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【摘要】材料實驗教學在土木工程專業教學中起到了培養實踐操作技能的重要作用，根據新課改要求對材料實驗教學進行改革是提升學生專業技能的基本要求。本文分析了改革材料實驗課程教學的方法，包括改革課程教學模式，調動參與實驗的積極性；改革實驗教學設計，提升探索能力；改革教學體系，提高實驗室的開放程度。

【關鍵詞】材料實驗；土木工程；教學；改革

土木工程材料屬于土建類專業的基礎課程，該課程的教學內容具有概述性的特點，計算與理論推導方面的教學內容相對較少，但課程的實踐性較強[1]。為了能夠讓學生牢固掌握概述性工程材料知識，包括防水材料、金屬材料、砂漿材料及膠凝材料等的專業術語、基本概念等，則需要應用實驗課程對理論性教學內容進行補充。

一、改革課程教學模式，調動參與實驗的積極性

目前多采用灌輸式的教學模式進行實驗教學，灌輸式的教學模式耗時較長，且難以在教學中充分考慮到學生的實際學習需求，因此可嚴重影響學生參與實驗教學的積極性。對此，可以采用塔式課程教學模式對傳統灌輸式模式進行改革，讓學生在基礎設計、對比分析及后期處理教學環節中逐步了解材料實驗內容、掌握實驗方法及鞏固實驗課程中學習到的工程材料知識。在實驗課程的基礎設計環節，應先對學生進行分組，并要求各小組根據實驗項目設計實驗方案，在實驗前需要求學生上交設計方案，待教師審批后才能讓學生進行實驗。讓學生自主設計材料實驗，可以將被動實驗變為主動實驗，這對于實驗教學參與度的提升有重要意義[2]。在實驗教學的對比分析環節，教師可要求學生對相同批次的材料實驗現象與結果進行對比分析，以了解實驗結果不一致的原因，從而有效提升學生對于實驗過程的分析能力與解決實驗難題的能力。在實驗課程的后期處理環節，教師需要及時公布實驗設計方案及實驗結果，并要求學生總結實驗成果與改進不足。例如，在對膠凝材料基本性質進行教學時，教師可以先準備好標號不同的水泥，并指導學生設計實驗方案，隨后讓學生嚴格按照實驗指導說明及方案完成相關實驗，包括膠砂強度、安定性、凝結時間、用水量及細度實驗等。在完成實驗后，引導學生結合理論知識與實驗記錄對膠凝材料特性進行分析，并指導學生總結實驗結果，以持續提升科研能力。

二、改革實驗教學設計，提升探索能力

單項實驗教學設計不利于優化課程中的材料實驗性質，造成實驗性質以驗證性材料實驗為主，研究性材料實驗及綜合類材料實驗較少。對此，要注意積極改革實驗教學的設計形式，應用多方案設計形式實驗取代單一方案設計形式實驗，以便讓學生在課程教學中有效提升探索能力。例如，在進行鋼筋實驗時，可以采用以下方法對教學設計進行優化。拉伸實驗屬于鋼筋材料檢測中的重要實驗，進行拉伸實驗后可以了解鋼筋的伸長率、抗拉強度及屈服強度指標，在應用傳統教學設計開展實驗時僅需要采用一種鋼筋，這就會導致實驗過程缺乏一定的比對性，也難以讓學生通過實驗了解塑性鋼筋、冷軋鋼筋、冷拔鋼絲及高強鋼絲之間的性質差異。對此，教師可以采用八種不同的鋼筋讓學生同時開展實驗，對不同種類鋼筋的伸長率、抗拉強度及屈服強度指標進行分析，以便可以全面了解不同鋼筋塑性性質及應用范圍等[3]。再如，可以采用礦物組成實驗、摻量實驗、養護條件實驗、水泥細度實驗等方法檢測水泥實際強度。此外，在改革實驗教學設計的過程中，應注意明確實驗方向，以便可以通過采用具有系統化特征的實驗教學設計全面分析材料性質的影響因素。例如，在對混凝土的性質實驗進行教學時，可以同時制定以下實驗教學設計，包括粉煤灰的活性與激發劑的關系，水泥性質及養護溫度的關系，水泥性質與早強劑、緩凝劑之間的關系等，并在實驗中選擇多種早強劑或緩凝劑，如硝酸銨、三乙醇胺、硫酸鈉、水楊酸、檸檬酸及酒石酸等。

三、改革教學體系，提高實驗室的開放程度

由于實驗課程針對了多種專業，不同的專業對于實驗課程有不同的要求，在實驗課時相對有限的情況下，應注意根據專業教學特點對實驗課程的教學體系進行改革，以便可以使實驗課程中的教學內容得以優化，從而確保不同專業的學生能夠在實驗中最大限度地提升相關知識的掌握程度。例如，可以在教學中將混凝土強度實驗、和易性實驗與砂石實驗結合在一起，同時增加配合比方面的內容，以保證在改革實驗體系后，學生能夠在課堂中進行具有設計性、綜合性的實驗。再如，針對工程管理類專業，可在瀝青軟化點、延度及針入度實驗中增加混合料性質檢測實驗內容，包括車轍實驗、馬歇爾實驗、物理指標的測定實驗及材料制備實驗等。對于城市規劃及建筑學等相關專業，可在墻體材料強度等級、抗壓強度、抗折強度實驗的基礎上增設陶瓷磚容重試驗、表觀密度實驗、顯氣孔率實驗、吸水率及外觀質量實驗[4]。此外，在對實驗教學進行改革的過程中應注重提高實驗室的開放程度，以便讓學生能夠充分利用課余時間或自主安排時間完成實驗。例如，在進行周期較長、涉及環節較多的混凝土強度、性質實驗時，可以增加實驗室的開放次數、延長開放時間，讓學生自主完成實驗。

結束語

綜上所述，在實驗課程中培養實驗操作技能、了解儀器設備使用方法及提升質量驗證能力是重要的教學目標。為了能夠實現教學目標，并保證實驗課程的教學質量符合素質教育要求，則應注意了解目前實驗教學中存在的問題，并根據課程教學中的不足之處應用具有針對性的改革方法，以期全面改善材料實驗的教學效果。

參考文獻：

[1]姚俊,程華,應衛勇.Internet環境下符合工程理念的在線工程實驗設計及實現[J].實驗室研究與探索,2015,34(2):171-176.

[2]竇德宇,柳春燕,楊麗芬,方向.利用公共實驗平臺開設《生物分離工程》選修課的實驗教學研究[J].科技信息,2014(11):73.

[3]韓延成,杜艷青.基于課堂、實驗、科研項目、真實工程的多元水力學實踐教學模式研[J].課程教育研究,2013(21):164-165.

[4]楊永良,李增華,侯世松,左樹勛.構建安全科學與工程實驗教學平臺的探索與實踐[J].實驗室科學,2013,16(1):153-155.

作者：羅少云