《建筑結(jié)構(gòu)試驗》實驗教學內(nèi)容的革新①

王建東

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)試驗是土木工程專業(yè)中一門非常重要的實踐性課程，其中開設的實驗內(nèi)容直接關(guān)系到課程的教學質(zhì)量與效果。結(jié)合我校該課程所開設的實驗項目，分析存在的不足，修改和增加部分內(nèi)容，提煉出知識面更廣、專業(yè)層次更深、更接近工程實際的實驗內(nèi)容，讓該專業(yè)方向的學生通過各實驗后，既能鞏固理論知識，增強動手能力，又能掌握該專業(yè)方向較前沿的檢測技術(shù)與方法，從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和解決工程實際問題的能力，為今后走向工作崗位和進一步的深造打下堅實基礎。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)試驗 實驗教學 革新 創(chuàng)新

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（b）-0175-02

當今社會已經(jīng)進入知識經(jīng)濟的時代，知識經(jīng)濟時代對土木工程類專業(yè)人才的需求量在逐年增大。土木工程專業(yè)的實踐教學是高校人才培養(yǎng)過程中的一個非常重要的環(huán)節(jié)，也是教育部《普通高等學校本科教學工作水平評估指標體系》中的一項重要評估指標。高校實驗教學工作水平的高低，能直接體現(xiàn)學校的教學水平、科研水平、管理水平以及學生綜合水平的一個重要標志[1]。此外，實踐性教學也是培養(yǎng)本科生的科學思維、動手操作、解決問題和創(chuàng)新等能力的重要環(huán)節(jié)，其作用和功能是理論教學所無法替代的[2-4]。

建筑工程是土木工程大專業(yè)中最傳統(tǒng)的專業(yè)方向，《建筑結(jié)構(gòu)試驗》又是該專業(yè)方向中的一門專業(yè)基礎課程，是一門重要實踐環(huán)節(jié)課程。該課程涉及理論面廣、實踐性強，其目的是通過學習建筑結(jié)構(gòu)試驗的基本理論、測試技術(shù)與試驗方法，獲取該專業(yè)領域所必需的試驗基本技能，具備解決建筑結(jié)構(gòu)設計和施工中所遇到的比較常規(guī)性的結(jié)構(gòu)試驗和檢驗能力。

1 實驗教學內(nèi)容現(xiàn)狀與不足

1.1 教學內(nèi)容和實驗設備跟不上時代的步伐

傳統(tǒng)的實驗教學一般依附于理論教學，其實驗內(nèi)容各自獨立，缺乏層次性、綜合性和創(chuàng)新性[5-6]。實驗儀器設備也依附于理論基礎，往往由于實驗內(nèi)容做不到與時俱進，而實驗儀器無法得到及時更新和替換，使得學生在高校的實驗教學中學不到先進的試驗方法和設備操作技能，最終導致高校和工程實際的嚴重脫節(jié)。

1.2 實驗涉及內(nèi)容不夠全面

結(jié)合我?！督ㄖY(jié)構(gòu)試驗》課程，該課程是為建筑工程專業(yè)方向而開設的，是一門時數(shù)為16課時，純實驗內(nèi)容的課程。實驗主要以混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)為檢測對象，而目前該課程只涉及動力試驗和現(xiàn)場檢測技術(shù)兩個系列的知識，其實驗內(nèi)容比較傳統(tǒng)，實驗的先進性和工程性相對比較差。

1.3 實驗內(nèi)容先進性不夠

雖然目前該課程開設的實驗已經(jīng)覆蓋了混凝土和鋼結(jié)構(gòu)兩大類，但內(nèi)容是以動力和現(xiàn)場檢測技術(shù)試驗為主。結(jié)合目前工程實際和實驗室現(xiàn)有的實驗條件，我們還可以增加擬靜力試驗和現(xiàn)場無損檢測技術(shù)中較為先進的檢測手段，從專業(yè)深度、先進性和結(jié)合工程實際等方面來開設這些實驗內(nèi)容。這樣既可以鞏固之前所學《結(jié)構(gòu)試驗原理》課程的理論知識，還可以學到目前檢測領域中層次較深的檢測技能與設備使用方法，甚至可以為今后需要繼續(xù)深造的同學開闊眼界，打下扎實的基礎。

2 擬修改的實驗內(nèi)容與方案

結(jié)合結(jié)構(gòu)實驗室中現(xiàn)有的實驗設備資源，在原有實驗基礎上，進過篩選、整合和增加一些新的實驗內(nèi)容，構(gòu)建新的實驗課程體系，該體系主要包括四個系列的實驗內(nèi)容，即基本的靜力試驗系列、結(jié)構(gòu)動力試驗系列、現(xiàn)場檢測技術(shù)系列和遠程（無線）測試系統(tǒng)。

2.1 基本靜力試驗系列

基本的靜力試驗主要分為單調(diào)靜力試驗和擬靜力試驗。單調(diào)靜力加載試驗是工程中最基本、最常見和量最大的試驗。擬靜力試驗又稱低周反復荷載試驗，它是指對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件施加多次往復循環(huán)作用的靜力，使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受到正反兩個方向的重復加載和卸載，用以模擬地震時結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在往復振動中的受力特點和變形特點。由于該試驗較為先進，設備比較復雜，價格也比較昂貴，因此，從某種意義上講，該設備也能體現(xiàn)該專業(yè)領域的科研水平。

2.2 結(jié)構(gòu)動力試驗系列

動力試驗是結(jié)構(gòu)試驗的重要內(nèi)容之一，該試驗是借以觀察和研究結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的基本動力特性，以及在各種環(huán)境下的動態(tài)穩(wěn)定性和耐受能力，是驗證動態(tài)性能和動力分析正確性的重要手段。動力試驗一般分為自由振動法和強迫振動法，是通過振動來測出動力特性和動力反應等內(nèi)容。

2.3 現(xiàn)場檢測技術(shù)系列

現(xiàn)場檢測技術(shù)主要是結(jié)構(gòu)工程實際，為現(xiàn)場混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量評定、混凝土結(jié)構(gòu)功能性評估、砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗以及鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場強度和內(nèi)部缺陷等檢測等提供原始數(shù)據(jù)和信息。該系列內(nèi)容較多，包括混凝土、砌體和鋼結(jié)構(gòu)等檢測內(nèi)容，是最接近工程實際的實驗。

2.4 遠程（無線）測試系列

無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor

Network），是當前在國際上備受關(guān)注的、涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域。目前大量工程與重要建筑物在施工階段和運行時都非常需要此類技術(shù)，它可以通過監(jiān)測到的數(shù)據(jù)來保重施工安全、施工質(zhì)量以及做到實時監(jiān)控的效果，大大節(jié)省了人力資源。

3 調(diào)整后的實驗內(nèi)容

結(jié)構(gòu)試驗新體系的內(nèi)容受到學院、學校的關(guān)注和支持，學校已經(jīng)將此內(nèi)容作為一項校改項目來實施，學院也為此購買了無線檢測設備，為無線檢測實驗的開設提供了設備保障，調(diào)整后的實驗將在本學期的《建筑結(jié)構(gòu)試驗》課程中進行首開。

結(jié)合上述四個系列內(nèi)容，為使我校建筑工程方向的同學既有扎實過硬知識，又能獲得相關(guān)的動手能力、創(chuàng)新能力和工程應用能力，我們將實驗內(nèi)容進行了規(guī)劃。具體表現(xiàn)在：（1）保留原有的動力實驗和現(xiàn)場檢測的項目，增加混凝土裂縫觀測等內(nèi)容；（2）增加擬靜力試驗和無線監(jiān)測試驗的內(nèi)容。調(diào)整后的具體實驗內(nèi)容（初定）見表1。

4 結(jié)語

通過實驗內(nèi)容的整合和重新規(guī)劃，新的實驗內(nèi)容更加全面，更加結(jié)合工程實際。我們的學生通過實驗后，能將學到理論知識真正的理解和融會貫通，還可以學到更深的試驗技能，培養(yǎng)他們的發(fā)現(xiàn)新問題，掌握分析問題、獨立解決問題和創(chuàng)新研究的能力。同時，隨著建筑工程的本科生數(shù)量的不斷擴充，對《建筑結(jié)構(gòu)試驗》實驗教學內(nèi)容的革新后，學校將更有利于提高實驗室開放率，實驗儀器設備的使用率，使實驗室資源得到了充分利用。

參考文獻

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