应用型土木工程专业实验教学体系的探索与构建

摘 要：应用型人才培养是高等教育发展的必然，实验教学是高等教育应用型人才培养的重要环节。该文论述了应用型土木工程专业实验教学的重要性及目前教学中存在的主要问题。对照《专业规范》，通过对兄弟院校的调研分析，提出了应用型土木工程专业实验教学体系的基本框架。

关键词：应用型 土木工程 实验教学

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0194-03

应用型本科教育的培养目标是培养面向生产第一线的“现场技术人员”和“设计人员”，即基础较扎实、适用面较宽、实际能力强、综合素质高的应用型技术人才。为了达到培养应用型工程师，土木工程专业的教育在继续强调理论基础的同时，也越来越把实践教学作为学生学习的重点，用以培养学生的实践能力、创新能力和综合素质[1]。

实验教学作为土木工程专业实践教学的重要组成部分，是对课堂知识的直观认识，是自然规律的直接体现[2]；也是连接知识与实践、实践与创新并使理论知识向实践能力转化的重要桥梁[3]。

1 土木工程专业实验教学存在的问题

我院开设的土木工程专业涵盖建筑工程、道路桥梁工程、地下工程等多个专业方向，在这多个专业方向的教育中，实践性教学环节在整个学习过程中所占的比重约达30%左右[4]。但也存在实验课依附于理论课，专业实验室满足不了学生实验的要求等问题，我院还未建有结构试验大厅，因此不能开展大型教学试验设备的建设，实验中心目前存在的问题与不足主要有以下几点。

（1）常规检测设备匮乏、智能化水平低。目前对结构的检测主要采用无损检测技术，而实验室现有实验装备存在数量不足、智能化水平低等问题。设备多以教学演示为主，无法满足施工现场检测要求。同时我院也开设相关检测及加固专业的教学及实验课程，目前在相关此类教学中存在学生无法把理论知识运用到实践中，很大方面的原因在于我院现有的对应的检测及检测方面的教学设备无法满足当前实验教学的需要。由于实验设备台套数限制，部分实验只能采取演示教学，不能使学生亲力亲为，实验教学无法反哺理论教学。

（2）尚无大型、专业化检测设备。我校的水利与土木工程学科目前在江西省具有一定的影响力，随着江西省基础建设的大力发展，如峡江水利水电枢纽工程、南昌市地铁1号线建设等，对于大坝工程、隧道工程中的检测。由于资金原因，目前实验室尚无相应大型化、专业化的设备，无法开展相应的技术服务，难以满足区域和地方经济发展的需要，同时也不利于进一步提升我校在省内的影响力及竞争力。

（3）竞争力薄弱。我校在专业队伍方面虽然技术力量雄厚，专业结构合理，但由于受实验设备等硬件设施陈旧和匮乏因素的制约，在申报科研项目和参与社会服务项目方面竞争力薄弱，不利于提高和扩大我校在水利和土木行业的影响力。

（4）相关正版专业软件教学资源的不足。目前我院在课程设计、毕业设计、软件实训所使用的软件并非为正版软件，由此带来一系列问题。主要表现为以下几点：①盗版软件的结果错误往往会误导教学、科研理念。由于盗版软件的结果往往要么偏差较大，要么数值不确定、反复性大，这会给学生带来不利影响。现在学生做毕业设计、课程设计都是验证型的实验，举个简单的例子，简支梁在均布荷载的作用下支座位置不会出现弯矩，而有的盗版软件计算完后在支座位置出会出现弯矩作用，这样的计算偏差会使学生对自己已学到的知识产生怀疑，无法继续学习，产生学习障碍。这也说明盗版软件的计算结果不具有可比性，失去了软件实验验证的根本意义。学生对计算结果缺乏判断力，不利于他们自学与创新。②不利于提高学生对于专业的学习兴趣。盗版软件在使用的过程中经常出现异常错误而导致计算失败，或无法继续计算等等，这会是学生在使用的过程中产生急躁的心理而失去对设计的兴趣，这不利于学生将来的择业和就业工作。

2 专业规范的基本要求

由住房与城乡建设部、高等学校土木工程学科专业指导委员会编制的《高等学校土木工程本科指导性专业规范》，下面简称《专业规范》，是国家教学质量标准的一种表现形式，是国家对本科教学质量的最低要求，也是我院进行实验室建设的目标和原则。

在《专业规范》中，明确提出土木工程专业实践体系包括实验领域、实习领域和设计领域[5]。实验领域，包括9个方面的项目，共计106个学时，而且对每门课程中的实验课时都给出了最低要求，并明确了实验项目内容。如《混凝土结构设计原理》课程实验，要求必须开设单筋矩形截面梁（适筋梁、超筋梁和少筋梁）破坏试验、受弯构件斜截面破坏 （剪压破坏、斜压破坏、斜拉破坏）试验以及偏心受压柱破坏实验。

3 省内外兄弟院校土木工程专业实验教学情况

我们对省内外兄弟院校土木工程专业实验教学情况进行了调研，主要对同济大学和南昌大学的实验条件和实验项目的开设情况进行调研[6-7]。

通过对表1分析可以看出，同济大学在实验课的开设方面，《普通物理实验》的开设项目不足，其他实验课的开设学时都达到了《专业规范》的要求。南昌大学的优势学科是力学，因此力学方向的实验开设大大超过了《专业规范》的要求，而其他专业课的实验开设就基本满足《专业规范》的要求。从总数上来看，同济大学的10时，达到了《专业规范》106学时的最低要求；南昌大学的136学时，也达到了《专业规范》106学时的最低要求。我校在实验课的开设方面离《专业规范》的要求还相距较远，除了《土力学》实验课时的开设基本满足《专业规范》的要求，另有《普通物理实验》、《工程力学实验》、《土木工程材料实验》和《土木工程测试技术》共计4门课程的实验课时的开设达不到《专业规范》的最低要求，还有《普通化学实验》、《流体力学》、《混凝土基本构件实验》和《土木工程专业实验》共计4门课程未开设实验课。从总数上来看，我院土木工程专业的58实验学时的开设，距离《专业规范》106学时的要求有较大的差距，仅达到了一半要求。

4 应用型土木工程专业实验教学体系的构建完善

4.1 实验课程体系建设

从实验课时来讲，建议增加《普通物理实验》、《工程力学实验》、《土木工程材料实验》和《土木工程测试技术》4门课程的实验课时，同时增加开设《普通化学实验》、《流体力学》、《混凝土基本构件实验》和《土木工程专业实验》4门课程的实验课，重新修订实验大纲。

按照《专业规范》要求，参考兄弟院校实验教学情况，结合我校土木工程专业实际，建议土木工程专业实验教学开设见表2。其中《普通物理实验》和《普通化学实验》不属于我院开设，在此不做讨论；1-2课程对应于《工程力学实验》，1-6课程属于专业公共基础课；7-10课程对应于《土木工程测试技术》，11-13课程对应于《土木工程专业实验》，这两项都是按三个专业方向分别开设。

4.2 实验室开放

实验室开放是近年来地方高校实验教学改革的新举措，实验室开放在实验教学资源的利用，实验教学质量的提高，学生实践能力的培养等方面起到了积极的作用[8]。实验室的开放是指时间开放、空间开放、项目开放、设备和仪器开放[9]。这样，学生有了主动权，自主设汁、自行实验、发挥主体性。需要为学生提供的必要条件：一方面是要提供实验、实习方面的教材，使学生可以从教材中选择自己感兴趣的内容，到实验室完成设计制作的过程，学生也可以自主命题；另一方面，实验室对学生开放不应仅仅限于普通计算机房，还应包括我们的一些专业实验室。这些专业实验室还需要配备具有丰富经验的指导教师，对学生在实践过程中遇到的问题加以指导，这样有利于发挥学生的主观能动性，使学生学会从选题设计、项目实施到方案修改、数据处理、报告撰写一整套科学实验的方法，在这一过程中，综合能力得到培养和提高，真正把“要我学”变成“我要学”。

4.3 加强实验教学师资队伍建设

实验教学师资队伍的整体素质和结构影响着实践教学质量的高低。加强实验师资队伍，首先，要发挥人才优势，实行专、兼职结合，固定人员与流动人员结合，力求涵盖理论课教师、实验课指导教师、科研教师以及实验技术人员的讲师型、工程师型、技师型“三师型”结构，形成一支稳定的、结构合理的开放实验教学教师保障队伍[10]。其次，应当分期分批指派教师到企事业单位作为员工进行实践锻炼和专业培训，使他们更加了解社会需求以及如何培养学生的实际操作能力，提高教师的业务水平和素质；第三，要通过制定相应的优惠政策，吸引学术水平高、实践能力强的高素质人才投身实验教学岗位，进一步增强实验师资队伍。

5 结语

实验教学作为土木工程专业实践教学的重要组成部分，我院土木工程专业实验教学在实验项目的开设方面距离《专业规范》的要求差距较大，由此提出了我院土木工程专业需开设的实验项目。

实验室的开放及师资队伍建设是保证学生的实验技能的培养和提高，激发学生探索研究的兴趣，增强学生的实践能力、创新能力和分析能力。同时，也对教师的教学、科研、实践操作能力等方面提出了新的挑战，只有不断提高教学水平和质量，才能满足高等教育培养应用型工程师的目标要求。

参考文献

[1] 钱波，胡青龙，郭宁.水利水电工程专业学生工程能力培养研究[J].现代水利人才需求与培养（院校长论坛），2008（10）：206-213.

[2] 付亚男.关于应用型本科土木工程专业实践教学新体系的构建[J].华章，2012（1）：172.

[3] 一.提高高校工科专业实践教学质量的对策思考[J].航海教育研究，2009（2）：75-76.

[4] 南昌工程学院，土木工程本科专业培养计划（2011级新生必读），2011.

[5] 高等学校土木工程学科专业指导委员会.高等学校土木工程本科指导性专业规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[6] 同济大学2010年土木工程专业本科生培养计划.http：///main.asp.

[7] 南昌大学土木工程专业培养方案（08版）.http：///ArticleList2.aspx？menu=0203.

[8] 王斌，张腾霄.地方高校应用型专业实验室开放模式的探讨[J].赤峰学院学报（自然科学版），2012（3）：217-219.

[9] 王金发，何炎明，戚康标，等.“开放式、研究性”实验教学模式的创立与实践[J].高等理科教育，2007，76（6）：97-100.

[10] 钱渡.基于应用能力培养的工科开放实验教学体系的构建[J].实验技术与管理，2010.27（7）：136-138.