(jié)構(gòu)試驗“一體化，三層次”的改革探索與實踐時，先從基礎(chǔ)試驗開始，在學生掌握試驗原理和規(guī)程后，進入專業(yè)試驗階段，由專業(yè)導師帶領(lǐng)進行課題研究，最后參加綜合設(shè)計試驗，由跨專業(yè)的學生團結(jié)合作，分為三個方向進行創(chuàng)新性試驗。即建筑工程、交通土建工程、地下工程。打破按二級學科各自組成試驗的傳統(tǒng)教學模式，將三個專業(yè)的試驗課程優(yōu)化整合為基礎(chǔ)試驗、專業(yè)試驗、綜合設(shè)計試驗三個層次，根據(jù)這三個層次，重新組建試驗室，制定新的試驗計劃和大綱。

基礎(chǔ)試驗的教學內(nèi)容是包括原無機材料土木工程試驗、有機材料土木工程試驗、定量分析試驗中的基礎(chǔ)知識和基本操作部分以及結(jié)構(gòu)試驗原理，該課程在3～5學期開設(shè)。這能使學生熟練掌握基本操作技術(shù)、熟悉試驗儀器、學會試驗方法，為專業(yè)試驗準備條件、打好基礎(chǔ)。

專業(yè)試驗的教學內(nèi)容按專業(yè)不同有不同設(shè)置。建筑工程專業(yè)：課程包括土木工程結(jié)構(gòu)靜力試驗、土木工程模型試驗、抗震試驗、抗風試驗等；交通土建專業(yè)：課程包括橋梁靜力試驗、動力試驗、抗風試驗、抗震試驗、道路疲勞試驗、隧道工程模型等；地下結(jié)構(gòu)專業(yè)：課程包括土工試驗、地下鐵道試驗、土與結(jié)構(gòu)相互作用試驗、抗震試驗等，該課程在6～7學期開設(shè)。

綜合設(shè)計試驗課程內(nèi)容以研究性和設(shè)計性試驗為主，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維，自主試驗，初步培養(yǎng)科研能力。包括地基—基礎(chǔ)—房屋結(jié)構(gòu)，地基—基礎(chǔ)—橋梁結(jié)構(gòu)，地基—隧道結(jié)構(gòu)（或地鐵結(jié)構(gòu)），該課程在7～8學期開設(shè)。

這種新試驗體系在2014級和2015級土木工程專業(yè)中進行試點，在學生完成基礎(chǔ)實驗教學后，實行導師制。每個土木系導師指導6～7位學生進入課題研究，一年后進入綜合設(shè)計試驗階段，進展比較順利。

四、土木工程結(jié)構(gòu)試驗“一體化三層次”的改革效果分析

首先，學生比較積極地參與導師的課題，能有效地解決工程實際問題，成果得到了肯定。

其次，導師的科研團隊壯大了，力量增強了，可以根據(jù)學生的特點安排適當?shù)娜蝿?，效率提高了?/p>

再次，這兩年我校有組建結(jié)構(gòu)競賽團隊參加浙江省結(jié)構(gòu)競賽和國家結(jié)構(gòu)競賽，2016年有兩支隊伍獲得省結(jié)構(gòu)競賽一等獎，一支隊伍獲得二等獎，并且一支隊伍獲得國家結(jié)構(gòu)競賽一等獎；2017年三支隊伍獲得浙江省結(jié)構(gòu)競賽一等獎，一支隊伍獲得國家結(jié)構(gòu)競賽一等獎，這都是我校土木工程專業(yè)史無前例的成績。

最后，通過調(diào)查問卷統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)調(diào)查問卷發(fā)出400份，收回395份，不是土木工程專業(yè)的2份，不關(guān)心結(jié)構(gòu)試驗改革的3份，因此有效調(diào)查問卷390份，其中同意并期待好的教學效果的有358份，占91.8%；同意并認為效果一般的有21份，占5.4%；不同意結(jié)構(gòu)試驗改革的有8份，占2.1%；結(jié)構(gòu)試驗改革與否無所謂的有3份，占0.7%。學生反饋意見說明大部分學生期待結(jié)構(gòu)試驗改革，并期待取得好的效果，一小部分學生認為試驗改革可能取得一般的效果。

五、結(jié)語

從重點高校與地方高校的差異以及學生接受能力的區(qū)別入手，提出地方高校土木工程結(jié)構(gòu)試驗改革方案，即“一體化，三層次”體系，得到如下結(jié)論：

（1）總結(jié)了地方高校土木工程結(jié)構(gòu)試驗的問題和面臨的困境，提出“一體化，三層次”的教學體系，并在專業(yè)試驗教學和實踐過程中采用導師制，讓學生融入導師的課題，接觸到實際工程，這樣調(diào)動了學生的積極性，也為試驗教學實踐節(jié)省了不少經(jīng)費。

（2）在實踐過程中，需要導師查文獻，細化試驗步驟，付出勞動比較多，但在學生學會之后，可以給導師承擔不少工作，減輕導師的科研負擔。

（3）實踐表明，導師制可以幫助學生掌握不少前沿知識和技術(shù)，提高了學生的科研能力，學校還要提升試驗平臺，提高導師水平或引進高水平導師，并完善試驗制度，以確保試驗教學改革的順利進行。

參考文獻：

[1]王 儀.結(jié)構(gòu)仿真試驗在土木工程教學中的作用[J].高等建筑教育，2007（4）：126-128.

[2]王軍軍，艾 軍.《土木工程結(jié)構(gòu)試驗與檢測》課程的教學改革與探討[J].東南大學學報（哲學社會科學版），2012（S2）：106-107.

[3]薛偉辰，劉 恩.圖形數(shù)字化技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)試驗中的應用[J].實驗技術(shù)與管理，2004（1）：41-44.

[4]黃麗婷，熊世樹，李 黎.土木工程結(jié)構(gòu)實驗室實驗教學改革探討[J].實驗科學與技術(shù)，2006（6）.

[5]周明華.土木工程結(jié)構(gòu)試驗與檢測（第2版）[M].南京：東南大學出版社，2010.