應(yīng)用型土木工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的探索與構(gòu)建

曾開華++高桂青+鞠海燕+黃紅元

摘 要：應(yīng)用型人才培養(yǎng)是高等教育發(fā)展的必然，實驗教學(xué)是高等教育應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。該文論述了應(yīng)用型土木工程專業(yè)實驗教學(xué)的重要性及目前教學(xué)中存在的主要問題。對照《專業(yè)規(guī)范》，通過對兄弟院校的調(diào)研分析，提出了應(yīng)用型土木工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的基本框架。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型 土木工程 實驗教學(xué)

中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0194-03

應(yīng)用型本科教育的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)面向生產(chǎn)第一線的“現(xiàn)場技術(shù)人員”和“設(shè)計人員”，即基礎(chǔ)較扎實、適用面較寬、實際能力強、綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型技術(shù)人才。為了達到培養(yǎng)應(yīng)用型工程師，土木工程專業(yè)的教育在繼續(xù)強調(diào)理論基礎(chǔ)的同時，也越來越把實踐教學(xué)作為學(xué)生學(xué)習(xí)的重點，用以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)[1]。

實驗教學(xué)作為土木工程專業(yè)實踐教學(xué)的重要組成部分，是對課堂知識的直觀認識，是自然規(guī)律的直接體現(xiàn)[2]；也是連接知識與實踐、實踐與創(chuàng)新并使理論知識向?qū)嵺`能力轉(zhuǎn)化的重要橋梁[3]。

1 土木工程專業(yè)實驗教學(xué)存在的問題

我院開設(shè)的土木工程專業(yè)涵蓋建筑工程、道路橋梁工程、地下工程等多個專業(yè)方向，在這多個專業(yè)方向的教育中，實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)在整個學(xué)習(xí)過程中所占的比重約達30%左右[4]。但也存在實驗課依附于理論課，專業(yè)實驗室滿足不了學(xué)生實驗的要求等問題，我院還未建有結(jié)構(gòu)試驗大廳，因此不能開展大型教學(xué)試驗設(shè)備的建設(shè)，實驗中心目前存在的問題與不足主要有以下幾點。

（1）常規(guī)檢測設(shè)備匱乏、智能化水平低。目前對結(jié)構(gòu)的檢測主要采用無損檢測技術(shù)，而實驗室現(xiàn)有實驗裝備存在數(shù)量不足、智能化水平低等問題。設(shè)備多以教學(xué)演示為主，無法滿足施工現(xiàn)場檢測要求。同時我院也開設(shè)相關(guān)檢測及加固專業(yè)的教學(xué)及實驗課程，目前在相關(guān)此類教學(xué)中存在學(xué)生無法把理論知識運用到實踐中，很大方面的原因在于我院現(xiàn)有的對應(yīng)的檢測及檢測方面的教學(xué)設(shè)備無法滿足當前實驗教學(xué)的需要。由于實驗設(shè)備臺套數(shù)限制，部分實驗只能采取演示教學(xué)，不能使學(xué)生親力親為，實驗教學(xué)無法反哺理論教學(xué)。

（2）尚無大型、專業(yè)化檢測設(shè)備。我校的水利與土木工程學(xué)科目前在江西省具有一定的影響力，隨著江西省基礎(chǔ)建設(shè)的大力發(fā)展，如峽江水利水電樞紐工程、南昌市地鐵1號線建設(shè)等，對于大壩工程、隧道工程中的檢測。由于資金原因，目前實驗室尚無相應(yīng)大型化、專業(yè)化的設(shè)備，無法開展相應(yīng)的技術(shù)服務(wù)，難以滿足區(qū)域和地方經(jīng)濟發(fā)展的需要，同時也不利于進一步提升我校在省內(nèi)的影響力及競爭力。

（3）競爭力薄弱。我校在專業(yè)隊伍方面雖然技術(shù)力量雄厚，專業(yè)結(jié)構(gòu)合理，但由于受實驗設(shè)備等硬件設(shè)施陳舊和匱乏因素的制約，在申報科研項目和參與社會服務(wù)項目方面競爭力薄弱，不利于提高和擴大我校在水利和土木行業(yè)的影響力。

（4）相關(guān)正版專業(yè)軟件教學(xué)資源的不足。目前我院在課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、軟件實訓(xùn)所使用的軟件并非為正版軟件，由此帶來一系列問題。主要表現(xiàn)為以下幾點：①盜版軟件的結(jié)果錯誤往往會誤導(dǎo)教學(xué)、科研理念。由于盜版軟件的結(jié)果往往要么偏差較大，要么數(shù)值不確定、反復(fù)性大，這會給學(xué)生帶來不利影響。現(xiàn)在學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計、課程設(shè)計都是驗證型的實驗，舉個簡單的例子，簡支梁在均布荷載的作用下支座位置不會出現(xiàn)彎矩，而有的盜版軟件計算完后在支座位置出會出現(xiàn)彎矩作用，這樣的計算偏差會使學(xué)生對自己已學(xué)到的知識產(chǎn)生懷疑，無法繼續(xù)學(xué)習(xí)，產(chǎn)生學(xué)習(xí)障礙。這也說明盜版軟件的計算結(jié)果不具有可比性，失去了軟件實驗驗證的根本意義。學(xué)生對計算結(jié)果缺乏判斷力，不利于他們自學(xué)與創(chuàng)新。②不利于提高學(xué)生對于專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。盜版軟件在使用的過程中經(jīng)常出現(xiàn)異常錯誤而導(dǎo)致計算失敗，或無法繼續(xù)計算等等，這會是學(xué)生在使用的過程中產(chǎn)生急躁的心理而失去對設(shè)計的興趣，這不利于學(xué)生將來的擇業(yè)和就業(yè)工作。

2 專業(yè)規(guī)范的基本要求

由住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部、高等學(xué)校土木工程學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會編制的《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》，下面簡稱《專業(yè)規(guī)范》，是國家教學(xué)質(zhì)量標準的一種表現(xiàn)形式，是國家對本科教學(xué)質(zhì)量的最低要求，也是我院進行實驗室建設(shè)的目標和原則。

在《專業(yè)規(guī)范》中，明確提出土木工程專業(yè)實踐體系包括實驗領(lǐng)域、實習(xí)領(lǐng)域和設(shè)計領(lǐng)域[5]。實驗領(lǐng)域，包括9個方面的項目，共計106個學(xué)時，而且對每門課程中的實驗課時都給出了最低要求，并明確了實驗項目內(nèi)容。如《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程實驗，要求必須開設(shè)單筋矩形截面梁（適筋梁、超筋梁和少筋梁）破壞試驗、受彎構(gòu)件斜截面破壞 （剪壓破壞、斜壓破壞、斜拉破壞）試驗以及偏心受壓柱破壞實驗。

3 省內(nèi)外兄弟院校土木工程專業(yè)實驗教學(xué)情況

我們對省內(nèi)外兄弟院校土木工程專業(yè)實驗教學(xué)情況進行了調(diào)研，主要對同濟大學(xué)和南昌大學(xué)的實驗條件和實驗項目的開設(shè)情況進行調(diào)研[6-7]。

通過對表1分析可以看出，同濟大學(xué)在實驗課的開設(shè)方面，《普通物理實驗》的開設(shè)項目不足，其他實驗課的開設(shè)學(xué)時都達到了《專業(yè)規(guī)范》的要求。南昌大學(xué)的優(yōu)勢學(xué)科是力學(xué)，因此力學(xué)方向的實驗開設(shè)大大超過了《專業(yè)規(guī)范》的要求，而其他專業(yè)課的實驗開設(shè)就基本滿足《專業(yè)規(guī)范》的要求。從總數(shù)上來看，同濟大學(xué)的109學(xué)時，達到了《專業(yè)規(guī)范》106學(xué)時的最低要求；南昌大學(xué)的136學(xué)時，也達到了《專業(yè)規(guī)范》106學(xué)時的最低要求。我校在實驗課的開設(shè)方面離《專業(yè)規(guī)范》的要求還相距較遠，除了《土力學(xué)》實驗課時的開設(shè)基本滿足《專業(yè)規(guī)范》的要求，另有《普通物理實驗》、《工程力學(xué)實驗》、《土木工程材料實驗》和《土木工程測試技術(shù)》共計4門課程的實驗課時的開設(shè)達不到《專業(yè)規(guī)范》的最低要求，還有《普通化學(xué)實驗》、《流體力學(xué)》、《混凝土基本構(gòu)件實驗》和《土木工程專業(yè)實驗》共計4門課程未開設(shè)實驗課。從總數(shù)上來看，我院土木工程專業(yè)的58實驗學(xué)時的開設(shè)，距離《專業(yè)規(guī)范》106學(xué)時的要求有較大的差距，僅達到了一半要求。endprint

4 應(yīng)用型土木工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的構(gòu)建完善

4.1 實驗課程體系建設(shè)

從實驗課時來講，建議增加《普通物理實驗》、《工程力學(xué)實驗》、《土木工程材料實驗》和《土木工程測試技術(shù)》4門課程的實驗課時，同時增加開設(shè)《普通化學(xué)實驗》、《流體力學(xué)》、《混凝土基本構(gòu)件實驗》和《土木工程專業(yè)實驗》4門課程的實驗課，重新修訂實驗大綱。

按照《專業(yè)規(guī)范》要求，參考兄弟院校實驗教學(xué)情況，結(jié)合我校土木工程專業(yè)實際，建議土木工程專業(yè)實驗教學(xué)開設(shè)見表2。其中《普通物理實驗》和《普通化學(xué)實驗》不屬于我院開設(shè)，在此不做討論；1-2課程對應(yīng)于《工程力學(xué)實驗》，1-6課程屬于專業(yè)公共基礎(chǔ)課；7-10課程對應(yīng)于《土木工程測試技術(shù)》，11-13課程對應(yīng)于《土木工程專業(yè)實驗》，這兩項都是按三個專業(yè)方向分別開設(shè)。

4.2 實驗室開放

實驗室開放是近年來地方高校實驗教學(xué)改革的新舉措，實驗室開放在實驗教學(xué)資源的利用，實驗教學(xué)質(zhì)量的提高，學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)等方面起到了積極的作用[8]。實驗室的開放是指時間開放、空間開放、項目開放、設(shè)備和儀器開放[9]。這樣，學(xué)生有了主動權(quán)，自主設(shè)汁、自行實驗、發(fā)揮主體性。需要為學(xué)生提供的必要條件：一方面是要提供實驗、實習(xí)方面的教材，使學(xué)生可以從教材中選擇自己感興趣的內(nèi)容，到實驗室完成設(shè)計制作的過程，學(xué)生也可以自主命題；另一方面，實驗室對學(xué)生開放不應(yīng)僅僅限于普通計算機房，還應(yīng)包括我們的一些專業(yè)實驗室。這些專業(yè)實驗室還需要配備具有豐富經(jīng)驗的指導(dǎo)教師，對學(xué)生在實踐過程中遇到的問題加以指導(dǎo)，這樣有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生學(xué)會從選題設(shè)計、項目實施到方案修改、數(shù)據(jù)處理、報告撰寫一整套科學(xué)實驗的方法，在這一過程中，綜合能力得到培養(yǎng)和提高，真正把“要我學(xué)”變成“我要學(xué)”。

4.3 加強實驗教學(xué)師資隊伍建設(shè)

實驗教學(xué)師資隊伍的整體素質(zhì)和結(jié)構(gòu)影響著實踐教學(xué)質(zhì)量的高低。加強實驗師資隊伍，首先，要發(fā)揮人才優(yōu)勢，實行專、兼職結(jié)合，固定人員與流動人員結(jié)合，力求涵蓋理論課教師、實驗課指導(dǎo)教師、科研教師以及實驗技術(shù)人員的講師型、工程師型、技師型“三師型”結(jié)構(gòu)，形成一支穩(wěn)定的、結(jié)構(gòu)合理的開放實驗教學(xué)教師保障隊伍[10]。其次，應(yīng)當分期分批指派教師到企事業(yè)單位作為員工進行實踐鍛煉和專業(yè)培訓(xùn)，使他們更加了解社會需求以及如何培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力，提高教師的業(yè)務(wù)水平和素質(zhì)；第三，要通過制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策，吸引學(xué)術(shù)水平高、實踐能力強的高素質(zhì)人才投身實驗教學(xué)崗位，進一步增強實驗師資隊伍。

5 結(jié)語

實驗教學(xué)作為土木工程專業(yè)實踐教學(xué)的重要組成部分，我院土木工程專業(yè)實驗教學(xué)在實驗項目的開設(shè)方面距離《專業(yè)規(guī)范》的要求差距較大，由此提出了我院土木工程專業(yè)需開設(shè)的實驗項目。

實驗室的開放及師資隊伍建設(shè)是保證學(xué)生的實驗技能的培養(yǎng)和提高，激發(fā)學(xué)生探索研究的興趣，增強學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和分析能力。同時，也對教師的教學(xué)、科研、實踐操作能力等方面提出了新的挑戰(zhàn)，只有不斷提高教學(xué)水平和質(zhì)量，才能滿足高等教育培養(yǎng)應(yīng)用型工程師的目標要求。

參考文獻

[1] 錢波，胡青龍，郭寧.水利水電工程專業(yè)學(xué)生工程能力培養(yǎng)研究[J].現(xiàn)代水利人才需求與培養(yǎng)（院校長論壇），2008（10）：206-213.

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[10] 錢渡.基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的工科開放實驗教學(xué)體系的構(gòu)建[J].實驗技術(shù)與管理，2010.27（7）：136-138.endprint

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4.1 實驗課程體系建設(shè)

從實驗課時來講，建議增加《普通物理實驗》、《工程力學(xué)實驗》、《土木工程材料實驗》和《土木工程測試技術(shù)》4門課程的實驗課時，同時增加開設(shè)《普通化學(xué)實驗》、《流體力學(xué)》、《混凝土基本構(gòu)件實驗》和《土木工程專業(yè)實驗》4門課程的實驗課，重新修訂實驗大綱。

按照《專業(yè)規(guī)范》要求，參考兄弟院校實驗教學(xué)情況，結(jié)合我校土木工程專業(yè)實際，建議土木工程專業(yè)實驗教學(xué)開設(shè)見表2。其中《普通物理實驗》和《普通化學(xué)實驗》不屬于我院開設(shè)，在此不做討論；1-2課程對應(yīng)于《工程力學(xué)實驗》，1-6課程屬于專業(yè)公共基礎(chǔ)課；7-10課程對應(yīng)于《土木工程測試技術(shù)》，11-13課程對應(yīng)于《土木工程專業(yè)實驗》，這兩項都是按三個專業(yè)方向分別開設(shè)。

4.2 實驗室開放

實驗室開放是近年來地方高校實驗教學(xué)改革的新舉措，實驗室開放在實驗教學(xué)資源的利用，實驗教學(xué)質(zhì)量的提高，學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)等方面起到了積極的作用[8]。實驗室的開放是指時間開放、空間開放、項目開放、設(shè)備和儀器開放[9]。這樣，學(xué)生有了主動權(quán)，自主設(shè)汁、自行實驗、發(fā)揮主體性。需要為學(xué)生提供的必要條件：一方面是要提供實驗、實習(xí)方面的教材，使學(xué)生可以從教材中選擇自己感興趣的內(nèi)容，到實驗室完成設(shè)計制作的過程，學(xué)生也可以自主命題；另一方面，實驗室對學(xué)生開放不應(yīng)僅僅限于普通計算機房，還應(yīng)包括我們的一些專業(yè)實驗室。這些專業(yè)實驗室還需要配備具有豐富經(jīng)驗的指導(dǎo)教師，對學(xué)生在實踐過程中遇到的問題加以指導(dǎo)，這樣有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生學(xué)會從選題設(shè)計、項目實施到方案修改、數(shù)據(jù)處理、報告撰寫一整套科學(xué)實驗的方法，在這一過程中，綜合能力得到培養(yǎng)和提高，真正把“要我學(xué)”變成“我要學(xué)”。

4.3 加強實驗教學(xué)師資隊伍建設(shè)

實驗教學(xué)師資隊伍的整體素質(zhì)和結(jié)構(gòu)影響著實踐教學(xué)質(zhì)量的高低。加強實驗師資隊伍，首先，要發(fā)揮人才優(yōu)勢，實行專、兼職結(jié)合，固定人員與流動人員結(jié)合，力求涵蓋理論課教師、實驗課指導(dǎo)教師、科研教師以及實驗技術(shù)人員的講師型、工程師型、技師型“三師型”結(jié)構(gòu)，形成一支穩(wěn)定的、結(jié)構(gòu)合理的開放實驗教學(xué)教師保障隊伍[10]。其次，應(yīng)當分期分批指派教師到企事業(yè)單位作為員工進行實踐鍛煉和專業(yè)培訓(xùn)，使他們更加了解社會需求以及如何培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力，提高教師的業(yè)務(wù)水平和素質(zhì)；第三，要通過制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策，吸引學(xué)術(shù)水平高、實踐能力強的高素質(zhì)人才投身實驗教學(xué)崗位，進一步增強實驗師資隊伍。

5 結(jié)語

實驗教學(xué)作為土木工程專業(yè)實踐教學(xué)的重要組成部分，我院土木工程專業(yè)實驗教學(xué)在實驗項目的開設(shè)方面距離《專業(yè)規(guī)范》的要求差距較大，由此提出了我院土木工程專業(yè)需開設(shè)的實驗項目。

實驗室的開放及師資隊伍建設(shè)是保證學(xué)生的實驗技能的培養(yǎng)和提高，激發(fā)學(xué)生探索研究的興趣，增強學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和分析能力。同時，也對教師的教學(xué)、科研、實踐操作能力等方面提出了新的挑戰(zhàn)，只有不斷提高教學(xué)水平和質(zhì)量，才能滿足高等教育培養(yǎng)應(yīng)用型工程師的目標要求。

參考文獻

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[10] 錢渡.基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的工科開放實驗教學(xué)體系的構(gòu)建[J].實驗技術(shù)與管理，2010.27（7）：136-138.endprint

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4.1 實驗課程體系建設(shè)

從實驗課時來講，建議增加《普通物理實驗》、《工程力學(xué)實驗》、《土木工程材料實驗》和《土木工程測試技術(shù)》4門課程的實驗課時，同時增加開設(shè)《普通化學(xué)實驗》、《流體力學(xué)》、《混凝土基本構(gòu)件實驗》和《土木工程專業(yè)實驗》4門課程的實驗課，重新修訂實驗大綱。

按照《專業(yè)規(guī)范》要求，參考兄弟院校實驗教學(xué)情況，結(jié)合我校土木工程專業(yè)實際，建議土木工程專業(yè)實驗教學(xué)開設(shè)見表2。其中《普通物理實驗》和《普通化學(xué)實驗》不屬于我院開設(shè)，在此不做討論；1-2課程對應(yīng)于《工程力學(xué)實驗》，1-6課程屬于專業(yè)公共基礎(chǔ)課；7-10課程對應(yīng)于《土木工程測試技術(shù)》，11-13課程對應(yīng)于《土木工程專業(yè)實驗》，這兩項都是按三個專業(yè)方向分別開設(shè)。

4.2 實驗室開放

實驗室開放是近年來地方高校實驗教學(xué)改革的新舉措，實驗室開放在實驗教學(xué)資源的利用，實驗教學(xué)質(zhì)量的提高，學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)等方面起到了積極的作用[8]。實驗室的開放是指時間開放、空間開放、項目開放、設(shè)備和儀器開放[9]。這樣，學(xué)生有了主動權(quán)，自主設(shè)汁、自行實驗、發(fā)揮主體性。需要為學(xué)生提供的必要條件：一方面是要提供實驗、實習(xí)方面的教材，使學(xué)生可以從教材中選擇自己感興趣的內(nèi)容，到實驗室完成設(shè)計制作的過程，學(xué)生也可以自主命題；另一方面，實驗室對學(xué)生開放不應(yīng)僅僅限于普通計算機房，還應(yīng)包括我們的一些專業(yè)實驗室。這些專業(yè)實驗室還需要配備具有豐富經(jīng)驗的指導(dǎo)教師，對學(xué)生在實踐過程中遇到的問題加以指導(dǎo)，這樣有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生學(xué)會從選題設(shè)計、項目實施到方案修改、數(shù)據(jù)處理、報告撰寫一整套科學(xué)實驗的方法，在這一過程中，綜合能力得到培養(yǎng)和提高，真正把“要我學(xué)”變成“我要學(xué)”。

4.3 加強實驗教學(xué)師資隊伍建設(shè)

實驗教學(xué)師資隊伍的整體素質(zhì)和結(jié)構(gòu)影響著實踐教學(xué)質(zhì)量的高低。加強實驗師資隊伍，首先，要發(fā)揮人才優(yōu)勢，實行專、兼職結(jié)合，固定人員與流動人員結(jié)合，力求涵蓋理論課教師、實驗課指導(dǎo)教師、科研教師以及實驗技術(shù)人員的講師型、工程師型、技師型“三師型”結(jié)構(gòu)，形成一支穩(wěn)定的、結(jié)構(gòu)合理的開放實驗教學(xué)教師保障隊伍[10]。其次，應(yīng)當分期分批指派教師到企事業(yè)單位作為員工進行實踐鍛煉和專業(yè)培訓(xùn)，使他們更加了解社會需求以及如何培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力，提高教師的業(yè)務(wù)水平和素質(zhì)；第三，要通過制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策，吸引學(xué)術(shù)水平高、實踐能力強的高素質(zhì)人才投身實驗教學(xué)崗位，進一步增強實驗師資隊伍。

5 結(jié)語

實驗教學(xué)作為土木工程專業(yè)實踐教學(xué)的重要組成部分，我院土木工程專業(yè)實驗教學(xué)在實驗項目的開設(shè)方面距離《專業(yè)規(guī)范》的要求差距較大，由此提出了我院土木工程專業(yè)需開設(shè)的實驗項目。

實驗室的開放及師資隊伍建設(shè)是保證學(xué)生的實驗技能的培養(yǎng)和提高，激發(fā)學(xué)生探索研究的興趣，增強學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和分析能力。同時，也對教師的教學(xué)、科研、實踐操作能力等方面提出了新的挑戰(zhàn)，只有不斷提高教學(xué)水平和質(zhì)量，才能滿足高等教育培養(yǎng)應(yīng)用型工程師的目標要求。

參考文獻

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[10] 錢渡.基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的工科開放實驗教學(xué)體系的構(gòu)建[J].實驗技術(shù)與管理，2010.27（7）：136-138.endprint