土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

崔雷

（阜新高等?？茖W(xué)校，遼寧 阜新123000）

1 引言

在高校土木工程專業(yè)教學(xué)中，土木工程材料是基礎(chǔ)課程和必修課程，其教學(xué)目標(biāo)是將其和專業(yè)課程進(jìn)行融合，為設(shè)計(jì)和施工提供數(shù)據(jù)支持，尤其在開(kāi)設(shè)土木工程材料課程教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生還未掌握材料力學(xué)相關(guān)理論知識(shí)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于學(xué)生直觀地了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，掌握材料的技術(shù)性能，還能夠鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，為后期的工程實(shí)踐工作提供基礎(chǔ)保障[1]。

2 土木工程材料實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容

土木工程材料指的是建筑施工現(xiàn)場(chǎng)中應(yīng)用的各項(xiàng)建筑材料，如混凝土材料、磚砌體材料、木質(zhì)材料、瀝青材料、瀝青混合材料和鋼材等。在現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展中，很多高校開(kāi)設(shè)了土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程，主要有：普通混凝土實(shí)驗(yàn)，如混凝土骨料實(shí)驗(yàn)、混凝土配合比實(shí)驗(yàn)、混凝土強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)等；水泥實(shí)驗(yàn)，如水泥細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、水泥穩(wěn)定性和水泥強(qiáng)度；建筑砂漿實(shí)驗(yàn)，如砂漿稠度、分層度和強(qiáng)度；石油瀝青實(shí)驗(yàn)，如瀝青針入度、延度和軟化點(diǎn)；瀝青混合料實(shí)驗(yàn)，如表觀密度；鋼材物理性能實(shí)驗(yàn)等。在土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)將教學(xué)重點(diǎn)放在理論原理、制樣方法、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果處理分析等方面，并合理地安排實(shí)驗(yàn)課時(shí)，提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，這樣學(xué)生就能夠有效地解決工程實(shí)踐中遇到的問(wèn)題。

3 土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

在高校土木專業(yè)教學(xué)過(guò)程中，土木工程材料是其中的核心課程和基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目標(biāo)是幫助學(xué)生掌握土木工程材料性質(zhì)和應(yīng)用的基礎(chǔ)理論知識(shí)，掌握土木工程材料性能的檢測(cè)方法。在土木工程材料教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該積極開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，這樣既能夠幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的了解，提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，還能夠使得學(xué)生將理論和現(xiàn)實(shí)進(jìn)行融合，及時(shí)地分析并解決實(shí)際中存在的問(wèn)題，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)有以下特點(diǎn)：第一，實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。在土木工程材料實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，很多實(shí)驗(yàn)需要大量的時(shí)間，如水泥膠砂試件、混凝土試塊往往需要3 天、7 天，甚至28 天養(yǎng)護(hù)后才能開(kāi)展強(qiáng)度檢測(cè)作業(yè)。第二，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有一定的穩(wěn)定性，但很多高校仍使用陳舊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。第三，實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證性比較強(qiáng)，缺少設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，這就使得學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣受到一定的影響，無(wú)法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，阻礙了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。因此，為了滿足培養(yǎng)“高素質(zhì)、強(qiáng)能力和應(yīng)用型”優(yōu)秀人才的實(shí)際需求，教師應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視，提升教學(xué)的有效性[2]。

4 土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

4.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師普遍實(shí)行“學(xué)生預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)演示、現(xiàn)場(chǎng)操作、填寫報(bào)告”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，這種教學(xué)方法比較陳舊，影響著學(xué)生的全面發(fā)展。并且，在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，教師應(yīng)該準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)需要的設(shè)備和材料，減少實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的發(fā)生，并詳細(xì)地講解和示范各個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，這種教學(xué)方法無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。一般而言，高校學(xué)生的數(shù)量比較多，實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍實(shí)行分組的方式，教師缺乏對(duì)學(xué)生主體性的重視，難以突出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的主體位置，嚴(yán)重影響著學(xué)生的積極性。除此之外，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容依賴于教材內(nèi)容，普遍實(shí)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺少綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)的操作方式比較簡(jiǎn)單，學(xué)生往往只機(jī)械地記憶教學(xué)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，且實(shí)驗(yàn)的全局性比較差，各個(gè)實(shí)驗(yàn)課程無(wú)法得到有效銜接，嚴(yán)重影響著學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的探索和創(chuàng)新。

4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容交叉重復(fù)

在新時(shí)期的發(fā)展中，很多高校土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都和理論課程穿插在一起，兩者之間的關(guān)聯(lián)性比較差，實(shí)驗(yàn)形式比較單一，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)得到了分離。并且，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，理論課程中各個(gè)章節(jié)涉及單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容，學(xué)科性、多樣性、探索性和開(kāi)發(fā)性比較差，學(xué)生往往只圍繞單一的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，無(wú)法掌握實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，且部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的重復(fù)交叉問(wèn)題比較嚴(yán)重。例如，土木工程材料、土力學(xué)和地基基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中都會(huì)涉及顆粒分析實(shí)驗(yàn)、土密度實(shí)驗(yàn)和含水率實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容，且土木工程材料、材料力學(xué)和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中都有鋼筋和混凝土等材料性質(zhì)。除此之外，很多高校安排的實(shí)驗(yàn)課時(shí)都比較少，尤其是單獨(dú)實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)設(shè)量更少，無(wú)法提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

4.3 實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)缺乏合理性

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核制度中，教師評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)只是一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，由于實(shí)行分組教學(xué)的方式，各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)率比較高，且教師只依靠學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告無(wú)法掌握實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況，難以了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的學(xué)以致用情況。

5 土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

5.1 整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

5.1.1 基本知識(shí)和基本技能

在土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生掌握經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和全站儀等儀器的操作方法，學(xué)生還要提升砂漿制作、混凝土試塊等專業(yè)技能，在了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況的基礎(chǔ)上，掌握工程試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

5.1.2 開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)

教師應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，開(kāi)展設(shè)計(jì)測(cè)繪、混凝土配比等綜合性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到實(shí)際工程檢測(cè)過(guò)程中，根據(jù)工程實(shí)例提升實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力，進(jìn)而提高有效解決施工現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的能力。

5.1.3 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

高校教師應(yīng)根據(jù)課外科技競(jìng)賽、學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目和教師科研項(xiàng)目等內(nèi)容，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科研能力的培養(yǎng)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

5.2 積極引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)方式

土木工程實(shí)驗(yàn)具有持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、消耗資源多、危險(xiǎn)性大等特點(diǎn)，這就要求高校實(shí)行教師演示、學(xué)生重復(fù)練習(xí)的教學(xué)方法。在實(shí)際的高校教學(xué)中，教師還應(yīng)該積極引進(jìn)多媒體技術(shù)，提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。例如，教師在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，可以收集與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的動(dòng)畫和錄像，并在課堂中進(jìn)行播放，幫助學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。除此之外，高校還可以開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)軟件，展示實(shí)驗(yàn)效果動(dòng)畫，這樣就能夠掌握土木工程實(shí)驗(yàn)中的性能變化，利用動(dòng)畫和錄像的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。

5.3 加強(qiáng)對(duì)高校教師的培訓(xùn)和考核

在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，相關(guān)部門需要定期針對(duì)教師的實(shí)驗(yàn)技能和教學(xué)方法開(kāi)展培訓(xùn)活動(dòng)。在新時(shí)期的社會(huì)發(fā)展中，土木工程材料實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了很大的變化，很多新型的儀器設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，這就對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師提出了更加嚴(yán)格的要求，高校應(yīng)該定期組織教師參加相應(yīng)的培訓(xùn)活動(dòng)，提高教師的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能[3]。除此之外，高校應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)教師實(shí)驗(yàn)技能和理論知識(shí)掌握的考核和評(píng)價(jià)，督促考核不滿足要求的教師參加相應(yīng)的培訓(xùn)活動(dòng)，確保各個(gè)教師都能夠持證上崗，進(jìn)而提升高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高校土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生能夠掌握建筑材料的技術(shù)性能，有利于培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型土木工程專業(yè)人才。但是，在實(shí)際的高校教學(xué)過(guò)程中，普遍存在教學(xué)理念偏差、師資力量薄弱、實(shí)驗(yàn)資源有限等問(wèn)題，教師應(yīng)該積極引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)方法改善這一現(xiàn)狀，提升高校土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。