土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革思考

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【摘要】材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)在土木工程專業(yè)教學(xué)中起到了培養(yǎng)實(shí)踐操作技能的重要作用，根據(jù)新課改要求對(duì)材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革是提升學(xué)生專業(yè)技能的基本要求。本文分析了改革材料實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的方法，包括改革課程教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)的積極性；改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，提升探索能力；改革教學(xué)體系，提高實(shí)驗(yàn)室的開放程度。

【關(guān)鍵詞】材料實(shí)驗(yàn)；土木工程；教學(xué)；改革

土木工程材料屬于土建類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，該課程的教學(xué)內(nèi)容具有概述性的特點(diǎn)，計(jì)算與理論推導(dǎo)方面的教學(xué)內(nèi)容相對(duì)較少，但課程的實(shí)踐性較強(qiáng)[1]。為了能夠讓學(xué)生牢固掌握概述性工程材料知識(shí)，包括防水材料、金屬材料、砂漿材料及膠凝材料等的專業(yè)術(shù)語、基本概念等，則需要應(yīng)用實(shí)驗(yàn)課程對(duì)理論性教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充。

一、改革課程教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)的積極性

目前多采用灌輸式的教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，灌輸式的教學(xué)模式耗時(shí)較長，且難以在教學(xué)中充分考慮到學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)需求，因此可嚴(yán)重影響學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極性。對(duì)此，可以采用塔式課程教學(xué)模式對(duì)傳統(tǒng)灌輸式模式進(jìn)行改革，讓學(xué)生在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、對(duì)比分析及后期處理教學(xué)環(huán)節(jié)中逐步了解材料實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、掌握實(shí)驗(yàn)方法及鞏固實(shí)驗(yàn)課程中學(xué)習(xí)到的工程材料知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)先對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，并要求各小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)前需要求學(xué)生上交設(shè)計(jì)方案，待教師審批后才能讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)材料實(shí)驗(yàn)，可以將被動(dòng)實(shí)驗(yàn)變?yōu)橹鲃?dòng)實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)參與度的提升有重要意義[2]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的對(duì)比分析環(huán)節(jié)，教師可要求學(xué)生對(duì)相同批次的材料實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，以了解實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一致的原因，從而有效提升學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程的分析能力與解決實(shí)驗(yàn)難題的能力。在實(shí)驗(yàn)課程的后期處理環(huán)節(jié)，教師需要及時(shí)公布實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并要求學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)成果與改進(jìn)不足。例如，在對(duì)膠凝材料基本性質(zhì)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師可以先準(zhǔn)備好標(biāo)號(hào)不同的水泥，并指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，隨后讓學(xué)生嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)說明及方案完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，包括膠砂強(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時(shí)間、用水量及細(xì)度實(shí)驗(yàn)等。在完成實(shí)驗(yàn)后，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)記錄對(duì)膠凝材料特性進(jìn)行分析，并指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以持續(xù)提升科研能力。

二、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，提升探索能力

單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)不利于優(yōu)化課程中的材料實(shí)驗(yàn)性質(zhì)，造成實(shí)驗(yàn)性質(zhì)以驗(yàn)證性材料實(shí)驗(yàn)為主，研究性材料實(shí)驗(yàn)及綜合類材料實(shí)驗(yàn)較少。對(duì)此，要注意積極改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)形式，應(yīng)用多方案設(shè)計(jì)形式實(shí)驗(yàn)取代單一方案設(shè)計(jì)形式實(shí)驗(yàn)，以便讓學(xué)生在課程教學(xué)中有效提升探索能力。例如，在進(jìn)行鋼筋實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以采用以下方法對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。拉伸實(shí)驗(yàn)屬于鋼筋材料檢測中的重要實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)后可以了解鋼筋的伸長率、抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度指標(biāo)，在應(yīng)用傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)開展實(shí)驗(yàn)時(shí)僅需要采用一種鋼筋，這就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程缺乏一定的比對(duì)性，也難以讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)了解塑性鋼筋、冷軋鋼筋、冷拔鋼絲及高強(qiáng)鋼絲之間的性質(zhì)差異。對(duì)此，教師可以采用八種不同的鋼筋讓學(xué)生同時(shí)開展實(shí)驗(yàn)，對(duì)不同種類鋼筋的伸長率、抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行分析，以便可以全面了解不同鋼筋塑性性質(zhì)及應(yīng)用范圍等[3]。再如，可以采用礦物組成實(shí)驗(yàn)、摻量實(shí)驗(yàn)、養(yǎng)護(hù)條件實(shí)驗(yàn)、水泥細(xì)度實(shí)驗(yàn)等方法檢測水泥實(shí)際強(qiáng)度。此外，在改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)注意明確實(shí)驗(yàn)方向，以便可以通過采用具有系統(tǒng)化特征的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)全面分析材料性質(zhì)的影響因素。例如，在對(duì)混凝土的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，可以同時(shí)制定以下實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，包括粉煤灰的活性與激發(fā)劑的關(guān)系，水泥性質(zhì)及養(yǎng)護(hù)溫度的關(guān)系，水泥性質(zhì)與早強(qiáng)劑、緩凝劑之間的關(guān)系等，并在實(shí)驗(yàn)中選擇多種早強(qiáng)劑或緩凝劑，如硝酸銨、三乙醇胺、硫酸鈉、水楊酸、檸檬酸及酒石酸等。

三、改革教學(xué)體系，提高實(shí)驗(yàn)室的開放程度

由于實(shí)驗(yàn)課程針對(duì)了多種專業(yè)，不同的專業(yè)對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程有不同的要求，在實(shí)驗(yàn)課時(shí)相對(duì)有限的情況下，應(yīng)注意根據(jù)專業(yè)教學(xué)特點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)體系進(jìn)行改革，以便可以使實(shí)驗(yàn)課程中的教學(xué)內(nèi)容得以優(yōu)化，從而確保不同專業(yè)的學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)中最大限度地提升相關(guān)知識(shí)的掌握程度。例如，可以在教學(xué)中將混凝土強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、和易性實(shí)驗(yàn)與砂石實(shí)驗(yàn)結(jié)合在一起，同時(shí)增加配合比方面的內(nèi)容，以保證在改革實(shí)驗(yàn)體系后，學(xué)生能夠在課堂中進(jìn)行具有設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)。再如，針對(duì)工程管理類專業(yè)，可在瀝青軟化點(diǎn)、延度及針入度實(shí)驗(yàn)中增加混合料性質(zhì)檢測實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括車轍實(shí)驗(yàn)、馬歇爾實(shí)驗(yàn)、物理指標(biāo)的測定實(shí)驗(yàn)及材料制備實(shí)驗(yàn)等。對(duì)于城市規(guī)劃及建筑學(xué)等相關(guān)專業(yè)，可在墻體材料強(qiáng)度等級(jí)、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增設(shè)陶瓷磚容重試驗(yàn)、表觀密度實(shí)驗(yàn)、顯氣孔率實(shí)驗(yàn)、吸水率及外觀質(zhì)量實(shí)驗(yàn)[4]。此外，在對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革的過程中應(yīng)注重提高實(shí)驗(yàn)室的開放程度，以便讓學(xué)生能夠充分利用課余時(shí)間或自主安排時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)。例如，在進(jìn)行周期較長、涉及環(huán)節(jié)較多的混凝土強(qiáng)度、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以增加實(shí)驗(yàn)室的開放次數(shù)、延長開放時(shí)間，讓學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)。

結(jié)束語

綜上所述，在實(shí)驗(yàn)課程中培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作技能、了解儀器設(shè)備使用方法及提升質(zhì)量驗(yàn)證能力是重要的教學(xué)目標(biāo)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，并保證實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量符合素質(zhì)教育要求，則應(yīng)注意了解目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，并根據(jù)課程教學(xué)中的不足之處應(yīng)用具有針對(duì)性的改革方法，以期全面改善材料實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]竇德宇,柳春燕,楊麗芬,方向.利用公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開設(shè)《生物分離工程》選修課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J].科技信息,2014(11):73.

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[4]楊永良,李增華,侯世松,左樹勛.構(gòu)建安全科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2013,16(1):153-155.

作者：羅少云