土木工程材料教學革新

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1當前土木工程材料實驗教學的現狀

1.1材料種類繁多，學時有限，實驗內容有待精選

土木工程材料種類繁多，包含了建設過程中涉及的各種材料，理論課中講授的材料包括金屬材料、非金屬材料、高分子材料以及復合材料等多種材料，每種材料又有多種不同的性能測試．內容龐雜而散亂，另一方面，為適應素質教育的需要，土木工程專業(yè)課程學時一再壓縮，我校土木工程材料課程學時壓縮為32學時，其中實驗學時僅為8學時，顯然不能滿足所有材料實驗的要求。即便是常規(guī)的材料實驗也不能滿足要求。

1.2實驗教學結構穩(wěn)定但內容陳舊

水泥、混凝土依然是當今建筑界最主要的建筑材料，而且在將來的相當長的時間里仍然是如此。故土木工程材料實驗教學結構穩(wěn)定，但內容卻較為陳舊，致使教學實驗與時代脫節(jié)，在一定程度上影響了學生的學習興趣。因此，在掌握土木工程材料的基礎性能實驗外，可適當添加相關新材料、新理念、新技術的實驗。例如目前人們普遍關心的混凝土耐久性問題，添加劑對混凝土性質的影響，以及建筑材料生產應用帶來的生態(tài)問題等，可以考慮設計相當的綜合性實驗內容，加入到已有的實驗教學中，使土木工程材料實驗教學內容與時俱進。

1.3驗證性實驗與綜合設計性實驗比例失調

傳統的實驗教學內容以驗證性實驗為主，使學生通過動手實踐。熟悉儀器操作，了解規(guī)范的實驗步驟，是學生對材料獲取感性認識的重要途徑。同時也是綜合設計性實驗的基礎，但是這類實驗主要是驗證理論的正確性或達到理論的再現性。學生多半是根據規(guī)范按部就班完成實驗，缺乏創(chuàng)新和綜合。為了達到增強學生自主創(chuàng)新的教學目的。部分院校進行了實驗教學的改革。取消驗證性實驗的教學，直接采用綜合設計性實驗的方式。由于缺少基本訓練和實踐依托，效果并不理想。因而如何調整驗證性實驗和綜合設計性比例，使學生既能得到足夠的實驗技能和規(guī)范的訓練，又能從驗證性實驗中獲得靈感和啟發(fā)，有創(chuàng)意的完成綜合設計性實驗任務，是土木工程材料實驗教學改革應當思索的重要問題。

2土木工程材料實驗教學改革措施

針對土木工程材料實驗教學的現狀，筆者根據多年教學實踐，提出了土木工程材料實驗教學改革的幾點具體措施。

2.1優(yōu)化土木工程材料實驗教學過程

土木工程材料課是一門實用性很強的專業(yè)課，只有通過相當強度的實驗才能使學生對土木工程材料有一個感性的認識，并對其相關規(guī)范、檢驗方法和評價標準有初步的了解和掌握。因而，為達到此教學目的，可從以下幾個方面入手對土木工程材料實驗教學過程進行優(yōu)化，以提高教學效果。

2.1.1重視實驗預習

為了使學生在上課之前了解并掌握實驗的全過程，避免在親自操作過程中出現手忙腳亂，不按操作規(guī)程去做等現象，可根據教學大綱要求的實驗項目，制定一套土木工程材料實驗指導書。在實驗前，讓學生在預習實驗指導書的基礎上，給同學們放錄像再進一步預習，實驗課上教師再做重點講解。這樣通過文字和影像相結合的方法使學生進一步掌握實驗方法和實驗步驟，為動手實驗打下基礎。同時，通過看錄像，直觀、形象的了解實驗的全過程。

2.1.2改平行實驗組為交叉實驗組

受實驗儀器設備、教學時間等條件限制，土木工程材料實驗都是分組進行，即4~6名同學為一組，共同完成實驗項目。且為了保證實驗結果的精確度，實驗要求每個實驗需做2個平行組。根據這種分組實驗教學模式嚴重影響著實驗進度和實驗效果。一方面，由于小組人員多，動手能力差的學生不敢動手，擔心自己操作不正確；依賴性強的學生不愿動手，只是在旁觀看。每組真正動手做實驗的一直都是那么幾個人，很多同學失去動手鍛煉的機會。一方面，大家同時完成所有實驗項目所需的學時太長。針對此類問題，可將平行實驗組改為交叉實驗組，即依然保持4~6名同學為一大組，使用相同的實驗材料。每一大組再分為2小組，每一小組單獨進行實驗。由于每一小組只有2~3人，所以可以很好地解決學生獨立實驗的問題。而實驗完畢，兩個小組的實驗數據共享，也可以解決實驗精度的問題。

2.1.3加強實驗課后的鞏固

按傳統的實驗教學模式，實驗課一結束，實驗教學任務也就完成。這樣教學模式的直接后果就是使學生過早遺忘所學知識。為了進一步鞏固學生所學知識，可盡量創(chuàng)造條件讓學生參與一些實驗室創(chuàng)新項目或教師工程實驗任務，使他們能夠熟悉工程實驗的全過程。學校還可以與當地工程單位實驗室聯系，實驗課結束后，讓學生與他們共建，既可以讓學生幫他們做一些力所能及的事情，又可以鍛煉學生的實驗技能。

2.2合理配置與優(yōu)化實驗教學資源

實驗室是高校人材培養(yǎng)的重要基地，也是培養(yǎng)教師掌握新知識、新技術，提高實驗技能的場所。為了有利于學生素質教育的提高，充分調動學生的積極性，為學生順利融入社會創(chuàng)造必要的條件，應對實驗室教學資源進行合理配置與優(yōu)化：（1）優(yōu)化實驗室教學環(huán)境，為合理開設土木工程材料實驗課提供基礎保證；（2）發(fā)揮實驗室的規(guī)模效應，構建跨學科、跨專業(yè)的實驗中心，實現資源共享，充分利用實驗室直接的、有效的資源，積極發(fā)揮其功能；（3）在經費投入不足的情況下，做到修舊利廢，對于損壞的儀器設備，管理人員親自動手維修，并經常對儀器進行檢查和測試，做好使用、檢查和維修紀錄，對于落后的實驗設備進行更新；（4）充分利用學院網絡、電氣化教學資源，建立土木工程材料實驗課課件，使教學手段變得豐富多樣；（5）開放實驗室充分利用實驗室資源。

2.3開放實驗室，增設探索性綜合實驗內容

傳統的土木工程材料實驗課絕大部分都為驗證性實驗。一般模式為：教師先介紹實驗原理、目的、儀器設備、注意事項等，學生再按教師或教材所講的步驟重復實驗，讀取數據，驗證規(guī)律、公式或性質。這種教學模式實質上是以教師為中心。學生處于一種被動從屬的地位，缺乏實驗主動性和興趣性；以驗證理論為目的，實驗內容單一，實驗數據量少。分析無對比性，不能對課堂理論融會貫通進行分析；不利于提高學生發(fā)現問題和解決問題的能力。隨著科學技術的突飛猛進，各種新型材料也在不斷應用于土木工程中。所以，在原來基本教學實驗的基礎上，可開發(fā)一些探索性綜合實驗內容，如：廢棄混凝土的再生利用、各種添加劑對混凝土性質的影響，各種不同膠凝材料混凝土性質的對比實驗等。將這些實驗項目上網供學生自由選擇，由學生自由組合(可不分專業(yè)、不分年級)，實驗課外進行，時間與實驗指導教師協商確定，盡可能發(fā)揮學生的學習自主性。按照要求完成實驗，并寫出實驗報告或論文的，一般可以獲得課外活動學分0.5～1學分。這樣，不僅可以提高學生的學習興趣、實踐能力，而且讓學生懂得科學實驗的嚴謹性、復雜性、嚴密性，培養(yǎng)學生的嚴肅、認真的科學態(tài)度，使全面素質教育在實驗中落到實處。

3結論

通過對土木工程材料實驗教學進行改革，不僅開放了實驗室，給學生創(chuàng)造了一個更寬松的學習環(huán)境，讓學生在實驗過程中豐富和鞏固了理論知識，確立和強化了工程回歸意識，激發(fā)了學生的求知欲。而且實驗室儀器設備使用率提高了，科研項目開發(fā)出來了，科研效益和社會效益充分展現出來了。但在取得教學效果的同時也存在著一些問題：實驗室開放后，實驗室的管理復雜化；實驗室老師和指導老師的工作量加大，實驗室經費大量短缺，相關政策需要不斷的完善等，這都需要在實踐中妥善處理才能使實驗室完全開放，充分發(fā)揮其作用。