土木工程材料实验教学探讨

一、土木工程材料实验教学中存在的问题

随着我国教育的发展，各高校逐渐转变为研究型大学，主要强调对学生自主创新能力的培养，其中实验教学是培养学生思维能力的重要环节。目前土木工程材料实验教学中的问题有：1.改进实验内容的选择。土木工程材料的类型有很多，涵盖了有关建设的各种材料。理论上有复合材料、高分子材料、金属材料、非金属材料，内容复杂而又庞大。另外，为了满足素质教育的要求，我校土木工程材料课程的课时一再精简，目前精简为32个课时，而其中实验课只有8个课时，这根本满足不了材料试验的要求。甚至有些实验需要学生反复进入实验室，如混凝土性能实验，初期学生需要制作混凝土试块，然后放入养护室一天后才能拆模，再经过28天的养护后，才能对其抗压强度进行测定，整个实验的完成，学生至少要前往实验室3次。2.实验教学内容及方法陈旧。一直以来，实验课以验证性和常规性实验为主，内容比较单一。随着土木课程教学体系的改革，实验教学课进行了多次的精简，导致许多的创新型、设计型和综合型实验无法进行，这就使学生的自主创新能力和综合能力无法得到很好的培养。由于实验过程过于程序化，学生的积极主动性被限制住，仅能按部就班地参考实验步骤参与实验过程，而不能积极思考实验中的一些实验现象和其原理，造成了实验教学效果不理想，甚至存在一些实验流于形式。3.实验教学考核机制不合理。受学生人数和现有的实验设备的限制，在进行实验时，学生人数过多。仅有少数学生会按照老师所讲的实验要求进行实验，并得到相应的实验成果。相当一部分学生在实验时并没有按老师的要求，甚至在完成实验报告时是抄袭其他学生的实验结果。任课教师要根据学生的实验报告对实验成绩进行评定，这样就会造成同组学生成绩差别不大，也就不能了解学生真实的实验状态了，降低了学生的实验积极性。进而导致相关的评价缺乏科学性和说服性。而且现有的考核形式以及实验教学方案致使学生过于重视结果的准确性和一致性，忽略了问题的解决能力和探索创新能力的培养。4.实验技术力量有待加强。随着实验改革的进行和科学技术的发展，实验室的基本设备也进行了更新，但是实验人员的技术水平一直未得到提高。实验教学人员很少有机会再培训，导致实验室人员的知识结构老化，还停留在以前的水平，从而导致实验教学人员不能设计出更多的高质量的综合性的实验项目，这不利于发展学生的创新能力。

二、积极改革土木工程的实验教学

针对土木工程实验教学过程中出现的问题，笔者经过实践教学探索和对相关研究成果的分析，在改革实验教学方面提出了以下措施：1.优化实验教学内容。应当遵循以学生为主导的原则改革《土木工程材料》课程实验，通过实验培养学生对问题的解决能力和创新能力，使“知识、素质、能力”得到协调发展。增强基础性实验内容，开发实验的综合设计性，使同类型的实验得到整合，开设更多的试验项目。将验证型实验和设计型、综合型实验进行结合；并按项目将实验教学分为创新实验和基本实验。创新型实验主要体现的是对课程重难点或相关领域热点的运用，这种实验的特点具有综合性和创新性，实验内容可以是选修项目，适合那些有剩余学习时间且对该项目非常感兴趣的学生。基本实验以验证性和设计型实验为主，内容必须对应教学大纲，而且以少量的综合型实验为辅，这是每位学生的必选项目，也是课程学习的基本要求，可以极大地满足有余力的学生的需求。2.构筑创新型的实验教学平台。在学生有了扎实的实验基础之后，进而积极引导学生进行创新。使综合设计性实验、验证性实验、探索研究性实验这三种实验能够得到同时开展。在实验教学得到保证的同时合理安排实验时间，使学生能够有足够的条件进行拓展实验项目，开展创新性实验研究活动（国家大学生创新项目），增加设计性实验教学内容等。3.制定科学合理的考核体系。实行考评与实验学习相结合的方法，即引入竞争机制，强化分工与合作；注重对实验教学过程的把控，主要是让学生主动操作；培养学生良好的实验习惯；及时总结并进行相关讨论，增强学生对规范的实验操作的认识；注重实验内容的精确性，对实验结果进行多样化分析总结。在具体实践过程中采取上述方法之后，发现在很大程度上提高了学生实验学习的主动性，大多数学生反映在进行实验过程中虽然会感到紧张，但都愿意自己动手去进行实验了，这样就进一步加深了学生对实验的印象，也使他们获得了更多的收获。4.完善实验教学的基础力量。促进基础实验仪器的更新，还要尽量使实验室的环境得到优化，进而保证土木工程材料实验课的合理开设；充分发挥实验室的规模效应，实现资源的共享，使实验中心能够跨专业、跨学科，同时可以充分利用实验室的有效资源，使实验室的功能得到充分发挥。鼓励具有扎实基础和丰富实验教学知识的老师指导学生，进一步加强对青年教师的培训，使教师能够深入到工程单位进行学习和锻炼，并鼓励老师积极参与科研活动，使教师的专业水平得到提高，同时要及时关注相关的发展动态，使教学内容能够与时俱进。

三、土木工程实验教学的改革成果

为实现具体的教学目标，我校以土木工程专业为研究对象，以培养学生的工程能力为主要目标，经过多年的实践，建立了模块清晰、层次分明、多专业结合的系统完善、合理科学的实验教学体系，充实了相关的实验教学内容，创设了多种教学法，使教学平台的建设得到了加强，有助于全面培养具有实践能力的应用型人才。自实验教学改革实施5年来，取得良好的教学效果，总结归纳为以下几点：1.充分提高学生的实验技能，加深对理论知识的理解，拓宽知识体系。根据不同的实验项目要求，在教师的辅助下自主设计实验方案并使之得以开展，并对实验现象进行独立解释，对实验数据进行分析并根据实验过程写实验报告，使学生深刻理解并牢固掌握在实验过程中接触到的结构性能、材料组成、试件制备（选择）等方面的知识与技能。2.通过实施多种激励保障措施，激发了学生的学习积极性和创新意识。如获部级大学生创新创业训练项目2项，江苏省大学生创新创业训练项目3项；校级大学生创新创业训练项目5项。通过优化实验内容，建立多类型的实验项目，使实验教学得到了更深层次的发展，实验项目得到了更好的开创和完成；开放的实验教学体系使教学活动与科研活动之间的联系更加密切，进一步提高了学生的创新能力；改变原有的考核体制，创设新的考核体制，即实验学习与考评相结合的方法；建立开放性实验室，培养学生的实践能力，从而实现实践教学与社会需求紧密对接。

作者：尹世平 吕恒林 周淑春 单位：中国矿业大学力学与建筑工程学院