“土木工程材料”實驗課程教學探討

◆潘長春

(安徽理工大學土木建筑學院)

一、引言

隨著我國建筑、交通和煤礦行業的快速發展，土木工程人才激增，對土木工程人才培養提出了更高要求。既要有扎實的專業理論，又要有良好的實踐能力，才能滿足社會主義現代化建設需要。土木工程本科教學實踐證明，高水平實驗教學有助于學生掌握基礎知識、增強感知和提高實踐能力。

《土木工程材料》課程是土建類專業基礎課，由理論、實驗兩個環節組成，其實驗課是學生實踐的主要渠道。基于我校卓越土木工程師人才培養計劃及土木工程專業本科教育評估要求，結合土木工程實驗教學示范中心的建設目標，原驗證性實驗教學已不適應人才培養的要求，需要對實驗教學進行革新。

二、土木工程材料實驗課程特點及現狀

1.實驗項目多，周期長，學時少

由于土木工程材料種類多，實驗項目多，內容繁雜，授課周期長。鑒于我校土木工程材料課程學時少(32 學時)，專業課難以完成，往往壓縮實驗課時(8 學時)，連常規材料實驗都難滿足，更何況進行所有材料實驗。比如水泥、混凝士等材料研究是做試件、養護、測試，而且測試組數多，所以實驗周期長。因此，在實驗教學中必須著重考慮學時問題，統籌合理安排，以保障正常實驗課程的進行。

2.內容陳舊，缺乏聯系實際，創新少

目前，土木工程材料實驗課以驗證性實驗為主，缺乏綜合設計實驗項目，不利于培養學生綜合創新能力。且建筑材料水泥、混凝土性能實驗研究模式單一，內容陳舊，導致學生學習興趣低。因此，在做材料基礎性能實驗時，要適當添加新材料、新技術的實驗，充實實驗內容，加強創新能力培養。例如人們關心的高性能混凝土問題，摻加外加劑對混凝土性質的影響，以及使用帶來的環境問題等。

3.學生多，師資不足，儀器設備少

由于擴招導致實驗師資隊伍緊缺，在職工所占比例過低，專任教師偏少，實驗教師身兼數職，負擔重，精力不足，嚴重影響教學質量;加之設備儀器硬件設施有限，一般是大班上課，教師演示，學生看，操作機會少，導致學生動手能力差。鑒于集體上課，學生不重視，嚴重影響教學效果。師資、設備是實踐教學的基礎，加大投入，提高意識，實驗教學質量才能上高臺。

4.實驗教學評價體系、規章制度不完善

在實驗室建設中往往重視物的投入，忽視人的作用，實驗室不單是設備儀器和實驗大樓，實際上是資源的集合體。多數高校對教師評價以科研、論文為主體，教師時間和精力主要放在科研上，缺乏合理教學評價。特別是擴招后學生數量大幅增加，師資、設備儀器、實驗室管理紛亂，一定程度上影響了實驗教學。只有合理配置教學資源、提高教學質量，滿足培養綜合創新人才的要求，才能建好實驗教學評價體系。

三、土木工程材料實驗課程的優化措施

1.優化實驗教學內容和教學模式

土木工程材料課程涵蓋專業較多，教學中必須結合專業自身，優化教學內容。如將原來“砂石實驗”與“混凝土和易性—強度”綜合，并與混凝土配合比設計結合，使之成為一個綜合設計實驗。以“綜合設計”模式替代“驗證”模式，打破教學形式呆板，學生處于被動狀態。針對道橋、建筑、給排水專業分別增設“瀝青混合料”“木磚性能”“管材性能”實驗等。由于實驗學時少，且有些實驗持續時間長，無法保證課內全部完成。采取課內、外實驗相結合模式，利用課余時間完成實驗，擴大學生視野。

與理論教學相比，實驗教學操作性強，更宜采用多媒體教學，既可以提高學生興趣，又能把校內、外實習基地相結合，使學生切身體會實際問題，突出實踐創新能力的培養。

2.加強綜合創新性實驗

土木工程材料實驗大都是水泥、砂石等常規試驗，如水泥細度、標準用水量、砂石篩分實驗等。在把握基本實驗原則下，強調綜合，鼓勵創新。綜合創新實驗的重要特征是發揮學生主體性，內容要有深度。例如，混凝土配合比實驗整合了粗、細骨料性能，拌合物和易性調整、立方體抗壓強度等多項實驗，涉及多個知識點，成為一個完整、連貫性很強的綜合設計試驗。在上述實驗基礎上，針對建筑研究熱點，就再生混凝土、無損檢測、建筑節能等內容，提倡學生進行實驗研究。由老師出題，學生選題，并獨立完成實驗各項步驟，以此加強創新能力的培養，增強學生專業認識，繼而實現提高教學質量目標。

3.建立新的實驗教學評價體系

以往實驗教學都統一納入理論教學中，對實驗教學沒有任何評價，只要學生考好試就能拿高分，嚴重影響了實驗質量。對此，完善實驗教學評價體系，教師依學生實驗表現和成果，綜合評價實驗成績，再按一定比例計入最終成績，該制度的實施鼓舞了學生對實驗的興趣，主動和教師聯系做實驗，不但掌握了理論知識，而且提高實驗技能。教學中教師和學生是主體，尤其是學生，最有資格評判教學質量。同時師生在教學中角色不同，對問題的判斷也不同。因此，宜采用學生、同行、領導及教師自我進行綜合評價，以實現教學質量評價可靠度。實驗教學質量評價體系中設有教風、業務能力、教學文本、教學質量、教學管理、教學改革六項指標，促成了以考查實驗教師教學質量為核心的新體系建立。

4.加強實驗室建設與實驗教學資源的投入

設備是實驗教學改革的基礎，是提高實驗教學質量的硬件。士木工程材料品種多，材料發展日新月異。因此，實驗室還應設置更新材料樣品，便于直觀教學。增置多媒體設備，方便演示，使學生充分了解實驗過程和方法，拓展學生知識面，達到實驗教學的基本要求。同時加強管理，健全體制，我院實驗中心實行院、系兩級管理，學院負責指導，中心實行主任負責制。要建設好實驗室，充分發揮實驗培養學生創新功能，不僅需要儀器設備，更需建設一支高水平、高素質、結構合理的實驗隊伍，盡量保持實驗隊伍的穩定。通過學習、考察等方法讓教師接觸工程實踐，深入單位學習，提高實驗隊伍的素質。總之，實驗室建設將是一個不斷完善的過程。

四、結語

實驗教學是高等教育中培養學生實踐和創新能力的重要途徑，是完成高等教育人才培養目標的重要教學環節。鑒于土木工程材料實驗課存在的一些問題，如何有效地組織和實施實驗教學。近年來，筆者以培養學生綜合設計創新能力為目標，不斷優化教學內容和模式，完善實驗教學評價體系，加強實驗室建設投入，使學生科學實驗能力及教學質量得以提高。

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