探析應(yīng)用技術(shù)型地方高校土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)改革

趙昕

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在眾多的專業(yè)當(dāng)中，土木工程是一門有著較高實(shí)踐性的課程，在教學(xué)過程中不僅要學(xué)習(xí)理論知識(shí)，還應(yīng)根據(jù)土木工程課程的特點(diǎn)開展多樣化的實(shí)踐教學(xué)。其中結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程就是最具實(shí)踐性的課程，該課程的主要目標(biāo)就是在學(xué)生掌握理論知識(shí)后開展實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、檢測等方面的知識(shí)及專業(yè)技能，同時(shí)提高學(xué)生試驗(yàn)設(shè)計(jì)能力及規(guī)劃能力。對(duì)學(xué)生而言，掌握好土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程是非常重要的，故而以應(yīng)用技術(shù)型地方高校為側(cè)重點(diǎn)，對(duì)其土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)存在的問題進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的教學(xué)改革策略，以便逐漸提升高校的教學(xué)效率。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 土木工程專業(yè);結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程;教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2021）03-0230-02

開設(shè)土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程旨在培養(yǎng)該專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力，因此各地方學(xué)校對(duì)此非常重視，無論是試驗(yàn)儀器的更新還是試驗(yàn)內(nèi)容的選擇等都在進(jìn)一步完善，各個(gè)高等院校加大了資金投入，為土木工程試驗(yàn)教學(xué)體系的革新夯實(shí)了軟硬件基礎(chǔ)，并且取得了不小的成績。然而由于各高校的性質(zhì)及特點(diǎn)存在較大的差異，因此所運(yùn)用的教學(xué)模式不能生搬硬套，特別是在應(yīng)用技術(shù)型地方高校中，土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程教學(xué)體系并不完善，教學(xué)方式和手段可以適當(dāng)借鑒。故而，為了緊隨時(shí)代的發(fā)展需求，培養(yǎng)更多社會(huì)所需要的基礎(chǔ)性人才，應(yīng)該轉(zhuǎn)變現(xiàn)下土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)體系，結(jié)合學(xué)校實(shí)際狀況，以提高學(xué)生實(shí)踐能力為宗旨，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

一、土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)存在的缺陷和不足

（一）學(xué)生對(duì)該課程重視度不夠，加之實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備不充分

第一，學(xué)生對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)的重視度不夠，鑒于該課程的學(xué)分普遍較低，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極性及主動(dòng)性較低，同時(shí)還有不少學(xué)生認(rèn)為土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程就是一門起到輔助作用的課程，無關(guān)緊要，因此學(xué)習(xí)態(tài)度存在偏差，絕大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)思想不端正，積極性較差，最終造成學(xué)生實(shí)踐能力不足。第二，學(xué)生在進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)之前未做好充足的準(zhǔn)備，在教學(xué)過程中也只是簡單地瀏覽任務(wù)書，之后完全憑借教師不斷講解和操作，學(xué)習(xí)往往比較被動(dòng)。其實(shí)學(xué)生在試驗(yàn)前做好充分準(zhǔn)備是十分必要的，只有這樣，在試驗(yàn)過程中才更有針對(duì)性，同時(shí)取得良好的學(xué)習(xí)效果。

（二）專職實(shí)驗(yàn)人員隊(duì)伍的建設(shè)存在一定上升空間

土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展離不開專職試驗(yàn)技術(shù)人才隊(duì)伍的有效建設(shè)。應(yīng)用技術(shù)型地方高校受到辦學(xué)類型定位的限制，所建設(shè)的實(shí)驗(yàn)室工程主要側(cè)重于本科教學(xué)和常規(guī)試驗(yàn)，適用于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以及應(yīng)用技術(shù)研究的儀器設(shè)備較少。此外，由于缺少采購和維修經(jīng)費(fèi)，部分設(shè)備處于長久失修、長期閑置的狀態(tài)，造成了大量的資源浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)室中專職教師對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程的應(yīng)用研究及結(jié)構(gòu)檢測等方面經(jīng)驗(yàn)匱乏，再加上部分教師對(duì)新型試驗(yàn)設(shè)備及技術(shù)的使用生疏，只能順利開展常規(guī)試驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革能力有待提高。

（三）土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法應(yīng)進(jìn)一步完善

目前土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)主要以傳統(tǒng)教學(xué)方式開展，其具有一定的嚴(yán)謹(jǐn)性和邏輯性。但是隨著新型教學(xué)模式的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)方式將面臨挑戰(zhàn)。由于教材內(nèi)容涵蓋面較廣，在有限的課時(shí)內(nèi)學(xué)生只能夠?qū)υ囼?yàn)的流程進(jìn)行了解性學(xué)習(xí)，無法深入理解試驗(yàn)的目的、原理以及設(shè)計(jì)思路等更為核心的內(nèi)容。尤其是對(duì)于一些研究性及設(shè)計(jì)性較強(qiáng)的綜合性結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)條件不充分而不能有效開展，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生工程實(shí)踐能力及素養(yǎng)不足，對(duì)地方高校高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)產(chǎn)生不良影響。此外，土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教材內(nèi)容還存在更新不及時(shí)的問題。近十余年來土木工程行業(yè)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了許多新的結(jié)構(gòu)形式，建筑規(guī)范也在近年來陸續(xù)更新。由于教材內(nèi)容較為陳舊，很多新試驗(yàn)技術(shù)及設(shè)備不能通過教材很好地體現(xiàn)出來，因此學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)際脫節(jié)現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。

此外，受到試驗(yàn)課時(shí)、試驗(yàn)設(shè)備和材料的限制，在以往傳統(tǒng)的土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教材中演示性以及驗(yàn)證性內(nèi)容居多。教師會(huì)向?qū)W生講授試驗(yàn)的所有細(xì)節(jié)，如試驗(yàn)項(xiàng)目、原理、所需儀器設(shè)備、測試方式甚至是試驗(yàn)步驟等，對(duì)照學(xué)生的試驗(yàn)結(jié)果是否與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相一致，以此作為標(biāo)準(zhǔn)判斷學(xué)生試驗(yàn)是否正確。往往試驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生不僅不會(huì)如何設(shè)計(jì)試驗(yàn)，更不會(huì)通過試驗(yàn)觀察和分析問題，甚至某些學(xué)生過后對(duì)儀器設(shè)備的操作方法和步驟絲毫沒有印象，學(xué)生長時(shí)間處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，這種教學(xué)方式只是單一地教授知識(shí)，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展產(chǎn)生了一定程度的抑制。

二、土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)改革策略

（一）讓學(xué)生明確結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程的重要性

相對(duì)于枯燥乏味的理論知識(shí)教學(xué)，學(xué)生對(duì)于結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程還是興趣十足的，各種結(jié)構(gòu)試驗(yàn)對(duì)學(xué)生有著一定的吸引力，然而學(xué)生對(duì)該課程的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)該課程有著濃烈的興趣，他們認(rèn)為做試驗(yàn)就是去玩，學(xué)生不僅不能掌握專業(yè)技能，同時(shí)還影響課程的順利進(jìn)行。面對(duì)這種情況，教師應(yīng)該為學(xué)生明確土木工程專業(yè)中結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程的重要性，讓學(xué)生清楚地知道學(xué)好該課程是多么重要，土木工程得以長遠(yuǎn)發(fā)展就是憑借試驗(yàn)的不斷進(jìn)步。此外，還應(yīng)該讓學(xué)生明白，盡管他們已經(jīng)通過計(jì)算設(shè)計(jì)出了計(jì)算模型，但是依舊需要通過試驗(yàn)的方式對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，并加深對(duì)計(jì)算公式的理解，鞏固記憶，同時(shí)提高自身感性認(rèn)識(shí)，提高試驗(yàn)?zāi)芰皠?dòng)手能力。比如說箱梁的鋼筋骨架構(gòu)成，不管教師講授得多么具體和透徹，仍舊需要學(xué)生通過試驗(yàn)的方式獲得直觀認(rèn)識(shí)。

（二）強(qiáng)化結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教師團(tuán)隊(duì)的實(shí)踐能力

地方高校要想快速實(shí)現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)體系改革，首要任務(wù)就是強(qiáng)化結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，提高教師整體水平，同時(shí)擴(kuò)大師資規(guī)模，進(jìn)而打造一支結(jié)構(gòu)科學(xué)合理、試驗(yàn)教學(xué)水平較高、實(shí)踐及科研能力較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，以校企結(jié)合的結(jié)構(gòu)工程技術(shù)專業(yè)為主題，構(gòu)建完善、全面的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，在高質(zhì)、高效的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的帶領(lǐng)下促進(jìn)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)改革。第一，高效的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)勢必要與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合，因此激勵(lì)專業(yè)試驗(yàn)教師擔(dān)負(fù)一定的理論知識(shí)教學(xué)，同時(shí)有效推動(dòng)專業(yè)試驗(yàn)教師更好的科學(xué)發(fā)展。第二，甄選出部分優(yōu)秀人才，在此基礎(chǔ)上帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。但是應(yīng)該注意，選拔出來的高素質(zhì)人才必須具備較強(qiáng)的科學(xué)研究能力，在科研時(shí)充分發(fā)揮帶頭作用。第三，允許部分在校博士生或者研究生參與實(shí)驗(yàn)室的工作，以便彌補(bǔ)專業(yè)試驗(yàn)教師不足的問題及缺陷。第四，加大培訓(xùn)力度，按期組織相關(guān)教師開展試驗(yàn)操作培訓(xùn)，或邀請(qǐng)專業(yè)或行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀員工開展試驗(yàn)技術(shù)研討會(huì)、為教師創(chuàng)造更多外出學(xué)術(shù)交流和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)等，以此提高試驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的整體實(shí)踐水平。地方高校僅僅依靠提高理論教學(xué)水平達(dá)到專業(yè)發(fā)展的目的是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還應(yīng)該致力于結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)水平的提高。

（三）轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)方式

轉(zhuǎn)變以往傳統(tǒng)的試驗(yàn)教學(xué)方式，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的開放力度，從結(jié)構(gòu)工程技術(shù)角度出發(fā)，注重問題的發(fā)現(xiàn)、文獻(xiàn)資料查詢、試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)以及團(tuán)隊(duì)組建等方面，促使學(xué)生樹立結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的自主意識(shí)，循序漸進(jìn)地提高其自主試驗(yàn)?zāi)芰?。另外，嘗試通過工程體驗(yàn)式、科學(xué)研究體驗(yàn)式以及競賽導(dǎo)向式、虛擬仿真等方式開展結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)。例如，可以通過計(jì)算機(jī)仿真優(yōu)化教學(xué)方法。眾所周知，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的課程，且涉獵范圍比較廣泛，絕大多數(shù)地方高校使用ANSYS、ABAQUS等有限元分析軟件。無論何種性質(zhì)的試驗(yàn)，在試驗(yàn)之前都應(yīng)該做好以下工作：第一，明確試驗(yàn)的目的。就拿工字型鋼截面的抗剪承載力的試驗(yàn)來說，試驗(yàn)的主要目的就是讓學(xué)生審查核對(duì)工字型鋼截面的抗剪承載力的計(jì)算公式及其受剪破壞的整個(gè)過程，掌握機(jī)構(gòu)試驗(yàn)相關(guān)儀器設(shè)備的使用操作。第二，通過對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值仿真分析，對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行分析。第三，運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆治鲕浖谶M(jìn)行試驗(yàn)之前對(duì)相關(guān)數(shù)值進(jìn)行仿真分析。第四，進(jìn)行數(shù)值分析，通過公式計(jì)算出最終結(jié)果。除此之外，構(gòu)建完善的試驗(yàn)信息管理信息平臺(tái)，對(duì)試驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督和控制、教學(xué)資源及過程等實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化管理，并將試驗(yàn)教學(xué)的整個(gè)過程通過網(wǎng)絡(luò)全面展現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)資源共享。

（四）構(gòu)建特色試驗(yàn)教學(xué)模式，培養(yǎng)及發(fā)展學(xué)生試驗(yàn)動(dòng)手能力

所謂創(chuàng)新教育就是培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型人才，以便滿足國家的人才需求，而創(chuàng)新型人才應(yīng)該具備豐富的專業(yè)知識(shí)、實(shí)踐能力，可以有效解決各種復(fù)雜、棘手的工程問題。因此在土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)踐的教學(xué)過程中，首先讓學(xué)生掌握相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備儀器應(yīng)該如何規(guī)范操作，并時(shí)刻觀察并分析試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的不同現(xiàn)象，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生分析能力、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力。其次，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)的重視度，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)與理論知識(shí)教學(xué)是同等重要的，應(yīng)該將兩者放在同等地位上，突顯創(chuàng)新思想。例如在進(jìn)行受彎梁正截面試驗(yàn)時(shí)，在充分了解試驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上對(duì)受彎梁的強(qiáng)度、撓度等進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)而了解其構(gòu)件的受力破壞過程。最后，根據(jù)試驗(yàn)需要羅列出試驗(yàn)所需要的儀器和設(shè)備，進(jìn)而設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，嚴(yán)格按照試驗(yàn)方案的步驟進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析整理，撰寫試驗(yàn)報(bào)告。在試驗(yàn)過程中，各小組成員應(yīng)該具備發(fā)現(xiàn)、分析以及解決問題的各項(xiàng)能力，相互協(xié)作、配合，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)激發(fā)科學(xué)研究的潛力，調(diào)動(dòng)專業(yè)實(shí)踐學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)在結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展過程中產(chǎn)生了重要影響和價(jià)值，并且有著較強(qiáng)的實(shí)踐性，但是受到各種因素的影響，現(xiàn)階段土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)踐課程教學(xué)存在諸多問題和缺陷，導(dǎo)致教學(xué)未達(dá)到預(yù)期效果，其功能也未能得到很好的發(fā)揮。盡管各地方高校對(duì)該課程教學(xué)重視程度提高，軟硬件條件得到了一定改善，但是仍舊需要加強(qiáng)學(xué)生對(duì)該課程重要性的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提升實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的實(shí)踐能力，促進(jìn)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)體系改革，同時(shí)轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，構(gòu)建獨(dú)樹一幟的教學(xué)模式，進(jìn)一步提高學(xué)生實(shí)踐能力及動(dòng)手操作能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，為社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)更多應(yīng)用技術(shù)型人才。

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編輯 張 慧