關于土木工程綜合實驗模塊式教學改革策略探析

崔海弘

（哈爾濱商業大學，黑龍江 哈爾濱 150028）

隨著我國經濟的飛速發展，大批建筑群隨之興起，對土木工程的要求越來越高，工程施工也變得復雜起來，對工程質量的監督和檢測變得更加嚴格。正因為上述的原因，學習土木工程專業的大學生更應該注重實際操作能力的培養，不可以紙上談兵，實驗能力急需加強。為了培養出優秀的土木工程人才，為了提升土木工程學科學生的全面素質，學校優化了該專業綜合實驗教學的內容，將模塊式改革深入到實際教學工作中，逐步培養出適合社會和經濟發展需要的人才。

目前土木工程的綜合實驗教學部分，常常作為土木工程理論基礎教學的附帶環節，就是所謂的從屬關系，將實驗教學分散到總課時中的不同部分和學時當中，缺少了整體定性目標教學，沒有了實踐總結理論的明確定位，將課本的理論知識作為教學工作的主要方面，相關實驗成為驗證理論的途徑和方法。加上土木工程綜合實驗不集中、內容老套，阻礙了實踐產生真知的科學進程，沒能把實驗創新培養落實到實處。所以在國家級示范中心建設目標規定的指導下，要樹立堅定的模塊式改革信念，將工程課群的研究方向定位在道路、建筑、巖土、橋梁、安裝五個方面。只有這樣，才能構建科學的教學框架和實驗模式，才能培養出優秀的土木工程專業的人才，才能滿足經濟發展的需要。

1 土木工程學科綜合實驗模塊式改革的內容設置情況

介于學生的學時有限，學校對學分的要求也有規定，這種前提下如何完成綜合實驗模塊教學，在有限的時間內將土木工程教學的質量和效果提升上去，就必須要提高教學的效率。這一專業有著多層次的需求，在整合綜合實驗教學內容時，必須要堅持創新，將原先的培養方案加以改變，將土木工程的所有實驗的學科變成一個整體的模塊，改變原先分散的實驗方式，也就是說綜合試驗中有關的主要學科都歸結為一個模塊內，形成一個集合。

這個整體的模塊主要包括三個實驗模塊，可以稱之為綜合實驗模塊一、二和三。

在模塊一中涵蓋主要學科的實驗內容，這些學科包括土木工程材料、建筑結構試驗、建筑結構檢測技術、橋梁與道路檢測技術四部分，主要實驗為：鋼筋受拉實驗、混凝土立方體試塊受壓及劈裂試驗、混凝土樓主體受壓及劈裂試驗。在綜合模塊試驗中還有一些子實驗，比方說坍落度試驗等。

模塊二可以把鋼筋混凝土設計原理學作為主要的內容，主要進行RC簡支梁加載實驗和鋼筋混凝土偏心柱受壓試驗。以集中荷載下鋼筋混凝土簡支梁加載實驗的單筋無腹筋梁、單筋有腹筋梁、雙筋有腹筋梁、雙筋無腹筋梁，剪跨比均分別為A=0.5、1、2、3，縱筋率分別為p=0.5、1、2、3，每類有 20種情況，共有100種情祝和鋼筋混凝土偏心柱受壓試驗等都是第二個實驗模塊的綜合實驗。這些實驗之間互相具有對比性，單一實驗又具有綜合性。

模塊三主要包括巖體力學以及巖體力學檢測技術。這方面相關的實驗包括：巖石剪切試驗、巖石抗壓及抗拉試驗、巖石現場剪切試驗、巖石三軸及變形試驗。

2 土木工程學科綜合改革理論教學課程的設置

土木工程學科綜合改革理論教學課程的設置包括三個方面的實驗，主要是基礎性、綜合性、創新性實驗。具體的實驗定義如下：

2.1 基礎性實驗的含義

基礎性實驗主要考察學生的土木工程類專業的基礎知識和基礎能力。參加基礎性試驗才能獲得試驗的學分，所以學生們必須參加這類實驗，并且通過基礎性實驗的測試。基礎性實驗課程是夯實理論教學內容的根本，緊密圍繞課程內容，實驗和理論知識結合一致，統一安排可以深化專業學生對基礎知識的掌握程度。通過各項實驗來總結相關專業知識、概念、假設條件、定理、結論，把握實驗技能。

2.2 綜合性實驗的特點

綜合性試驗最大的特點就是綜合性很強，全面考察學生的綜合能力和綜合素質。這些實驗能夠全面提高學生們的動手操作能力、分析觀察能力、判斷理解能力、整合比較能力。在實驗中學生可以充分利用自己所學的土木工程知識，認真分析題目類型和含義，對課本中的公式和例題進行比較，得出需要的答案或結果。

2.3 創新性實驗的特點

創新不僅是科技發展的動力，更是教育改革的源泉。沒有創新就沒有熱情，在不斷的思考中發現新的知識，培養更多興趣，才可以激發學生對真知不斷探索的積極性。創新性實驗可能比基礎性實驗更有難度，需要教師的進一步指導和輔助，更能滿足學習能力強的土木專業學生的進一步學習。

2.3.1 綜合實驗模塊一

模塊一的基礎性實驗主要有低碳鋼彈性模景E的測定和萬能試驗機操作及混凝土拉、壓實驗等。綜合性實驗有棱柱體受壓實驗、混凝土立方體受壓及劈裂實驗等。用三種不同的實驗方法測試混凝土抗拉強度屬于拓展實驗即創新性實驗的一種。

2.3.2 綜合實驗模塊二

模塊二的基礎性實驗主要有：測定彈性模景E、梁的彎曲正應力實驗、純彎曲梁正應力實驗等。模塊二的綜合性實驗包括：①鋼筋混凝土簡支梁斜截ICI強度實驗；②鋼筋混凝土單筋梁正截面強度實驗；③鋼筋混凝土簡支梁斜截面強度實驗；④鋼筋混凝土大偏心受壓中長柱的強度實驗；⑤荷重傳感器的設計與制作；⑥鋼筋混凝土單筋梁止截ICI強度實驗等。創新實驗通常在配筋形式、配筋率、剪跨比的不同情況下進行不同的變化，與簡支梁破壞形式的參照進行比對。

2.3 綜合實驗模塊三

模塊三的基礎性實驗有：測定巖土的水相關性質例如容水度、測定巖石的吸水性試驗、含水率實驗等。檢測巖石的強度，即巖石抵抗外力作用的能力，巖石破壞時能夠承受的最大應力。包括單向抗壓強度、單向抗拉強度、剪切強度、三軸抗壓強度。檢測巖石的變形，即巖石在外力作用下發生形態（形狀、體積）變化，包括單向壓縮變形、反復加載變形、三軸壓縮變形、剪切變形。主要的綜合性實驗包括：①巖石抗壓實驗；②巖石抗拉實驗；③巖石剪切實驗；④巖石三軸實驗；⑤巖石變形實驗；⑥巖石現場剪切試驗；⑦錨桿現場抗拔試驗；⑧地基基礎原位實驗等。

3 加強土木工程類專業的軟硬件投入和建設情況

軟硬件建設是一個學科乃至一個學校健康可持續發展的前提，是學校教學質量和教學效率提升的重要保障。加大軟硬件的投入力度對土木工程專業綜合實驗模塊式的改革教學工作具有重要的作用。增加機器設備的臺數、提高教師的教學水平和專業能力是開設綜合實驗課程的措施之一。專業師資力量為土木工程綜合實驗課程的順利進行奠定雄厚的師資條件。比如混凝土抗壓強度實驗、鋼筋混凝土（RC）柱的受力性能實驗中，我校購進100T電液伺服式長柱壓力試驗機（配置彎曲平臺）、ZY30拉拔儀（數顯、儲存）、ZY30錨桿拉拔儀（數顯、儲存）等，加強了硬件的投入力度，為土木工程測量綜合實驗模塊式教學改革工作打下了良好的設備基礎。

4 結語

實驗教學和理論教學相輔相成，通過實驗激發學生求知的興趣，開發他們動手和思考的能力，才順應現代社會對人才的要求。通過土木工程綜合實驗模塊式改革教學，我校取得了顯著的成效，實驗教學改革同社會接軌，在需要的行業內嶄露了頭角。

[1]李蕾.土木工程專業人才培養模式探討[J].實驗室研究與探索，2004，23（7）：97-100.

[2]土木工程專業教學大綱編寫組.土木工程專業指導性教學大綱[M].北京：建工出版社，2001.