試驗原理教學(xué)與“教、學(xué)、做合一”的高職試驗教學(xué)模式實踐——以砂的表觀密度試驗為例

王小艷

（陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院道橋工程系，陜西 渭南714000）

土木工程材料試驗與檢測課程中試驗與檢測是教學(xué)的重點，試驗項目多，記憶性知識多，數(shù)據(jù)分析中公式各異容易混淆，因此對試驗教學(xué)進行改革勢在必行。本文結(jié)合本人課堂情況分析學(xué)生在試驗課中存在的問題而總結(jié)出適合高職學(xué)生的試驗原理教學(xué)與“教、學(xué)、做合一”的高職試驗教學(xué)模式。

1 試驗教學(xué)中存在的問題

土木工程材料試驗與檢測接觸的標(biāo)準規(guī)范很多，在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生往往出現(xiàn)如下問題：規(guī)范太多記不住；試驗步驟太長記不?。挥嬎愎綇?fù)雜記不住……

“教、學(xué)、做合一”的教學(xué)模式中融入試驗原理分析是一種對培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、學(xué)習(xí)能力、理論分析能力行之有效的方法。本文以“砂的表觀密度檢測”為例來展示“教、學(xué)、做合一”的教學(xué)模式。

2 試驗原理教學(xué)與“教、學(xué)、做合一”的高職試驗教學(xué)模式

2.1 教學(xué)分析

1.知識點：掌握砂的表觀密度定義；了解砂表觀密度檢測的排水法原理；掌握砂的表觀密度檢測規(guī)范GB/T14685-2011《建設(shè)用砂》；理解砂的表觀密度計算公式；掌握砂的表觀密度檢測試驗數(shù)據(jù)處理過程。

2.技能點：快速獲取試驗規(guī)范中核心信息的閱讀理解能力；準確檢測砂的表觀密度的能力；正確評定試驗檢測結(jié)果的能力。

3.重、難點：砂的表觀密度試驗中為何要將砂在水中浸泡24h；砂的表觀密度計算公式的推導(dǎo)；砂的表觀密度檢測（容量瓶）中砂排開水的質(zhì)量如何確定。

4.學(xué)情分析：高職學(xué)生對感興趣的東西學(xué)習(xí)積極性高，動手能力較強，而對文字的理解能力、對試驗原理的深層剖析、對計算公式的理解能力亟待加強，這恰恰是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識的核心。

2.2 教學(xué)實施

2.2.1 教師教—教試驗原理

教學(xué)中以學(xué)生熟悉的排水法試驗開始，引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計試驗檢測砂的表觀密度，接著指出所設(shè)計試驗中的不足，明確排水法原理在本試驗中的應(yīng)用。

佛山地鐵3號線鎮(zhèn)安站主體圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性分析………………………………………………………… 付葉能（9-8）

首先展示砂的表觀密度檢測的原理-排水法，使學(xué)生熟悉排水法檢測不規(guī)則體積的試驗原理。

其次是講解排水原理在試驗中的運用：第一步讓學(xué)生選擇儀器運用排水原理設(shè)計砂的表觀密度試驗，（學(xué)生會選擇量筒來設(shè)計試驗，根據(jù)裝砂前后的體積差與砂的質(zhì)量來計算表觀密度）；第二步針對學(xué)生所設(shè)計試驗中的不足之處進行分析：如何確保排水體積等于砂的表觀體積（開口孔隙體積與礦物體積之和）；量筒是粗量器，若要提高試驗精度應(yīng)用精量器設(shè)計試驗；目的是通過分析學(xué)生設(shè)計試驗中的不足之處使學(xué)生明確砂的表觀密度檢測試驗中砂需在水中浸泡24h的理由；并提出用精量器容量瓶如何設(shè)計完成砂的表觀密度檢測的任務(wù)。第三步要求學(xué)生選用精量器容量瓶來設(shè)計試驗。

2.2.2 學(xué)生學(xué)—學(xué)規(guī)范

采用任務(wù)表格，鍛煉學(xué)生快速閱讀規(guī)范并獲取核心信息的閱讀理解能力。

在規(guī)定時間內(nèi)，閱讀規(guī)范《建設(shè)用砂》（GB/T 14685-2011)、抓關(guān)鍵詞找到試驗過程中需要稱取的質(zhì)量m0、m2、m1各表示什么質(zhì)量以及何時何狀態(tài)下稱量。

2.2.3 學(xué)生做—做試驗

學(xué)生分組完成試驗，將理論與實踐有機結(jié)合，在動手操作中掌握試驗的檢測的細節(jié)。試驗中的操作細節(jié)：平視液面，擦凈瓶壁水再稱量以及測量水溫等等。

2.2.4 教師教—評結(jié)果

在學(xué)生做完試驗后教師講解砂的表觀密度公式推導(dǎo)過程，有助于理解掌握砂的表觀密度計算公式。

分析一：砂的表觀密度=干砂的質(zhì)量/表觀體積=干砂質(zhì)量/砂排開水的體積=干砂質(zhì)量/(排水質(zhì)量/水的密度)=（干砂質(zhì)量/排水質(zhì)量）×水的密度

在以上的表觀密度計算中干砂質(zhì)量與水的密度較易獲得，而排水質(zhì)量則是計算的難點，重點是分析用試驗中測定的三個質(zhì)量——干砂質(zhì)量（m0）、砂+水+瓶質(zhì)量（m1）、水+瓶質(zhì)量（m2）——如何確定干砂排開水的質(zhì)量。

引導(dǎo)學(xué)生分析二：干砂質(zhì)量（m0）+水+瓶質(zhì)量（m2）-砂+水+瓶質(zhì)量（m1）=排開水的質(zhì)量。

最后將分析二的排水質(zhì)量代入分析一中并考慮溫度修正系數(shù)即得到砂的表觀密度計算公式：

砂的表觀密度=[（m0/(m0+m2-m1）-at)]×水的密度

并以學(xué)生試驗數(shù)據(jù)為例講解數(shù)據(jù)處理過程中的細節(jié)：數(shù)據(jù)應(yīng)該修約至10kg/m3,兩次試驗測定結(jié)果之差大于20 kg/m3應(yīng)重新試驗，砂的表觀密度應(yīng)不小于2500 kg/m3。

2.2.5 學(xué)生學(xué)—思考題

使學(xué)生明確行標(biāo)與國標(biāo)中的區(qū)別與聯(lián)系，強化學(xué)生的規(guī)范意識：不同的行業(yè)有其相應(yīng)的規(guī)范！

課后請查閱以下行業(yè)規(guī)范中砂的表觀密度的檢測方法，對照其與GB/T 14685-2011的不同：

1.JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準》2.JTG E42—2005《公路工程集料試驗規(guī)程》

3 教學(xué)反思

試驗檢測行業(yè)接觸的標(biāo)準規(guī)范很多，要熟練掌握每一個試驗檢測過程，必須掌握正確方法：以“教、學(xué)、做合一”的教學(xué)模式展開教學(xué)效果良好；試驗過程的掌握以及數(shù)據(jù)分析公式的理解必須建立在理解試驗原理的基礎(chǔ)上；學(xué)生抓關(guān)鍵詞學(xué)規(guī)范，從而考察并培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力；學(xué)生分組完成試驗，將理論與實踐有機結(jié)合；評結(jié)果過程首先分析理解計算公式，從而大大降低了計算的難度。實踐證明“教、學(xué)、做合一”的教學(xué)模式中融入試驗原理分析是一種對培養(yǎng)

學(xué)生實踐能力、學(xué)習(xí)能力、理論分析能力行之有效的方法。

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