土木工程实验教学改革探讨

摘要

综合性实验是土木工程实验教学的重要组成部分，是培养学生的思考能力、动手能力及解决问题能力的重要手段，是学生理解和掌握本学科基本理论知识的重要实践环节。文章结合了土木工程实验教学的特点，通过提出改革教学体系、教学平台以及结合科研项目等方法，对综合性实验教学进行了探讨。

关键词

土木工程；综合性实验；教学改革

1引言

培养高素质创新型人才是所有工科院校本科生人才培养的基本目标[1]，培养学生的实践动手能力、创新能力以及独立工作能力是重要的环节[2]，而实验课教学在学生创新能力和综合素质的提高方面起着非常重要的作用。但是传统教育只重视知识传授能力的培养，使得大学生在实践环节能力较为薄弱，实验技能不强，科研创新能力弱。显然，仅开设验证型和演示型实验的教学是不能很好地适应现代教学和高素质人才的培养要求。现在各个学校都在进行试验教学的改革[3]，我们应该结合西科大建工学院的实际情况，从实验教学体系[4]、综合实验改革等方面入手，根据学科及行业发展的要求，在现有的“三模块（公共基础实验、专业实验、创新实验）、三层次（基础性、综合性、创新性）”的实验教学体系中，以与专业基础课理论教学相匹配的综合性实验课程改革为突破口，以实验教学项目内容整合、优化、拓展作为落脚点，为强化动手能力和综合素质培养进行大胆的尝试。通过整合、优化、拓展课加实验等实验教学课程，开设了与专业基础课理论教学对应的独立行课的“土木工程综合实验”课程。这样不仅能有效地提高学生运用知识的能力，又能巩固所学知识并提高解决实际问题的能力，激发学生的学习主动性和积极性[5]。更新实验室的教学方式和内容，增设综合性试验是实验室教改的目标，如何提高综合实验效果和教学却是教学难点，本文结合实验室教学，对综合性实验教改的一些问题进行探讨[6]。

2土木工程试验的重要性

土是土木工程的重要研究对象之一，它是长期的地质作用下形成的一种风化产物。土作为建筑物的建筑材料之一，建筑物的安全稳定、经济合理，在相当程度上受到其工程性质的影响。解决一个土木工程方面的问题，其程序首先是通过勘探、测试、试验、分析，利用土力学方面的理论进行计算，然后施工。有时还要根据需要利用岩土测试技术，对施工和使用过程进行监测，根据监测数据分析结果对设计方案进行调整。这是一个将理论和实践相互联系的过程，而在这个过程中试验是其重要组成部分，在项目规划和施工设计中起到重要作用，为项目的规划、设计以及施工提供重要的理论依据。地基基础设计之前，必须进行试验，为基础设计提供正确的技术参数，才能保证建筑物的基础稳定，确保建筑物的安全、稳定、经济合理。从本学科的发展特点来说，试验是土木工程理论发展的基础，纵观其发展史，很多重大理论的发现，如库仑强度理论、应力-应变曲线、土的压实理论以及达西定律等，都是通过试验总结而建立的。即使在当代，计算机软件技术发达，学界专家仍旧认为，试验依旧是测定土体工程性质的重要方法。所以，土木工程试验，包括土力学实验和测试技术实验是土木工程专业课程体系中的一部分，通过土木工程综合实验教学，可以加深学生对理论知识的理解，培养学生的实践能力、动手能力以及创新能力。

3综合性实验教学模式的探讨

近年来，土木工程学科以及行业发展要求在不断的提高，在现有实验教学体系的基础上，应该着重以与专业基础课理论教学相匹配的综合性实验课程改革为突破口，以实验教学项目内容整合、优化、拓展作为落脚点，为强化动手能力和综合素质培养进行大胆的尝试。根据学生的层次，结合教学、比赛和科研，可以将学生的实验教学部分总结为三个层次、三个模块。原有的实验教学多属于理论课加实验，内容较为陈旧且多属于基础性实验，创新性和综合性不足，因此实验课应加大实验教学体系中专业实验模块和创新实验教学模块的改革力度，其中创新实验模块主要为学科的竞赛、大学生创新实验以及国家科研基金服务。通过对现有实验课程整合、优化、拓展，经学院专业老师共同研究、统筹后，开设与专业基础课理论教学对应的独立行课的“土木工程综合实验”课程。将实验教学内容改革以后，应该对教学手段与方法进行相应的改革，形成以学生为中心的研究式实验教学模式，让学生建立创新实验的思维模式，在每个实验中都能从重要理论知识点出发，通过提出问题、设计实验方案、分析问题、解决问题，培养学生学习实证式科学研究方法。通过实验的改革和综合实验的开设，可以避免学生实验课低层次的重复，促使实验课程内容有效的深化和更新，知识覆盖面的加大，实验中心的教学资源也可以得到更为充分的利用。

4实验教学手段的探讨

4.1教学体系的构建

针对目前实践性教学环节的不足，可以对实验教学手段进行调整，优化实验课程的设置以及教学辅助手段，可以采用比较先进的手段和方法来提高效率，对教学内容进行调整，增加实践性教学环节，同时适当压缩已经过时的或者学生较为容易理解甚至可以自学的内容。逐步淘汰已经过时的验证性、演示性实验，严格把关培养计划和教学大纲，删除与新培养方案和教学大纲不相符的教学内容。在新教学体系[5]的构建过程中，应该把社会发展、学科发展、科技发展作为背景，建立课里课外、校内校外综合的教学体系，将教学活动的各环节和要素有机的结合，使学生的知识、素质以及能力全面协调的发展。

4.2多媒体教学平台的建立

随着学校学院的发展、实验室建设投资力度的加大，以往仅仅用于理论教学的多媒体、网络教学手段可以在实验教学上利用。在实验教学上应用这些手段，可以转变传统静态的书本教学形式，可以将图文声像结合起来进行教学。而且可以利用网络将教学内容的范围扩大，老师在课堂上能够将教材各元素灵活穿插，将最先进的施工工艺、实验技术、仪器设备直观感性地呈现在学生面前，还可以将一些先进的实验以多媒体的形式让学生观看，既能在综合性实验教学开课之前提前了解实验方法和内容，又能在实验完成后比较自己实验的过程和方法、加深印象、发现问题。这样，可以大大地丰富和扩展书本知识，同时，有利于激发学生对实验的兴趣，增强学生的求知欲望。

4.3科研促进实验教学

充分利用学院纵、横向科研项目，以及学生创新科技项目，一方面教师可以吸收有兴趣的同学参加自己的科研项目；另一方面学校也可以鼓励学生利用课余或者寒暑假时间积极参加老师的科研项目，培养科研能力，提高实际动手能力。通过协助老师查阅相关文献，开展试验研究，可以使学生更加深刻地理解试验目的，掌握试验细节，学会课题的研究方法，而且对项目的相关领域也会形成较为深刻的认识。在研究过程中，学生在老师方向性的指导下进行试验，老师就可以有更多的精力进行理论研究。学生通过参与教师科研课题，不仅可以增强学生的动手能力，增长其见识，而且可以提高学生分析问题、解决问题的能力，对学生未来工作或考研都有很大帮助。

5结语

能力培养和素质教育在高等教育中越来越受到重视。如何提高学生的综合能力，是一项具体而复杂的工作，如何加强土木工程专业实验教学，是实验教学工作者应该深刻思考的问题。综合性实验教学在实验教学中有特殊的地位，它可以通过综合的、系统的实验方案和步骤，使学生加深对本专业基本理论知识的理解，提高学生的实验技能，培养学生分析、解决问题的能力和严谨的科学态度。综合性实验的开设是土木工程实验教学改革的重要内容，对于培养学生创新精神和创新能力具有重要的意义。综合性实验应在实验内容、实验方法、实验手段等环节着手，注重复合性、多样性、多元性以及培养目标的综合性，让学生体验发现和解决问题的全过程。综合性实验教学是土木工程专业实验教学改革的重要方面，应始终立足于“提高教学质量，培养创新精神”的实验教学目标，创新教学思维，不断优化教学模式和教学手段，以夯实土木工程专业实验教学。

作者：陈少杰 陈新年 单位：西安科技大学建筑与土木工程学院

参考文献

[1]李炎锋,孙晓龙,邢雪飞,等.关于土木工程类专业本科认识实习与毕业设计相结合的探索[J].高教研究,2012(1):62-65.

[2]李春光,韩艳.目前土木工程类专业本科认识实习中存的问题及解决对策[J].科技创新导报,2014(24):110-110.

[3]杨延“.卓越课程”创新型教学模式的构建与研究[J].黑龙江高教研究,2014(4):16-18.

[4]潘睿.构建土木工程专业实践教学新体系的研究[J].高等建筑教育,2008,17(3):103-105.

[5]赵艳林,文鸿雁,朱军桃.地方理工科院校人才培养模式改革与实践[J].黑龙江高教研究,2012(7):129-131.

[6]戴塔根.提升学生实践能力的对策与体会[J].中国地质教育,2008(4):66-68.