中职建筑材料仿真实验辅助实验课教学

摘 要：对中职建筑材料实验课教学弊端进行了分析，提出了仿真实验辅助实验课教学的方法，利用仿真实验辅助实验课教学提升了实验教学的效果。

关键词：建筑材料；仿真实验辅助实验课；教学方法；教学效果

建筑材料是中职建筑类专业学生必修的一门重要专业基础课，教学内容包括理论和实验教学两部分,实验教学是重要的实践教学环节。传统的实验教学面临学时少、内容多，资金不足，实验仪器、设备及场地等资源有限的现状，存在着一些有待解决的问题。

1.传统建筑材料实验课教学弊端

1.1实验教学内容单一

由于时间、资源和资金的限制，实验教学内容单一，实验数据量少，分析无对比性，不能与课堂理论知识融会贯通，不利于培养学生发现问题和解决问题的能力。

1.2“注入式、验证式”的教学模式

传统的实验教学以教师讲解实验为主体，学生按教师的要求分组进行验证性实验的教学方法影响学生自主学习的兴趣及积极性。

1.3教师教学手段过于单一

通常以实验器材道具，进行简单操作和讲述。重复性劳动较多，缺乏生动性，难以集中学生上课的注意力。

针对传统实验教学存在的这些问题，如何更好地运用现代教学手段，提高学生的创新意识和动手能力，为基层培养更多更好的应用型人才，是摆在教师面前的重要课题。

2.仿真实验辅助实验课教学的方法

为了克服传统实验教学的弊端，在有限的资源条件下，教师开始借助计算机辅助实验课教学。将建筑材料实验从实验室搬到机房,使学生在局域网上做水泥、钢筋、混凝土、沥青等多种基本建材实验,实现以“软”代“硬”、以“虚”代“实”,再结合真实的实物实验,从而更好地达到建筑材料实验教学的目的。

2.1仿真实验辅助设计性实验教学

设计性实验是学生学习的重点和难点，通常由于学生对理论知识掌握得不牢固，在需要做出判断或调整设计时，表现出束手无策或手忙脚乱。在实验前先利用仿真实验进行实验模拟，首先学生按目标强度和和易性要求，根据初步配合比理论预先计算好数据，再在仿真操作中输入，运行仿真实验软件检查计算是否正确，这样可以杜绝理论计算错误引起的实验错误。在仿真实验中将实验操作中可能出现的和易性调整的几种情况进行模拟，学生对每一种情况输入相应的调整数据，软件就会给出是否正确的信息，帮助学生掌握基准配合比确定这一难点，使学生在实际实验中能灵活应用相关理论正确确定基准配合比。

2.2利用仿真实验扩展实验内容

建筑材料实验内容较多，学时少，且实验仪器设备等资源有限，教师只能根据实际情况开设几个重要的实验，对于其他实验只能泛泛而谈，做简单介绍，效果不尽如人意。采用仿真操作形式，利用形象具体的实物图片和动画完成这些实验，学生就能体会到实际操作过程并收到较好的实验教学效果。

2.3利用仿真实验进行多方案实验

由于时间、空间和资源上的限制，传统实验通常对某一实验只能进行单一方案实验，学生在实验课上只能采用实验室预先准备好的材料进行实验，学生在实验课上没有机会亲自动手选择材料。而采用仿真实验则可以弥补这方面的不足，进行多方案实验，设置不同的方案，学生在实验室做完一次实验后，再进行多次仿真实验，通过选择不同性能的材料，得出不同的实验结果。

2.4利用仿真实验缩短实验重复操作时间

在传统实验中，有些实验需要较长时间才能完成，而实验的操作也仅是简单的重复。利用仿真实验，教师在有限的学时内让学生进行一次或几次实验操作后其余实验改成在仿真实验中完成。将仿真实验设计成类似于QQ宠物的软件，每隔一段时间就会提醒该进行初凝测试，并以动画的形式将试件的变化展现出来，增强了学生兴趣，寓教于乐中完成实验。

3.仿真实验辅助实验课教学

经过近两个学期的试用，表明仿真辅助实验与实物实验互相配合，相得益彰，可以调动学生的主动性，同时缓解当前实验经费与场地的不足，更好地达到实验教学的目的。具体有以下效果：

3.1可以满足大批量学生实验的教学需求

仿真实验由每个学生利用实验软件在计算机上运行，这就解决了学生多而实验装置少的问题。

3.2仿真实验系统具有生动性、形象性

仿真实验能用生动、形象的图文动画向学生阐明某一实验原理或实验技能，能“放大”局部实验现象,实验过程中所发生的现象可通过三维动画描绘，使学生在做实物实验之前对实验全过程了如指掌,有利于调动学生的学习积极性。此外学生在实验中可有针对性地注意某些实验现象，如钢筋的颈缩过程等。

3.3仿真实验系统具有适应性、开放性

仿真实验系统在设计开发时就采用开放性的模块结构，整个系统最后打包生成可执行文件，因而其各个模块中均有开放接口，此种设计思想提高了软件系统的适应性、可靠性和可开发性。

3.4仿真实验系统具有时效性、正确性

为仿真实验系统采用模块结构,因而在建材规范变化、新的试验方法颁布时教师可以随时更改文本,制作新的Flas替换或扩充；也可以随时修改已有的测试习题或增加新题目，保证了仿真实验系统具有时效性、正确性,从而解决了新型建材发展迅速、材料测试手段不断更新，实物实验无法跟上的状况。

3.5仿真实验具有低耗高效性

目前国内外各高校建筑材料实验课程普遍采用传统的实物试验，这种实验方法，其优点是材料的性能可直观地观测，加深学生对实验的印象，但也存在实验材料多为一次性利用、耗资较大，难以控制实验速度及重点体现其中的某些观测项目，也难于再现实验过程，而仿真实验软件可直接安装在现有的计算机上，学生通过鼠标及键盘即可进行实验操作，既不需要消耗材料、损耗仪器，而且可以反复实验，有利于巩固所做的实验；其次，仿真实验减少了教师实验前的准备工作，也减轻了教师对仪器设备的维护压力。

建筑材料项目多、消耗大、费用高、历时长、仪器设备杂和占用场地较多，教学要求在不断提高，传统实验课程教学的弊端已日益显露，利用计算机辅助实验教学是教学改革的发展趋势。将计算机模拟仿真技术用于建筑材料实验，促进建筑材料实验方法的多元化，可以在有限的时间内尽可能完成更多的教学内容，让学生掌握更多的知识与技能。

（作者单位 浙江省衢州市中等专业学校）