《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考與改革實(shí)踐＊

楊 楓,羅才松

(1.福建工程學(xué)院土木系,福建福州350007;2.福建省土木工程綜合實(shí)踐示范中心,福建福州350007)

《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考與改革實(shí)踐＊

楊 楓1,羅才松2

(1.福建工程學(xué)院土木系,福建福州350007;2.福建省土木工程綜合實(shí)踐示范中心,福建福州350007)

介紹了《土木工程材料》課程的主要內(nèi)容和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,指出了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題,提出了對實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的具體方法和措施,結(jié)合老師的相關(guān)科研課題以及校辦企業(yè)提供的實(shí)際工程資料,開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性,提高了教學(xué)質(zhì)量,取得了較好的教學(xué)效果。

土木工程材料;實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革;設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

土木工程材料為土木工程、交通工程、勘察工程、工程管理、建筑學(xué)、建筑設(shè)計(jì)等土木與建筑類本專科生開設(shè)的必修課和學(xué)位課,在教學(xué)中占有極其重要的地位。土木工程材料在當(dāng)代土木工程科學(xué)研究中占有重要的地位,是土木工程科學(xué)的重要組成部分。通過課程的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)和了解現(xiàn)代土木工程科學(xué)研究領(lǐng)域與實(shí)際工程中,常用的建筑材料成分分析和各種材料配制成試件后的基本物理性能,構(gòu)建起完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系,獲得獨(dú)立開展科學(xué)研究與實(shí)際工程設(shè)計(jì)中所必備的土木工程材料實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)方法方面的訓(xùn)練。

該課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和分析問題能力為目的的專業(yè)基礎(chǔ)課,其中實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)占全部課時(shí)的近二分之一,所以,實(shí)驗(yàn)教學(xué)在該課程中占有十分重要的作用。過去教學(xué)計(jì)劃中按土木工程材料中不同的的材料分別設(shè)置的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,學(xué)生受到的只是單個(gè)基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,不利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和解決實(shí)際問題的能力;為此我們進(jìn)行了土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程的改革與探索。

一、土木工程材料實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容

土木工程材料,無外乎現(xiàn)在建筑工地上能夠看得見模得著的建筑材料,按大類分主要包括:混凝土材料,磚砌體材料、木材、瀝青、瀝青混合料以及鋼材等。我校開設(shè)的土木工程材料實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有:普通混凝土試驗(yàn)(混凝土用骨料試驗(yàn)、配合比、稠度、強(qiáng)度)、水泥試驗(yàn)(水泥細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度)、建筑砂漿試驗(yàn)(稠度、分層度、強(qiáng)度)、石油瀝青試驗(yàn)(針入度、延度、軟化點(diǎn))、瀝青混合料試驗(yàn)(表觀密度、馬歇爾穩(wěn)定度、車轍試驗(yàn)),以及鋼材物理性能等試驗(yàn)。重點(diǎn)講授土木工程材料有關(guān)的理論原理、制樣方法、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果分析處理等方面的知識(shí),并安排適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)課時(shí),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際的動(dòng)手能力,以期使學(xué)生打下一定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和解決實(shí)際工程問題的能力。

二、土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題

國內(nèi)傳統(tǒng)的土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論課程,隨理論課程設(shè)課,分屬不同的教研室,教學(xué)要求重在通過實(shí)驗(yàn)加深對理論知識(shí)的理解和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。具體說來,存在以下狀況:

(1)理論教學(xué)為主,實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔,經(jīng)常把實(shí)驗(yàn)一帶而過。沒有把理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合起來,讓學(xué)生以純粹的理論理解,只在腦子中有個(gè)抽象的概念,一旦學(xué)生接觸實(shí)際,根本就結(jié)合不起來。

(2)教學(xué)條件的限制,實(shí)際操作機(jī)會(huì)很少,只能看實(shí)驗(yàn)教師演示。一般都是大班上課,土木工程材料實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)儀器有限,比如馬歇爾實(shí)驗(yàn),難以配備很多,學(xué)生只能看演示,容易眼高手低,更有甚者,有些學(xué)生思想不夠重視,根本沒聽教師講解,最后什么都沒學(xué)到,草草應(yīng)付過關(guān)。

(3)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)配合不夠,沒有形成系統(tǒng)化。理論教師只講理論,實(shí)驗(yàn)教師只講實(shí)驗(yàn),沒有課程進(jìn)度上的配合,理論課有時(shí)進(jìn)行完較長時(shí)間才開設(shè)實(shí)驗(yàn),這樣很大程度上削弱了學(xué)生對理論知識(shí)的理解,對實(shí)驗(yàn)機(jī)理的理解也欠佳。

(4)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康男圆粔驈?qiáng),經(jīng)常是準(zhǔn)備不夠充分。在做實(shí)驗(yàn)前,學(xué)生不清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)參數(shù)用途,往往是機(jī)械的搬用書上的過程和步驟,把整個(gè)過程機(jī)械的完成就結(jié)束,對實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)過程沒有很好的認(rèn)識(shí)。

(5)學(xué)生接觸工程實(shí)例的機(jī)會(huì)較少,沒有培養(yǎng)出責(zé)任心和使命感,以致不能很好的適應(yīng)實(shí)際工作。

(6)在學(xué)校教學(xué)目的上存在不足,實(shí)驗(yàn)不僅僅是培養(yǎng)熟練的技能,而是培養(yǎng)工作和科研的能力。

(7)缺乏創(chuàng)新。傳統(tǒng)的土木工程材料實(shí)驗(yàn)教授的方式總是以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主,按照固定的套路進(jìn)行,缺乏對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),使學(xué)生技術(shù)化,而不是科研型。

(8)師資力量存在不足。不少高校把實(shí)驗(yàn)教學(xué)不放在教學(xué)計(jì)劃的主要部分,僅僅把實(shí)驗(yàn)作為附屬,容易導(dǎo)致在師資力量的配備上不夠重視,導(dǎo)致在教學(xué)上出現(xiàn)漏洞。

三、我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的措施

現(xiàn)代大學(xué)教育理念即“以人為本,注重學(xué)術(shù),服務(wù)社會(huì),改革創(chuàng)新,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才”,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、建設(shè),是當(dāng)前高校教育改革關(guān)注的重點(diǎn)和關(guān)鍵。

(一)實(shí)驗(yàn)和科研相結(jié)合

我校是一個(gè)新升本科院校,升本之初,我校的科研工作還相對比較薄弱,學(xué)校抓住升本這個(gè)機(jī)會(huì),大力引進(jìn)高素質(zhì)人才,隨著大量博士、碩士、教授、副教授的引進(jìn),學(xué)校的科研工作也得到大大改善。相比于研究性大學(xué),其科研環(huán)境與科研經(jīng)費(fèi),我校的差距還很大,但這不能成為教師不搞科研的理由。鑒于學(xué)生對科研實(shí)驗(yàn)則充滿了迷惑與向往,希望有機(jī)會(huì)親身體驗(yàn)一下科研的東西。為此,在相關(guān)老師要進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)之前,將信息告知學(xué)生,讓感興趣的學(xué)生通過寫申請報(bào)告,科研老師通過審查,從中選出部分優(yōu)秀學(xué)生參與科研實(shí)驗(yàn)的全部過程與部分過程。這樣既滿足了學(xué)生的好奇心理,又讓他們在本科階段就體驗(yàn)到了科研實(shí)驗(yàn),為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)深造打下了堅(jiān)持的基礎(chǔ),同時(shí)也解決了我?？蒲袑?shí)驗(yàn)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)人員缺少的問題,達(dá)到雙贏的效果。

(二)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)例相結(jié)合

我校土木工程專業(yè)辦學(xué)歷史悠久,與之相關(guān)的校辦企業(yè)有建筑勘察設(shè)計(jì)院、建設(shè)工程監(jiān)理咨詢公司、巖土工程研究所,以及建筑工程檢測公司,校辦企業(yè)幾乎涵蓋了土木工程類的所有專業(yè)方向,這為我校學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸實(shí)際工程項(xiàng)目提供的有利的條件。通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,校辦企業(yè)為學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供各種便利,在某一學(xué)期要進(jìn)行相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前,實(shí)驗(yàn)教師在學(xué)期之前將實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃送交相關(guān)校辦企業(yè),讓校辦企業(yè)了解學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)度與安排。校辦企業(yè)結(jié)合實(shí)際工程的進(jìn)展與學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要,讓學(xué)生深入工地獲取第一手現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在工程安全的范圍以內(nèi)讓學(xué)生親自動(dòng)手提取樣品并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。同時(shí),企業(yè)工程師結(jié)合工程實(shí)際為提出對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果意見,供學(xué)生參考。

(三)加快實(shí)驗(yàn)室建設(shè)步伐,建立開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在本校進(jìn)行的教學(xué)改革中,學(xué)校對實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入的大量資金。2005年至2007年在土木工程實(shí)踐中心二期建設(shè)中共投入資金二百六十萬元購置儀器設(shè)備,這極大改善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的硬件設(shè)施條件,除完善了常規(guī)建筑工程材料試驗(yàn)外還增加了交通道路建材試驗(yàn)。

2007年,土木工程系實(shí)驗(yàn)中心以申報(bào)省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中線為契機(jī),對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一次大的改革。將所有實(shí)驗(yàn)室改革成開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),建立專門的實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站,將教學(xué)資料共享化。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)之前必須進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約,預(yù)約通過的方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對實(shí)驗(yàn)步驟與使用頻率高的儀器的操作使用方法錄制成錄像或制作成動(dòng)畫,上傳實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站上,供學(xué)生學(xué)習(xí)。在學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的預(yù)約時(shí),通過提問的方式考核學(xué)生對相關(guān)儀器的操作使用熟練程度,考核不合格者不可預(yù)約該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。同時(shí),在網(wǎng)站上建立學(xué)生與教師的交流區(qū),供學(xué)生與教師討論實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的各種問題,為學(xué)生解答疑問。

(四)注重師資力量的培訓(xùn)和考核

對實(shí)驗(yàn)教師的實(shí)驗(yàn)技能和對各種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行定期培訓(xùn)。隨著時(shí)代發(fā)展,土木工程材料實(shí)驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)也是在不斷更新中,各種新的儀器設(shè)備的發(fā)明出產(chǎn)和各種先進(jìn)的教學(xué)方法的誕生,都對實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師提出了嚴(yán)格要求,因此,學(xué)校要定期組織實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)或外出學(xué)習(xí),提高實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y力量的素質(zhì)。同時(shí),對實(shí)驗(yàn)教師的實(shí)驗(yàn)技能和對理論的理解能力進(jìn)行考核,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,對那些不合要求的教師,要督促其去參加培訓(xùn)或加強(qiáng)學(xué)習(xí),然后進(jìn)行考核,合格方可上崗。目前,我系實(shí)驗(yàn)中心所有老師通過培訓(xùn)都取得了相關(guān)建筑、交通行業(yè)的工程試驗(yàn)檢測證書,為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開展提供了有力的保障。同時(shí),隨著學(xué)?？蒲泄ぷ鞯闹鸩介_展,研究性實(shí)驗(yàn)對教師素質(zhì)的要求也進(jìn)一步提高,為此,學(xué)校在人才的引進(jìn)方面對實(shí)驗(yàn)教學(xué)也逐步的開始重視,引進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教師均須相關(guān)專業(yè)碩士研究生以上學(xué)歷。

四、教學(xué)改革效果與總結(jié)

土木工程材料是一門前后章節(jié)聯(lián)系相對獨(dú)立的課程,學(xué)生學(xué)習(xí)感覺比較枯燥,所以以往學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高,教學(xué)的效果不是很明顯。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教師科研課題以及實(shí)際工程結(jié)合,開設(shè)設(shè)計(jì)性、研究性、創(chuàng)新性的“三性”實(shí)驗(yàn)后,我們發(fā)現(xiàn),“三性”實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、探索以及靈活應(yīng)用知識(shí)的能力,對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情及創(chuàng)新能力、對培養(yǎng)學(xué)生掌握解決分析問題的方法以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神,都具有獨(dú)特的作用與明顯的效果。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn),對從事科學(xué)研究工作的方法有了最基本的了解和體驗(yàn),對他們今后的工作將是一筆寶貴的財(cái)富。

通過教學(xué)改革,促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教師教學(xué)觀念的改變,不再是傳統(tǒng)的機(jī)械套路式教學(xué),而是充分體現(xiàn)以學(xué)生的發(fā)展為中心,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新積極性為目的,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,由于教學(xué)觀念的改變,促進(jìn)了整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)風(fēng)的轉(zhuǎn)變。

教學(xué)方法的改革,讓學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)際操作技能有了更深刻的理解,將二者有機(jī)的結(jié)合起來,提高了學(xué)習(xí)效率,增加了對知識(shí)的綜合和運(yùn)用能力。

[1]陳雅福.建筑材料[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2001.

[2]劉淑梅,呂平.土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與效果分析[J].青島建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2002,23(1):16-18.

[3]衛(wèi)紹元,王彤.工科院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2006,12(6):5-6.

[4]陳聯(lián)盟.土木工程學(xué)科實(shí)驗(yàn)室開放研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2007,12(6):116-118.

[5]郭蓉,趙少偉,周明杰,等.提高土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教學(xué)水平的思考[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2007,6(3):31-32.

2010-07-06

楊楓(1973-),男,福建寧德人,講師。