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摘要:實(shí)驗(yàn)教學(xué)是土木工程專業(yè)教育的重要組成部分，本文分析了當(dāng)前土木工程實(shí)驗(yàn)教育存在的問題，以培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為目標(biāo)，以提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次為出發(fā)點(diǎn)，提出豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，改進(jìn)教學(xué)手段，建設(shè)開放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)三個(gè)教改思路，以期達(dá)到理想的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:土木工程;實(shí)驗(yàn)教學(xué);實(shí)驗(yàn)室管理;實(shí)驗(yàn)室開放

土木工程是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是土木工程教學(xué)過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過教師指導(dǎo)學(xué)生操作，不斷發(fā)現(xiàn)并解決問題，加深學(xué)生對(duì)專業(yè)理論的理解，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科研開發(fā)能力有著專業(yè)理論教學(xué)無法替代的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，學(xué)科之間相互滲透，工程技術(shù)日益系統(tǒng)化及復(fù)雜化，當(dāng)今土木工程中任何結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新都必須通過實(shí)驗(yàn)手段來證明［1］。要培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代需求的創(chuàng)新型土木工程專業(yè)人才，對(duì)土木工程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了越來越高的要求。我校的土木工程專業(yè)自2006年本科招生以來，本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)主要是為建筑材料、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程結(jié)構(gòu)等課程開設(shè)實(shí)驗(yàn)，其主要是基礎(chǔ)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，受場(chǎng)地等因素的限制，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較單一、更新速度較慢，要培養(yǎng)優(yōu)秀的綜合型人才，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)升級(jí)刻不容緩。

1豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)

目前我校開設(shè)的建筑材料實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要為砂石、水泥、砂漿和混凝土這些傳統(tǒng)材料的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，而建筑材料屬于豐富多彩、飛速發(fā)展的領(lǐng)域，隨著建筑科學(xué)的發(fā)展，各種新材料、新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)在一些重點(diǎn)工程和大型工程中，對(duì)建筑材料試驗(yàn)提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)［2］。教師可在理論課上對(duì)工程中運(yùn)用到的新型裝飾材料、高性能混凝土、新型防水材料等進(jìn)行介紹，再在實(shí)驗(yàn)課程中開設(shè)新材料測(cè)試、檢測(cè)實(shí)驗(yàn)等，使學(xué)生更能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)的目的是幫助學(xué)生運(yùn)用本學(xué)科知識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)手段測(cè)試結(jié)構(gòu)變形、承載力等各方面的參數(shù)，從而對(duì)結(jié)構(gòu)的工作性能做出評(píng)估，目前開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要是混凝土標(biāo)準(zhǔn)試塊、混凝土梁的制作和承載力實(shí)驗(yàn)，不足之處是實(shí)驗(yàn)對(duì)象比較簡單，缺乏結(jié)構(gòu)體系的宏觀性，因此可在此基礎(chǔ)上增加結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)課程由驗(yàn)證型向綜合設(shè)計(jì)型轉(zhuǎn)變，也可為每年度的結(jié)構(gòu)模型比賽選拔優(yōu)秀人才。新增加的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)有充足的實(shí)驗(yàn)課時(shí)保障，如有條件還可對(duì)社會(huì)機(jī)構(gòu)開放新材料檢測(cè)、無損檢測(cè)等服務(wù)，讓實(shí)驗(yàn)課中表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生參與其中，更好地培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任心和社會(huì)實(shí)踐能力。

2改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過程，一般是由教師在課堂上對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行講解，然后操作演示實(shí)驗(yàn)過程，由于課時(shí)有限、場(chǎng)地狹窄，很多學(xué)生在一次講解中無法掌握實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)甚至由于看不到教師演示而放棄參與實(shí)驗(yàn)操作。為使學(xué)生在上課之前充分了解實(shí)驗(yàn)的全過程，可采納翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法，翻轉(zhuǎn)課堂的概念由美國教師JonBergmann和AaronSams在2007年提出［3－5］，在歐美的大學(xué)教育中比較流行，目前也逐漸成為我國大學(xué)教育中熱門的教改手段。將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可提前將實(shí)驗(yàn)過程做好錄像放在網(wǎng)絡(luò)課堂上，讓學(xué)生利用課余時(shí)間先自主學(xué)習(xí)，做到課前了然于心，課堂上教師再對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵細(xì)節(jié)進(jìn)行講解，從而提高實(shí)驗(yàn)課上的參與程度，它是一種先學(xué)后教的形式，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的主角，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2.1實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)

教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分成必做和選做兩個(gè)專題，必做專題為教學(xué)大綱規(guī)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，此部分實(shí)驗(yàn)主要是使學(xué)生掌握基本的儀器使用技巧，加深對(duì)課堂理論的理解。教師制作的教學(xué)視頻應(yīng)包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)應(yīng)用的理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作和數(shù)據(jù)記錄及處理等內(nèi)容，盡量讓大部分學(xué)生看完視頻后可獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn);選做專題為擴(kuò)展項(xiàng)目，可根據(jù)學(xué)生興趣設(shè)置工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)和研究性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這部分實(shí)驗(yàn)面向?qū)I(yè)基礎(chǔ)好并有探索精神的學(xué)生，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目和教師的科研課題，教學(xué)資源注重講解常用工程試驗(yàn)中儀器的操作，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理。

2.2課前學(xué)習(xí)和課堂組織

教師制定課前學(xué)習(xí)任務(wù)單，規(guī)定課前必須完成的學(xué)習(xí)內(nèi)容和可選擇完成的學(xué)習(xí)內(nèi)容，準(zhǔn)備與課程內(nèi)容相關(guān)的問題，并在此基礎(chǔ)上建立問題庫，學(xué)生在此提交課前學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的問題、想法，教師根據(jù)這些問題了解學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)及薄弱環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)出適合知識(shí)深化和強(qiáng)化的研討主題，以便在實(shí)驗(yàn)課堂上討論、交流。學(xué)生看完視頻后，教師在課堂上對(duì)本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行深入講解及答疑解惑，并組織學(xué)生分組討論、自主操作，形成以學(xué)生為主、教師為輔的實(shí)驗(yàn)氛圍，教師分析糾正學(xué)生錯(cuò)誤的操作方式，引導(dǎo)其形成良好的實(shí)驗(yàn)思維與習(xí)慣。

2.3總結(jié)與反饋

當(dāng)課堂實(shí)驗(yàn)完成后，鼓勵(lì)學(xué)生通過ppt、論文等形式分享自己的實(shí)驗(yàn)心得，同時(shí)也注意引導(dǎo)他們通過基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)發(fā)展對(duì)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的興趣。此外，以健全的校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為依托，開展土木工程學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)討論，同學(xué)之間、學(xué)生與教師之間都可通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的問題提出自己的觀點(diǎn)和看法，從而依靠健全的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備最大程度挖掘?qū)W生的潛力［6］。

3建設(shè)開放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是在滿足基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，將實(shí)驗(yàn)室定期或不定期對(duì)學(xué)生開放，根據(jù)一些高校開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室可按照三個(gè)層次來開放:基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)型、科研助手型和自主創(chuàng)新型［7］。受實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和設(shè)備數(shù)量的限制，有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi)只有部分學(xué)生能全程參與并完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的開放，可讓更多有興趣的學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。科研助手型實(shí)驗(yàn)主要是讓本科生參與到教師的科研項(xiàng)目中來，一方面可緩解教師在科研實(shí)驗(yàn)中面臨的人力壓力;另一方面學(xué)生在教師的引導(dǎo)下參與到研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中來，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程并用專業(yè)知識(shí)分析和解決問題，這也是學(xué)生能獨(dú)立自主完成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)之前的良性過渡。自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)可由教師擬定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也可由學(xué)生自行制定，為大學(xué)生創(chuàng)新課題提供研究平臺(tái)，實(shí)踐表明［7］，自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)開放過程中，學(xué)生可受到全程科研訓(xùn)練，提高了其對(duì)知識(shí)的活學(xué)活用能力，能在很大程度上實(shí)現(xiàn)自我綜合素質(zhì)的提高。

4結(jié)語

地方高校土木工程實(shí)驗(yàn)室的改革和開放，可給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)輕松自主的學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，提高實(shí)驗(yàn)室利用效率，從而擴(kuò)大科研效益和社會(huì)效益。而改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，本文中提到的一些改革手段對(duì)于土木教學(xué)配置較薄弱的院校來說需要一定的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)，因此，應(yīng)結(jié)合土木專業(yè)學(xué)科特點(diǎn)，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行機(jī)制和管理模式等，充分利用現(xiàn)有資源，邊改革邊探索，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教育效益最大化，促進(jìn)學(xué)生的進(jìn)步和學(xué)科的發(fā)展。

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作者:彭貝 楊敬林 單位:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院