土木工程材料教學(xué)革新
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1當(dāng)前土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀
1.1材料種類繁多，學(xué)時有限，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有待精選
土木工程材料種類繁多，包含了建設(shè)過程中涉及的各種材料，理論課中講授的材料包括金屬材料、非金屬材料、高分子材料以及復(fù)合材料等多種材料，每種材料又有多種不同的性能測試．內(nèi)容龐雜而散亂，另一方面，為適應(yīng)素質(zhì)教育的需要，土木工程專業(yè)課程學(xué)時一再壓縮，我校土木工程材料課程學(xué)時壓縮為32學(xué)時，其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時僅為8學(xué)時，顯然不能滿足所有材料實(shí)驗(yàn)的要求。即便是常規(guī)的材料實(shí)驗(yàn)也不能滿足要求。
1.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定但內(nèi)容陳舊
水泥、混凝土依然是當(dāng)今建筑界最主要的建筑材料，而且在將來的相當(dāng)長的時間里仍然是如此。故土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但內(nèi)容卻較為陳舊，致使教學(xué)實(shí)驗(yàn)與時代脫節(jié)，在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在掌握土木工程材料的基礎(chǔ)性能實(shí)驗(yàn)外，可適當(dāng)添加相關(guān)新材料、新理念、新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。例如目前人們普遍關(guān)心的混凝土耐久性問題，添加劑對混凝土性質(zhì)的影響，以及建筑材料生產(chǎn)應(yīng)用帶來的生態(tài)問題等，可以考慮設(shè)計(jì)相當(dāng)?shù)木C合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加入到已有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與時俱進(jìn)。
1.3驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例失調(diào)
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，使學(xué)生通過動手實(shí)踐。熟悉儀器操作，了解規(guī)范的實(shí)驗(yàn)步驟，是學(xué)生對材料獲取感性認(rèn)識的重要途徑。同時也是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，但是這類實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證理論的正確性或達(dá)到理論的再現(xiàn)性。學(xué)生多半是根據(jù)規(guī)范按部就班完成實(shí)驗(yàn)，缺乏創(chuàng)新和綜合。為了達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生自主創(chuàng)新的教學(xué)目的。部分院校進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革。取消驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，直接采用綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的方式。由于缺少基本訓(xùn)練和實(shí)踐依托，效果并不理想。因而如何調(diào)整驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)性比例，使學(xué)生既能得到足夠的實(shí)驗(yàn)技能和規(guī)范的訓(xùn)練，又能從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中獲得靈感和啟發(fā)，有創(chuàng)意的完成綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)任務(wù)，是土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革應(yīng)當(dāng)思索的重要問題。
2土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施
針對土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，筆者根據(jù)多年教學(xué)實(shí)踐，提出了土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的幾點(diǎn)具體措施。
2.1優(yōu)化土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程
土木工程材料課是一門實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)課，只有通過相當(dāng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)才能使學(xué)生對土木工程材料有一個感性的認(rèn)識，并對其相關(guān)規(guī)范、檢驗(yàn)方法和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有初步的了解和掌握。因而，為達(dá)到此教學(xué)目的，可從以下幾個方面入手對土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程進(jìn)行優(yōu)化，以提高教學(xué)效果。
2.1.1重視實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)
為了使學(xué)生在上課之前了解并掌握實(shí)驗(yàn)的全過程，避免在親自操作過程中出現(xiàn)手忙腳亂，不按操作規(guī)程去做等現(xiàn)象，可根據(jù)教學(xué)大綱要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，制定一套土木工程材料實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。在實(shí)驗(yàn)前，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的基礎(chǔ)上，給同學(xué)們放錄像再進(jìn)一步預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)課上教師再做重點(diǎn)講解。這樣通過文字和影像相結(jié)合的方法使學(xué)生進(jìn)一步掌握實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟，為動手實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。同時，通過看錄像，直觀、形象的了解實(shí)驗(yàn)的全過程。
2.1.2改平行實(shí)驗(yàn)組為交叉實(shí)驗(yàn)組
受實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、教學(xué)時間等條件限制，土木工程材料實(shí)驗(yàn)都是分組進(jìn)行，即4~6名同學(xué)為一組，共同完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。且為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確度，實(shí)驗(yàn)要求每個實(shí)驗(yàn)需做2個平行組。根據(jù)這種分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式嚴(yán)重影響著實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和實(shí)驗(yàn)效果。一方面，由于小組人員多，動手能力差的學(xué)生不敢動手，擔(dān)心自己操作不正確；依賴性強(qiáng)的學(xué)生不愿動手，只是在旁觀看。每組真正動手做實(shí)驗(yàn)的一直都是那么幾個人，很多同學(xué)失去動手鍛煉的機(jī)會。一方面，大家同時完成所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所需的學(xué)時太長。針對此類問題，可將平行實(shí)驗(yàn)組改為交叉實(shí)驗(yàn)組，即依然保持4~6名同學(xué)為一大組，使用相同的實(shí)驗(yàn)材料。每一大組再分為2小組，每一小組單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于每一小組只有2~3人，所以可以很好地解決學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的問題。而實(shí)驗(yàn)完畢，兩個小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)共享，也可以解決實(shí)驗(yàn)精度的問題。
2.1.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課后的鞏固
按傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)課一結(jié)束，實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)也就完成。這樣教學(xué)模式的直接后果就是使學(xué)生過早遺忘所學(xué)知識。為了進(jìn)一步鞏固學(xué)生所學(xué)知識，可盡量創(chuàng)造條件讓學(xué)生參與一些實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新項(xiàng)目或教師工程實(shí)驗(yàn)任務(wù)，使他們能夠熟悉工程實(shí)驗(yàn)的全過程。學(xué)校還可以與當(dāng)?shù)毓こ虇挝粚?shí)驗(yàn)室聯(lián)系，實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，讓學(xué)生與他們共建，既可以讓學(xué)生幫他們做一些力所能及的事情，又可以鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。
2.2合理配置與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源
實(shí)驗(yàn)室是高校人材培養(yǎng)的重要基地，也是培養(yǎng)教師掌握新知識、新技術(shù)，提高實(shí)驗(yàn)技能的場所。為了有利于學(xué)生素質(zhì)教育的提高，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，為學(xué)生順利融入社會創(chuàng)造必要的條件，應(yīng)對實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源進(jìn)行合理配置與優(yōu)化：（1）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室教學(xué)環(huán)境，為合理開設(shè)土木工程材料實(shí)驗(yàn)課提供基礎(chǔ)保證；（2）發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模效應(yīng)，構(gòu)建跨學(xué)科、跨專業(yè)的實(shí)驗(yàn)中心，實(shí)現(xiàn)資源共享，充分利用實(shí)驗(yàn)室直接的、有效的資源，積極發(fā)揮其功能；（3）在經(jīng)費(fèi)投入不足的情況下，做到修舊利廢，對于損壞的儀器設(shè)備，管理人員親自動手維修，并經(jīng)常對儀器進(jìn)行檢查和測試，做好使用、檢查和維修紀(jì)錄，對于落后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行更新；（4）充分利用學(xué)院網(wǎng)絡(luò)、電氣化教學(xué)資源，建立土木工程材料實(shí)驗(yàn)課課件，使教學(xué)手段變得豐富多樣；（5）開放實(shí)驗(yàn)室充分利用實(shí)驗(yàn)室資源。
2.3開放實(shí)驗(yàn)室，增設(shè)探索性綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
傳統(tǒng)的土木工程材料實(shí)驗(yàn)課絕大部分都為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。一般模式為：教師先介紹實(shí)驗(yàn)原理、目的、儀器設(shè)備、注意事項(xiàng)等，學(xué)生再按教師或教材所講的步驟重復(fù)實(shí)驗(yàn)，讀取數(shù)據(jù)，驗(yàn)證規(guī)律、公式或性質(zhì)。這種教學(xué)模式實(shí)質(zhì)上是以教師為中心。學(xué)生處于一種被動從屬的地位，缺乏實(shí)驗(yàn)主動性和興趣性；以驗(yàn)證理論為目的，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)量少。分析無對比性，不能對課堂理論融會貫通進(jìn)行分析；不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，各種新型材料也在不斷應(yīng)用于土木工程中。所以，在原來基本教學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可開發(fā)一些探索性綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如：廢棄混凝土的再生利用、各種添加劑對混凝土性質(zhì)的影響，各種不同膠凝材料混凝土性質(zhì)的對比實(shí)驗(yàn)等。將這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上網(wǎng)供學(xué)生自由選擇，由學(xué)生自由組合(可不分專業(yè)、不分年級)，實(shí)驗(yàn)課外進(jìn)行，時間與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師協(xié)商確定，盡可能發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。按照要求完成實(shí)驗(yàn)，并寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告或論文的，一般可以獲得課外活動學(xué)分0.5～1學(xué)分。這樣，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、實(shí)踐能力，而且讓學(xué)生懂得科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性、復(fù)雜性、嚴(yán)密性，培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)肅、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，使全面素質(zhì)教育在實(shí)驗(yàn)中落到實(shí)處。
3結(jié)論
通過對土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，不僅開放了實(shí)驗(yàn)室，給學(xué)生創(chuàng)造了一個更寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中豐富和鞏固了理論知識，確立和強(qiáng)化了工程回歸意識，激發(fā)了學(xué)生的求知欲。而且實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備使用率提高了，科研項(xiàng)目開發(fā)出來了，科研效益和社會效益充分展現(xiàn)出來了。但在取得教學(xué)效果的同時也存在著一些問題：實(shí)驗(yàn)室開放后，實(shí)驗(yàn)室的管理復(fù)雜化；實(shí)驗(yàn)室老師和指導(dǎo)老師的工作量加大，實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)大量短缺，相關(guān)政策需要不斷的完善等，這都需要在實(shí)踐中妥善處理才能使實(shí)驗(yàn)室完全開放，充分發(fā)揮其作用。
