本站原创摘 要：《土木工程材料》是应用型高等学校土木工程专业一门重要的专业基础课,近年来,随着简称"卓越计划"的实施和推进,土木工程材料课程应不段提高学生的动手能力和创新能力培养,加强实验教学管理和改革,积极推进"开放实验室"建设,多进行开发设计性、综合性实验教学改革,同时不段优化整合实验教学体系,促进实验教学考核的改变实验内容,改变目前普遍存在的重理论轻实践、对实验课缺乏重视以及实验教师力量薄弱的局面.
关 键 词：土木工程材料、实验课、重理论轻实践、实验教学改革
前言
《土木工程材料》是土木工程专业一门重要的专业基础课,也是重要的专业先导型课程,其理论性和实践性都非常强,在本科教学中,该课程一般都被安排在大学一年级开设,并为大学二、三年级的专业课打下良好基础,同时也为学生毕业以后的工作奠定基础.
通过《土木工程材料》课程的学习,学生可以掌握和了解土木工程材料及其制品的技术性能、土木工程材料的使用方法及常规材料的试验检测方法,具备合理选用土木工程材料并对常用材料进行检验的能力,为学习土木工程施工、土木工程结构和土木工程预算等专业课程提供基本知识；该课程教学内容繁多,而且可以完成的实验项目很多,在学生的四年学习中,《土木工程材料》是强调理论联系实际比较多的课程,尤其是随着经济的发展,各种新型建筑材料的不断涌现,教师在实习教学中必须不断补充新的内容,让学生了解最新的材料科技动态和一些新材料、新工艺、新手段,不断采用多种现代及传统教学方式,让学生在实验课中学到知识,通过学习,要求学生能准确了解每一种常用土木工程材料的性能和技术要求,具有较强的选择和应用材料的能力.
近年来,随着教育部"卓越工程师教育培养计划"（简称"卓越计划"）的实施和推进,旨在培养一大批创新能力强、适应社会发展的高质量工程技术人才的目标越来越明确,实验教学是理论教学的延伸和强化,良好的实验教学是培养学生动手能力、创新精神的重要手段,加强实验教学管理和改革,有利于加深和提高理论教学知识,也是提高学生创新应用能力的重要环节,在高等教育大众化背景下,如何推动创新教育、加强实验教学成果,确保本科教学质量和人才目标的培养,是从事高等教学工作必须面对的问题.
一、土木工程材料实验课教学的现状
1.1教材内容陈旧、理论脱离实际
在绝大部分高校中,所使用的《土木工程材料》教材仍然是多年以前编写的教材--即便是所谓的最新教材,其内容也是大同小异,而许多新材料和工艺流程、实验方法并没有及时编写进教材,如OGFC沥青混凝土、沥青混凝土抗车辙剂、高粘沥青、高聚物改性剂、彩色沥青、彩色水泥混凝土、各种新型的外加剂等,这些材料早已经广泛应用于实际工程建设领域,而教材中的内容很少甚至是没有的,很多教材所用的规范其实是早已过时失效的规范,许多建筑材料的实验检测规范和方式都进行了变更,如沥青技术标准、水泥的凝结时间测定等,这样就使实践和理论发生了脱节.
1.2实验课时间及学时安排不够合理
由于各个学校对实验教学在创新性人才培养的重要性认识普遍不足,使得《土木工程材料》的实验课课时所占的比例很低,独立开设实验课的学时和门数都较少,实验教学是培养学生在掌握系统理论条件下,将理论应用于实践的一种方法,比如我校的《土木工程材料》总学时64节左右,而实验课平均仅仅为10节左右,比例不当而且学时严重不足.
1.3实验教师力量薄弱
作为应用型高等院校,建设理论与实验教学的互通队伍,实现科研、教学、技术兼容相通,使实验教学核心稳定、结构合理的实验教学团队,是提高实验课效果的关键一环,形成实验教学队伍知识、技术不断更新的科学有效的培养培训制度,因为教师是完成实验教学的重要力量,教师的思想素质、业务水平、工作效率等都直接影响着实验教学的质量、科学研究的进程、实验设备的使用效益以及实验室建设和管理的水平.
1.4实验课教学的考核问题
我们知道,在实验的理论与实践有时候是存在差异的、有时候会由于各种原因产生错误或误差,在很多高校中,实验课的成绩经常取决于理论与试验数据的是否吻合,因此很多学生为了得到更好的成绩,发现试验与理论数据数据不吻合或者相差较大,常常不加分析地修改甚至伪造数据.这种做法其实不利于学生能力的培养,因此,我们应积极改革实验课的考核标准,制订科学的实验课考核体系,但是,本人通过了解浙江的几所高校,发现情况基本差不多,多数高校对于《土木工程材料》实验课并没有建立科学的教学考核体系,对实验课的教学要求也远未达到理论教学的严格层度,对于实验课的成绩评价仍然是采用传统的方法甚至没有评分.
1.5重理论轻实践,对实验课缺乏重视
《土木工程材料》是一门实践性很强的课程,最好的方法是理论紧密联系实践,因此实验课是非常重要的,而现在很多学校教学中存在着严重的重理论轻实践的问题,在建筑材料教学中,实验课的内容一般是先由理论老师进行讲授,再根据所讲授内容安排实验课实验巩固所学的内容,而实验课由于班级和人数较多,实验的教学环境狭小而实验课的效果非常不好,常常是理论知识讲完几个星期后才有时间和空间安排实验课程,学生很难把所学的知识前后联系起来；同时,各大高校的实验设备配置一般都严重不足,实验操作过程中分组人数一般为10～15人一组甚至30人一组,因此,在实验课时,很多学生在实验时只能围观而无法亲手完成操作,只能做一下记录或旁观了事,而且实验题目都是一样的,就出现了不愿发挥主动性、创造性问题,相互抄袭实验数据的现象非常普遍.
二、土木工程材料实验课教学改革措施
2.1推进"开放实验室"建设
所谓"开放实验室",就是将实验室有条件地开放,让学生按教学要求和自身的爱好,根据自己的情况选择合适的时间去完成自己设计的实验题目,学生可以根据自己所学的知识选择实验题目,自己设计实验的方案并独立完成整个实验,实验的形式具有可开放性特征.改变当前实验内容都是教材或教师设计,学生只能在规定的框架内被动完成实验的状况,当前的学生完全处于被动地位,创造性思维及学习兴趣都很缺少,转变实验教学观念,实施"开放实验室"教学可以有效弥补传统实验教学的不足,提供学生独立思考并自主学习的个性空间,,在这个过程中,教师只负责对实验过程进行宏观审查,在实验过程中给予必要的启发和指导.和传统实验方法不同,开放性实验对于巩固学生所学知识,培养学生的独立思考和创新能力等方面的培养都具有独特的优越性,改变了教师的教学方式,由以前的教改为启发式循循善诱和启迪思维,顺应了当前教学改革的大趋势,有利于"卓越工程师教育培养计划"的实施和推进,另外要注意,"开放实验室"并不是把门打开不管,开放对象不要太多,一般选择为大学一、二年级的土木工程专业学生,实验指导教师可由建筑材料、材料力学和相关学科教师组成指导组并实行预约登记制度.
2.2开发设计性、综合性实验
在土木工程材料实验教学中,并在"开放实验室"条件下,我们可以集思广益、开阔思路,积极推进设计性、综合性的实验教学,最大限度地利用现有实验设备和技术条件.由学生完成实验方案设计并独立完成的实验,同时通过对实验内容的调整与整合,开发新的实验内容,提高综合性、设计性实验在实验教学中所占的比例.
2.3优化整合实验教学体系
该工作应由相关领导牵头,会同专业教师和实验教师一起,规范实验教学体系、设计实验教学项目、制定实验教学计划,在原有《土木工程材料》教材的基础上编写有针对性的实验教学大纲和实验指导书,同时进一步强调理论课、实验课的紧密衔接关系,在实验课教学过程中,要改掉以往多个班级学生集中实验集中操作的实验教学模式,不同班级可以错时实验,每个组的学生最好为3-5个人,以提高实验教学效果和互动性.
2.4实验内容设计体现多学科优势
在《土木工程材料》实验内容设计方面,在"开放实验室"条件下,可以启发学生尽量实现不同学科间交叉渗透,进行跨专业跨学科的综合能力培养,同时高等学校的科研优势明显,可以以此为出发点,大力促进教学科研人员的参与,以达到教师科研成果在实验教学内容的转化.
2.5实验教学考核的改变
《土木工程材料》的实验成绩应考虑学生的实验预习、操作及纪律和实验报告等情况综合评定.
首先,在正式实验课前应要求学生做好预习准备,实验开始之前教师可以提问或检查预习报告,以检查学生的实验准备情况,该项成绩占实验课总的10%左右；其次实验操作结束的实验报告一定要仔细检查,并要求学生独立完成所有的实验报告,实验报告成绩可以占该项实验课总的40%左右；在实验课的考查、考试方面应占实验课总成绩的50%左右,可以检查性实验为实验考试形式,实验题目由教师统一安排并由学生写出实验方案,然后右学生独立完成操作,再辅以学生的笔试和平时情况评定成绩,如依据教学大纲的要求,将普通沥青混凝土单项实验设计为多方案实验,将每班学生分成10个左右的实验组,各小组可采用不同的粗细骨料、不同掺量的沥青,各组学生根据不同要求测定沥青原材料及混合料的性能,并按要求进行沥青砼配合比设计及配制沥青混凝土,教师根据实验过程、实验数据、实验报告情况给予打分.
结论
实验教学及考核是高等教育土木工程专业培养学生动手能力、创新能力的重要环节,《土木工程材料》更不另外,为了完成"卓越计划"培养目标,我们要加大力度进行该课程的实验教学改革,提高学生的创新能力.突出高校学生的学习主动性,由灌输式转变为启发性教育方式的转变,高校实验教师应区别对待学生的个性给予不同方式的启发性教育,引导学生独立思考以探寻有创新意义的实验方法.