應(yīng)用型高校土木工程實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革研究

董 偉 （內(nèi)蒙古科技大學(xué)土木工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

應(yīng)用型高校是高等教育新形勢下構(gòu)建、滿足和適應(yīng)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的必然產(chǎn)物，目的是培養(yǎng)滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、具有較強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)能力和競爭能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。隨著現(xiàn)代基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，應(yīng)用型土木工程人才越來越受用人單位的歡迎。那么，如何培養(yǎng)一個(gè)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力以及具有一定創(chuàng)新思維的高素質(zhì)應(yīng)用型人才是土木工程專業(yè)面臨的一個(gè)重要課題[1-3]。

《土木工程材料》是土木工程專業(yè)開設(shè)的基礎(chǔ)課程。實(shí)驗(yàn)是連接理論與實(shí)際的橋梁，可以使學(xué)生更好地掌握材料的性能、用途以及相關(guān)儀器功能、使用方法。多年來，《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中缺點(diǎn)和不足，致使學(xué)生難以將理論與實(shí)際相聯(lián)系，缺乏解決實(shí)際問題的能力[4-8]。針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，本文從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、手段的多元化、實(shí)驗(yàn)過程控制、優(yōu)化考核方式等方面探討了應(yīng)用型高校《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及問題

1.1 教學(xué)不能與時(shí)俱進(jìn)

1.1.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊

土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程雖在不斷更新，但對(duì)于飛速發(fā)展的土木工程材料而言仍顯得非常傳統(tǒng)。一些新型材料、新型設(shè)備如雨后春筍般出現(xiàn)，傳統(tǒng)土木工程材料已經(jīng)跟不上時(shí)代的步伐。如新型空心砌塊已經(jīng)替代燒結(jié)黏土磚這一類傳統(tǒng)墻體材料，而實(shí)驗(yàn)依舊圍燒結(jié)黏土磚開展。又或者是現(xiàn)在使用最大宗的建筑材料鋼筋混凝土的耐久性和耐候性等方面由于實(shí)驗(yàn)時(shí)限問題很少被提及，對(duì)于一些新型高強(qiáng)高性能材料更是一帶而過。因此，在完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基礎(chǔ)上還應(yīng)推陳出新，以適應(yīng)時(shí)代的需求。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)方式陳舊

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式為教師講解和演示，學(xué)生模仿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。教師在實(shí)驗(yàn)之前已經(jīng)將實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備到位，排除了實(shí)驗(yàn)過程中有可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，這種教學(xué)方式比較僵化，束縛了學(xué)生思維，難以調(diào)動(dòng)其積極性。此外，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都成為單一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只是機(jī)械重復(fù)的實(shí)驗(yàn)，不能將理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。這種教學(xué)模式不利于學(xué)生獨(dú)立思考與創(chuàng)新，導(dǎo)致解決實(shí)際問題能力不足。

1.2 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不足，內(nèi)容瑣碎，時(shí)間難控制

隨著課程體系的改革和調(diào)整，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)被嚴(yán)重壓縮。如我校土木工程材料課程理論授課32學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)被嚴(yán)重壓縮。而在8 學(xué)時(shí)內(nèi)要完成講解、演示、實(shí)驗(yàn)、討論等多個(gè)環(huán)節(jié)，留給學(xué)生討論的時(shí)間很少，很多實(shí)驗(yàn)達(dá)不到理想的教學(xué)效果。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容瑣碎，時(shí)間難統(tǒng)一把控，實(shí)驗(yàn)效果總是差強(qiáng)人意。由于學(xué)生眾多、分批分次實(shí)驗(yàn)，所以時(shí)間難以控制。①有些需要往返實(shí)驗(yàn)室數(shù)次方可完成。比如混凝土實(shí)驗(yàn)，混凝土拌合物基本性能測試需要往返一次實(shí)驗(yàn)室，拆模養(yǎng)護(hù)又需要往返一次實(shí)驗(yàn)室，抗壓強(qiáng)度測試還需要往返一次實(shí)驗(yàn)室。②有些實(shí)驗(yàn)需要固定時(shí)間去完成。比如水泥膠砂強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，測定的是水泥膠砂3d 和28d 的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，因此需要養(yǎng)護(hù)到規(guī)定齡期進(jìn)行測試。

1.3 考核評(píng)價(jià)方式單一

傳統(tǒng)的考核機(jī)制是出勤+實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)。這種考核方式是學(xué)生被動(dòng)地去接受知識(shí)，多數(shù)人為了考勤而實(shí)驗(yàn)，應(yīng)付心態(tài)居多。學(xué)生人數(shù)比較多，一個(gè)組內(nèi)只有一部分學(xué)生能認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，而其余學(xué)生參與度不高或直接旁觀，且積極完成實(shí)驗(yàn)的總是那幾名同學(xué)。由于人數(shù)不足，教師很難了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)狀況。實(shí)驗(yàn)分組完成后實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)相互抄襲現(xiàn)象比較嚴(yán)重，給定實(shí)驗(yàn)成績時(shí)很難確定學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)課的掌握情況，出現(xiàn)個(gè)別組內(nèi)所有人員成績偏低或差不多的想象。單憑考勤+實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)難以評(píng)定學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握情況，難以將實(shí)驗(yàn)課與理論課相結(jié)合，更別說獨(dú)立思考實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、手段的多元化

2.1.1 課內(nèi)實(shí)驗(yàn)綜合化

土木工程材料課內(nèi)實(shí)驗(yàn)只有混凝土配合比是一個(gè)設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)，而這個(gè)綜合型實(shí)驗(yàn)只有獲取混凝土各組成材料（水泥、砂子、石子）的基礎(chǔ)上才可以完成混凝土配合比設(shè)計(jì)，因此需要提前完成原材料各種物理性能的測定。這不再是學(xué)生被動(dòng)地去接受，而是主動(dòng)去探索。另外，實(shí)驗(yàn)中將每個(gè)班級(jí)分為6～8個(gè)實(shí)驗(yàn)組，每一組設(shè)計(jì)不同性能的混凝土，實(shí)驗(yàn)室可以提供不同原材料（不同強(qiáng)度等級(jí)的水泥、不同品種的砂石料、不同品種的外加劑）。每個(gè)學(xué)生都需獨(dú)立思考、調(diào)整并完成實(shí)驗(yàn)，每組所完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都存在差異，可以進(jìn)行不同組之間的對(duì)比，培養(yǎng)學(xué)生的積極性及創(chuàng)新能力。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)類型多樣化

完成課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生完成一些開放性實(shí)驗(yàn)。①以科研、工程實(shí)際問題為背景開展實(shí)驗(yàn)研究，引導(dǎo)學(xué)生申請(qǐng)大學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或參與指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目。②以競賽為背景開展實(shí)驗(yàn)研究，如參加全國混凝土設(shè)計(jì)大賽，通過這種開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅鞏固了課內(nèi)所學(xué)知識(shí)，還能促使學(xué)生了解學(xué)科前沿事物，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性的同時(shí)也能提高科研創(chuàng)新能力，以賽促教，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

2.1.3 實(shí)驗(yàn)手段豐富化

除了課內(nèi)綜合性實(shí)驗(yàn)以及開放性實(shí)驗(yàn)之外，還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生去參觀一些工程實(shí)例，如檢測鑒定機(jī)構(gòu)或商混站材料實(shí)驗(yàn)室。讓他們接觸工程實(shí)際，了解土木工程材料所需檢測的項(xiàng)目及前沿材料。也可以讓本科生參與到研究生的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，提前接觸一些科研項(xiàng)目，豐富專業(yè)知識(shí)的同時(shí)又可以開闊眼界。另外，應(yīng)用好手機(jī)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，如在MOOC、微課等平臺(tái)上上傳一些新型材料的短小視頻，方便學(xué)生觀看、下載，為學(xué)生提供一個(gè)學(xué)習(xí)課外知識(shí)的平臺(tái)，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)能力，拓展學(xué)習(xí)渠道。

2.2 加強(qiáng)過程控制，優(yōu)化考核方式

為了避免部分學(xué)生吃“大鍋飯”，造成不預(yù)習(xí)與預(yù)習(xí)一樣的效果，應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程控制。①按照自由組合的原則將班級(jí)分為若干個(gè)小組并上報(bào)指導(dǎo)老師；②提前詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)和考評(píng)規(guī)則；③建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，并推送實(shí)驗(yàn)視頻、動(dòng)畫等，要求學(xué)生觀看視頻，提前熟知實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和過程；④做好課前預(yù)習(xí)。實(shí)驗(yàn)過程中教師不再用大量的時(shí)間講解實(shí)驗(yàn)，防止一些學(xué)生沒有做好課前預(yù)習(xí)而濫竽充數(shù)，影響其他學(xué)生的積極性。2學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)可調(diào)整為三部分，第一部分老師講解10min，簡單介紹一下實(shí)驗(yàn)儀器的使用和注意事項(xiàng)；第二部分是學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)50min；第三部分是分析討論30min。

改變出勤率+實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)這種單一的考核模式，實(shí)驗(yàn)總成績可以由實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)討論及實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)三部分構(gòu)成。①實(shí)驗(yàn)操作考查學(xué)生是否提前預(yù)習(xí)，是否了解實(shí)驗(yàn)流程，是否具有獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的本領(lǐng)。這部分分?jǐn)?shù)不能太低，主要是鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。②實(shí)驗(yàn)討論部分主要考查學(xué)生是否注意實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，是否善于發(fā)現(xiàn)、提出問題。這部分反映了學(xué)生的觀察、思考能力及學(xué)習(xí)態(tài)度，也是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性又一源泉，盡量要求每一名學(xué)生參與其中。因此，這部分分值應(yīng)該占較大比例。③實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)考查學(xué)生的綜合能力，通過撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)可以學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析、處理等本領(lǐng)。但實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)可以拓展一個(gè)新的板塊，如增加實(shí)驗(yàn)過程中的體會(huì)以及實(shí)驗(yàn)問題的理解、分析和處理方式。建議最終的實(shí)驗(yàn)成績由實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)討論和實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)構(gòu)成，分值占比為2:3:5。

3 結(jié)語

為適應(yīng)本科院校走地方性、應(yīng)用型的發(fā)展路線，教師在課程教學(xué)過程中應(yīng)重視動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)、重視實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)的把控、重視理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)踐。本文針對(duì)教學(xué)中出現(xiàn)的一些問題提出了改進(jìn)措施，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)綜合化、實(shí)驗(yàn)類型多樣化、實(shí)驗(yàn)手段豐富化、過程加強(qiáng)化、考評(píng)方式優(yōu)化等。通過豐富的教學(xué)改革形成了土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程新體系，提升了教學(xué)的深度和廣度，培養(yǎng)了學(xué)生的工程應(yīng)用能力與創(chuàng)新意識(shí)。