土木工程道桥专业实验教学改进措施探讨

摘要：土木工程道桥专业对技术人员的实践性要求很高，实验教学的成效也在一定程度上影响着工科学生的专业素养，本文通过对实验教学在整个教学体系中的作用和意义分析，以及对实验教学的现状和问题分析，提出了包括实验设备改进、实验课时增加、单独设课、实验室开放以及完善实验课考核方式等几个方面的实验教学改进措施和建议。

关键词：土木工程；道桥专业；实验课程；教学改革；

中图分类号：G642.4；U41-4；U44-4 文献标识码：A

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土木工程是一门建立在半理论半经验技术上发展起来的学科，其工程的实践性很强，学科的每一步发展都离不开大量的科学、严密的科学实验，因此，土木工程专业的实验性（或实践性）得到了本行业内学者、专家及各级技术人员的一致认可和重视。大量翔实充分的调查数据表明：高水平的实验教学有助于学生掌握扎实的理论知识、增强感性认知、培养团队精神、提高实操技能，是现代高素质工程技术人员工程训练的不可或缺的必经阶段。因此，土木工程实验教学环节是工科类院校教学体系内的重要组成部分，但是由于普通院校土木工程专业实验教学的制约因素太多，需要改进和完善的方面还很多，诸如实验室场地限制、设备硬件投入不足、安排课时偏少、教学体系不完善、实验课考核制度单一等，都致使实验教学在土木工程教学体系中发挥的作用明显削弱，亟待优化、完善和改进实验教学体系的各个环节[1]。

道桥工程专业作为土木工程学科的一个分支，其道路方向的材料性能及桥梁方向的结构性能是本专业的主要实验内容。这两个方向的专业特性对工程的实践性和技术指标的实验性要求很高。为此本专业开设了《道桥结构试验与检验技术》这门专业实验课，分3个模块，共计11个实验项目，包含沥青三大指标试验、路面平整度、摩擦系数试验、超声～回弹综合法测试混凝土强度、简支梁静力荷载试验等实验项目，分基础性（演示性）、验证性、综合性及设计性等4个层次的实验类型。对于完善土木工程道桥专业教学体系，培养学生科研素养，完善验室建设等方面发挥了一定的作用。

一、 实验教学的作用和意义

实验教学是土木工程学科路桥专业学生了解和掌握基本实验方法、巩固所学专业理论、培养科技素养与思维、理论联系实际、增强协作精神和锻炼科技创新动手能力的重要途径，既是涉足工程领域感性认识的纽带，同时也是进入学科深层次研究探索的必经阶段，实验教学质量和效果的好坏对于应用型及研究型人才的培养均意义非凡[2]。具体表现在以下几个方面：

（1）从学生角度来说，实验教学能有效巩固、深化和验证理论知识，增强工科学生的实践意识与实际动手能力，培养其实验组织能力与团队协作精神，是培养学生对所学专业的感性认知、增强学习兴趣点与科学素养的重要途径，是为日后涉足工程技术或进行深层次科学研究打下良好基础的重要学习阶段。

（2）从学校及教师角度来说，高标准的实验教学对于学校及实验教师既是鞭策也是提高发展的动力，从主管和客观两个方面都是学校和教师希望做到的；为此，学校在实验场地及实验设备的经费投入、加大引进强有力的师资队伍、制定科学合理的实验室管理发展制度等方面，以及实验教师在优化和改进实验教学内容和方法、强和和提高自身科学功底、实验教学与科研探索等方面，均能起到良好的推动作用。

（3）从某种意义上来说，实验教学恰恰是素质教育的一个很好的切入点。众所周之，大部分大学课堂仍然延续中学阶段的灌输式教学，学生主动学习能力普遍较差，且缺乏创造性思维，因此在素质教育方面不能得到很好的体现，这一现实与越来越迫切的大学素质教育仍存在较大的差距；而充分发挥好实验教学这个阵地，对于实现大学素质教育起到以点带面的作用。

二、实验教学现状分析

尽管实验教学在培养工程应用型与技术研究型人才方面具有重要作用，且各院校也在不断加大对实验教学方面的投入和重视，但从我国高校的教学现状看， 实验教学仍是一个较薄弱的环节，目前普遍存在的现状是，专业教学更注重课堂教学，实验课程设置多为附属性课程，实验课程的考核方式较单一，所占课程分值比例也较低，总体而言，实验教学所处的地位、教学内容、方法体系和物质条件等都不能与之相适应；培养出来的学生存在着理论脱离实际的现象， 实践动手能力较差， 缺乏创造性思维与综合运用所学知识分析、解决问题的能力。具体说来，目前实验教学环节存在以下的问题：

（1）实验教学重视程度不足[3]。与其它普通院校一样，实验教学从属于相应的专业课程，因此，所安排的实验课时普遍偏少，能够做到专业课单独开设实验课的普通院校则更少（文献[4]），另外，高校教师的考评机制主要还是以科研项目为主，因此部分实验教师难以充分对实验教学引起足够重视，当然，也不排除个别实验教师本身专业素养不高，因此教学水平也偏低。此外，由于客观上还普遍存在受实验场地，设备数量的限制、加上实验课时偏少等原因，学生也客观上形成了对实验课的预期、兴趣与重视程度低，在实验课堂上，学生多数是按实验指导书中已拟定好的方法和步骤操作，因此难以很好的锻炼和培养实验操作的主动性、设计综合性和创造性。

（2）实验室硬件条件。包含实验室实际硬件条件和实验室设备使用率两个方面，其中，实验室硬件条件包括实验场地及实验室仪器设备两个方面；实验场地条件包括实验场地的大小和功能两个方面，实验仪器设备则包括仪器设备的数量、种类及先进程度；受学校发展规模、学科是否重点及经费投入度等因素影响，现阶段各院校特别是普通院校、非重点学科的实验室硬件条件都不能完全达到理想状态，存在诸如场地小、仪器设备数量不足、部分仪器设备陈旧落后等现象[5，6]。因此可选可做的实验项目就受到一定的限制。而实验室设备使用率受到实验室开放制度不完善及开放程度不高的因素，导致实验室设备使用率存在高低不一的现象，特别是较为贵重、先进的仪器设备使用率偏低，实验场地及实验室仪器设备的实际条件在很大程度上制约着土木工程实验课程的水平，是保障实验教学环节最重要的基础。

（3）实验室建设、管理及实验室开放。高校的实验室建设管理体系一直处在改革和完善的进程中，现状存在的一些现实和客观的问题，比如实验室的开放制度不完善，间接导致了实验室的开放程度不高（特别是对于本科生），且实验室的仪器设备使用率偏低等。实验室在非开课时段对学生封闭，学生只能在开课时段进实验室，完成实验指导书上明确规定的任务。属被动性的完成实验，学生无法做到主动性，或者创造性的做一些个性话的综合设计性实验，这在一定程度上影响了学生对专业实验的兴趣，“固定”的教学体系与高校拓宽专业面、增强适应性的改革思路不相适应，与实践教学改革要求不相适应，并降低了办学水平和教学质量提升的速度。

（4）实验教学方式及考核方式。由于目前高校对教师的评价体系以科研、论文为主，因此教师的时间和精力主要投入在科研中，另一方面，实验室管理人员没有得到应有的重视，其实验教学工作的积极性不高。另外由于一系列的客观问题（如前所述），实验条件、仪器设备的数量及课时少的制约，造成学生实验课小组人数偏多，实验内容较为单一，实验过程也趋于简化，多数情况下，实验教学以教师为主、学生为辅，学生在教师的指导下被动地、机械地验证所学理论，缺乏学习的主动性和研究性，特别是无法充分调动学生的学习积极性。此外，实验成绩考核不合理。实验成绩不单独考核（因为无法做到实验课单独开课），因此只要参加了就有成绩，且实验成绩占所属的专业课程成绩比例较小（一般为总成绩的20%～ 30%），且实验课分数不能真正反映学生真实表现。

另外，实验教学在一定程度上还存在与工程实践以及更高层次的科研平台实验脱节的现象，主要成因在于硬件、技术及经费投入等的巨大区别以及实验综合教育体系的不完善等因素造成。由于各种客观现实，上述各种现状问题的出现存在一定的相互关联性[7]，比如校方对实验教学的重视程度与否，最终会影响到实验室仪器设备等硬件条件，另外也会简介的影响到各实验室的建设管理和发展，当然学校对实验教学的重视程度也会影响实验教学及考核的质量水平上。

三、实验教学的改进措施探讨

由于土木工程道桥专业实验教学在高校综合教育体系中的作用，综合上述对各个环节中的现状及存在的问题分析，笔者认为，要系统全面的改进和提升实验教学在大学教育体系中应该发挥的作用，要从以下几个方面进行着手：

（1）加大重视力度，增加实验经费的投入。高校应继续加大对实验教学的重视，并尽可能的增加实验仪器设备，增加实验室面积和改善实验环境，在具备一定的条件下，优先重点发展几个重点实验室，并以此为契机带动其它实验室的建设发展，学校除对实验室的建设加大重视和投入外，在实验教学日常使用阶段，也要增加经费，包括实验室的开放管理、实验耗材的管理以及损害仪器设备的日常维护方面。校方应鼓励实验教职员工积极动手改进、更新设备， 节约实验经费， 并予以一定的奖励。

（2）全面提高实验教师综合素质。实验教师的教学水平需要进一步提高，要求实验教师既要具备扎实的理论知识，又要具备丰富的实践经验，同时需要有科研工作经历，具备解决问题和实际操作的能力。因为教学与科研是相互促进的，教师直接参与科研工作有利于知识结构的更新，在理论和实践的结合中提高自己的业务能力和教学水平。教师通过科研及时掌握本学科的最新动态以及社会对人才培养的要求、更新教学内容、完善课程体系。通过科研改进教学方式、方法、提高教学效果，有助于培养学生的创新能力。此外，应完善和改进对实验教师的考评机制。在高校里对教师的评价体系以科研、论文为主体，教师的时间和精力主要投入在科研中，这就必然导致教学和科研的天平存在倾斜，校方应更多的激励先进、高水平的实验教学人员，在教学和科研两者中找寻合理的平衡点。

（3）增加实验课时，完善实验室开放和考核机制。这一点与上述第（1）点是一个问题的两个方面，关于增加实验课时和增加实验室开放时间，都是本着实际存在的问题而提出，在实验课时保证的前提下，方能谈及高水平的实验教学效果和作用。在有条件的情况下，如能单独设课，则必然能有助于实验教学水平的提高、学生科研和实践能力的培养。改革实验课的考试方法。考试是检验学习效果的手段之一， 在教学计划中， 加大实验课成绩所占的比重，并在理论课考试中加强对实验方面的内容考核。

（4）实验与生产实践以及科研实验相结合。为了培养土木工程道桥专业学生应该具备的基本素养， 应该提倡将教学、科研、社会实践有机地结合起来。为此，鼓励学生多参加各种工程社会实践及生产实习活动，并凭有效证明，奖励一定的学分。制定能将实验课程与相关的课程设计、工程实践联系起来的培养方案，鼓励学生能够主动完成综合性、设计性及个性话实验，激发部分有潜质的学生继续深入的进行其它实验，并提供机会让其提前涉足研究生参与研究性实验，逐步培养其解决各种实际问题的能力和意识，全面提升其专业素养和主动型综合素质。

参考文献：

[1] 肖鹏.土木工程专业开放性实验教学改革探讨[J].高等建筑教育，2011，20（4）：128～131.

[2] 焦峪波，罗国宝，程永春，等.道路建筑材料课程实验教学模式探讨，2015，12（3）：248～249.

[3] 郑传峰，王磊. 研究型大学道路桥梁专业实践教学改进措施研究[J].高等建筑教育，2011，20（2）：114～117.

[4] 金南国，钱匡亮，孟涛.高校土木工程材料实验教学单独设课的探讨[J].实验室研究与探索，2009，28（9）：111-116.

[5] 李琮琦，肖鹏，张靖静.土木工程专业本科系列实验教学平台的构建[J].结构工程师（增刊），2011，27（1） ： 215～218.

[6] 钱洁，刘志学，唐吉吉，等.开放式研究型实验教学平台建设[J].实验室研究与探索，2009，28（6） ： 155～158.

[7] 马惠彪，李强.土木工程专业课程体系与实践教学改革[J].高等建筑教育，2010，19（ 3） ： 31～34.

作者简介：

勇（ 1978- ） ，男，湖北孝感人，实验师，从事路桥专业方面的教学和科研。