土木工程實驗教學(xué)革新路徑思考論文

　　如鋼材的物理力學(xué)性能實驗在土木工程材料和材料力學(xué)等課程中交叉出現(xiàn)，簡易土工實驗在土力學(xué)和巖土工程勘察與測試技術(shù)等課程中交叉重復(fù)。每一門課程的實驗教學(xué)都會重復(fù)介紹設(shè)備的使用等內(nèi)容，既浪費了有限的實驗學(xué)時，又難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新積極性。由于課中實驗各自獨立，前幾年也象征性地進(jìn)行過綜合性實驗、設(shè)計性實驗，但均以課程為核心，在各自課程中設(shè)置，綜合性和設(shè)計性內(nèi)容簡單，阻礙了學(xué)科間的滲透，學(xué)生很難“創(chuàng)造性”地得出實驗數(shù)據(jù)并完成實驗報告，實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)未能落到實處。學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動性。實驗教學(xué)僅是理論課的補充，從教學(xué)內(nèi)容和形式上看，理論課和實驗課重復(fù)敘述了實驗方法、操作步驟，學(xué)生只需簡單操作即可完成實驗操作任務(wù)，數(shù)據(jù)處理也較簡單。同時，實驗課未單獨考核，實驗教師僅依據(jù)實驗報告給出實驗成績，供理論課教師參考，無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性。

　　實驗教學(xué)內(nèi)容體系改革思路與實施

　　針對上述問題，學(xué)校土木工程專業(yè)實驗教學(xué)內(nèi)容體系改革的總體思路是:以培養(yǎng)地方高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，以實驗理論和實驗技術(shù)為基礎(chǔ)，以增強實踐能力和創(chuàng)新精神為主線，建立以理論教學(xué)為依托且相對獨立的實驗教學(xué)內(nèi)容體系［3］。改革具體內(nèi)容包括三方面。

　　1．實驗課程單獨設(shè)置

　　在分析各實驗課程具體內(nèi)容，相互銜接情況及實驗項目設(shè)置后，統(tǒng)一規(guī)劃實驗內(nèi)容和相關(guān)課程，落實各實驗課應(yīng)承擔(dān)的任務(wù)，減少實驗內(nèi)容不必要的重復(fù)。重組實驗課程，實驗課程單獨設(shè)置。

　　2．實驗項目精心設(shè)計

　　實驗項目設(shè)計是實驗教學(xué)內(nèi)容體系改革的關(guān)鍵，實驗項目整合的具體做法包括:(1)刪除教學(xué)內(nèi)容陳舊或與培養(yǎng)目標(biāo)無關(guān)的項目;(2)合并內(nèi)容重復(fù)或類似的實驗項目;(3)減少驗證性實驗的比重，提高體現(xiàn)學(xué)科先進(jìn)性的綜合性實驗和設(shè)計性實驗項目的比重，增加綜合性、設(shè)計性實驗項目和實驗理論內(nèi)容;(4)實驗項目少而精。實驗項目選定時，貫徹少而精的原則，實驗項目不宜過多，加強每個實驗的力度，提高實驗教學(xué)的質(zhì)量;(5)適當(dāng)增加實驗教學(xué)的總課時數(shù)。

　　3．循序漸進(jìn)和適度跳躍

　　實驗教學(xué)內(nèi)容體系改革應(yīng)由淺入深、循序漸進(jìn)。其一，實驗教學(xué)與理論教學(xué)相協(xié)調(diào)，在教學(xué)內(nèi)容上循序漸進(jìn);其二，隨著實驗教學(xué)層次的提高，能力培養(yǎng)也需循序漸進(jìn)。對于具有相對獨立性的實驗教學(xué)內(nèi)容體系，必然會有部分實驗教學(xué)內(nèi)容走在理論課前面，但只要出現(xiàn)這種情況的項目不是太多，這種適度跳躍是正常的，可以讓學(xué)生嘗試解決未接觸過的問題。這種能力的培養(yǎng)，在大學(xué)階段十分必要，并符合認(rèn)識規(guī)律。

　　土木工程專業(yè)實驗教學(xué)內(nèi)容經(jīng)過整合與補充，基本形成與實驗教學(xué)內(nèi)容體系相對應(yīng)的實驗課程體系，改革后設(shè)置的實驗課程有:物理實驗，土木工程基礎(chǔ)實驗(建筑材料實驗、材料力學(xué)試驗、土工試驗)，土木工程結(jié)構(gòu)試驗(綜合性和設(shè)計性實驗)，土木工程測試技術(shù)實驗(實踐性實驗)。測量學(xué)、電工學(xué)保留課中實驗形式，實驗課程中基礎(chǔ)實驗項目占40%，綜合性和設(shè)計性實驗項目占40%，工程實踐實驗占20%，實驗教學(xué)學(xué)時(不含其他實踐環(huán)節(jié))占總學(xué)時比例達(dá)到20%。

　　實驗教學(xué)內(nèi)容體系改革的層次與功能

　　海南大學(xué)土木工程專業(yè)的實驗教學(xué)內(nèi)容體系改革設(shè)計，基本形成相對獨立、層次分明和功能明確的實驗課程體系，按實驗項目劃分有以下層次和功能。

　　第一層次為基礎(chǔ)實驗。這部分實驗內(nèi)容主要是驗證性實驗，包含建筑材料物理力學(xué)性能實驗、簡易土工實驗、測量實驗(習(xí))。通過本層次實驗教學(xué)，學(xué)生能掌握基本實驗操作方法，正確使用儀器，準(zhǔn)確取得實驗數(shù)據(jù)，掌握數(shù)據(jù)處理和誤差分析方法。同時幫助學(xué)生了解實驗教學(xué)的意義及其在專業(yè)人才培養(yǎng)計劃中的地位，了解實驗教學(xué)的規(guī)章制度，培養(yǎng)良好的習(xí)慣和敬業(yè)精神。

　　第二層次為綜合性實驗。綜合性實驗課程是在學(xué)生具備前一層次的基礎(chǔ)上，更深層次和系統(tǒng)地訓(xùn)練實驗技術(shù)和技能。綜合性實驗有單學(xué)科綜合和多學(xué)科綜合，涵蓋專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊和專業(yè)課程模塊，把原來劃分過細(xì)的各門課程實驗項目合并，有機(jī)串聯(lián)相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行內(nèi)容整合，體現(xiàn)系統(tǒng)性，給學(xué)生以完整的技能訓(xùn)練。主要是進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的操作能力，幫助學(xué)生驗證一些有價值的定理，觀察一些特殊現(xiàn)象，掌握專業(yè)實驗儀器設(shè)備的操作流程，學(xué)會從數(shù)據(jù)中分析現(xiàn)象、給出結(jié)論，逐步形成發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

　　第三層次為設(shè)計性實驗。設(shè)計性實驗層次著重強調(diào)學(xué)生綜合運用前兩個層次學(xué)習(xí)的知識和技能，輔以專業(yè)選修課的理論與知識，在教師指導(dǎo)下積極主動設(shè)計實驗方案，經(jīng)審核后，獨立完成實驗［2］，實驗內(nèi)容為動態(tài)設(shè)計。在這個層次上的鍛煉，主要是幫助學(xué)生掌握建筑結(jié)構(gòu)、建筑樁基、建筑地基、基坑監(jiān)測等實驗方法，能自主設(shè)計構(gòu)件承載力、變形等類型實驗的方法和程序。

　　第四層次為工程實踐實驗。土木工程專業(yè)的學(xué)生進(jìn)入3年級以后，動手能力日趨成熟，但工程能力的實踐還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，創(chuàng)新素質(zhì)有待進(jìn)一步提高，為給畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)、作好準(zhǔn)備，實驗教學(xué)必須面對社會需求的現(xiàn)實問題實施改革［3］。在工程實踐實驗層次，了解實踐建筑工程設(shè)計、施工與質(zhì)量檢測的有關(guān)內(nèi)容，了解國家有關(guān)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，掌握建筑材料現(xiàn)場抽樣和檢測方法及判斷依據(jù)，掌握常用的現(xiàn)場檢測設(shè)備及無損檢測方法，基本能完成建筑材料、建筑地基、建筑樁基、基坑監(jiān)測、建筑結(jié)構(gòu)等的檢測方案設(shè)計及實施檢測。改革后的培養(yǎng)方案中，保證實驗教學(xué)四年連貫發(fā)展。基本形成一年級學(xué)會設(shè)備使用和儀器操作，二年級能夠組織實施驗證性實驗，三年級能夠獨立完成綜合性實驗與設(shè)計性實驗，四年級可以進(jìn)行工程實踐實驗，為畢業(yè)設(shè)計和就業(yè)作準(zhǔn)備。

　　實驗教學(xué)內(nèi)容體系改革實施效果

　　土木工程專業(yè)實驗教學(xué)內(nèi)容改革2010年初步實施，配套有關(guān)教學(xué)管理制度，采取相應(yīng)的教學(xué)方法與手段，通過近二年的實踐探索，取得了初步成效:一是實驗教學(xué)獨立設(shè)課后，教師承擔(dān)實驗課教學(xué)工作積極性高，原來只擔(dān)任理論課教學(xué)工作的教師也愿意承擔(dān)實驗課程，突出了教師在實驗教學(xué)中的基礎(chǔ)作用和中心地位，體現(xiàn)和貫徹了實驗教學(xué)與理論教學(xué)同等重要的思想觀念;二是實驗教學(xué)獨立設(shè)課后，課堂質(zhì)量可控，單獨考核、單獨記學(xué)分，與理論課一樣實行不及格重修制度，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性顯著提高;三是實驗項目內(nèi)容豐富，形式多樣，學(xué)生動手能力、實驗技能、分析解決問題的工程實踐能力得以提高，教師將科研課題與實驗教學(xué)結(jié)合，讓學(xué)生參與研究，進(jìn)一步加強實驗教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的作用;四是從2012屆學(xué)生畢業(yè)論文選題來看，選擇有實驗內(nèi)容的畢業(yè)論文題目比例增加15%，畢業(yè)論文整體質(zhì)量提高。

　　結(jié)語

　　實驗教學(xué)內(nèi)容體系改革是教學(xué)改革的重點也是難點，在“大土木”背景下，地方高校土木工程專業(yè)如何不斷更新實驗教學(xué)理念，探索適于高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實驗教學(xué)內(nèi)容體系，還需要進(jìn)一步研究與實踐。（本文作者：陳奕柏、楊東全、韓建剛、柯才桐 單位：海南大學(xué)土木建筑工程學(xué)院）

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