《建筑結構試驗》實驗教學內容的革新①

王建東

摘 要：建筑結構試驗是土木工程專業中一門非常重要的實踐性課程，其中開設的實驗內容直接關系到課程的教學質量與效果。結合我校該課程所開設的實驗項目，分析存在的不足，修改和增加部分內容，提煉出知識面更廣、專業層次更深、更接近工程實際的實驗內容，讓該專業方向的學生通過各實驗后，既能鞏固理論知識，增強動手能力，又能掌握該專業方向較前沿的檢測技術與方法，從而培養他們的創新能力和解決工程實際問題的能力，為今后走向工作崗位和進一步的深造打下堅實基礎。

關鍵詞：建筑結構試驗 實驗教學 革新 創新

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（b）-0175-02

當今社會已經進入知識經濟的時代，知識經濟時代對土木工程類專業人才的需求量在逐年增大。土木工程專業的實踐教學是高校人才培養過程中的一個非常重要的環節，也是教育部《普通高等學校本科教學工作水平評估指標體系》中的一項重要評估指標。高校實驗教學工作水平的高低，能直接體現學校的教學水平、科研水平、管理水平以及學生綜合水平的一個重要標志[1]。此外，實踐性教學也是培養本科生的科學思維、動手操作、解決問題和創新等能力的重要環節，其作用和功能是理論教學所無法替代的[2-4]。

建筑工程是土木工程大專業中最傳統的專業方向，《建筑結構試驗》又是該專業方向中的一門專業基礎課程，是一門重要實踐環節課程。該課程涉及理論面廣、實踐性強，其目的是通過學習建筑結構試驗的基本理論、測試技術與試驗方法，獲取該專業領域所必需的試驗基本技能，具備解決建筑結構設計和施工中所遇到的比較常規性的結構試驗和檢驗能力。

1 實驗教學內容現狀與不足

1.1 教學內容和實驗設備跟不上時代的步伐

傳統的實驗教學一般依附于理論教學，其實驗內容各自獨立，缺乏層次性、綜合性和創新性[5-6]。實驗儀器設備也依附于理論基礎，往往由于實驗內容做不到與時俱進，而實驗儀器無法得到及時更新和替換，使得學生在高校的實驗教學中學不到先進的試驗方法和設備操作技能，最終導致高校和工程實際的嚴重脫節。

1.2 實驗涉及內容不夠全面

結合我校《建筑結構試驗》課程，該課程是為建筑工程專業方向而開設的，是一門時數為16課時，純實驗內容的課程。實驗主要以混凝土結構和鋼結構為檢測對象，而目前該課程只涉及動力試驗和現場檢測技術兩個系列的知識，其實驗內容比較傳統，實驗的先進性和工程性相對比較差。

1.3 實驗內容先進性不夠

雖然目前該課程開設的實驗已經覆蓋了混凝土和鋼結構兩大類，但內容是以動力和現場檢測技術試驗為主。結合目前工程實際和實驗室現有的實驗條件，我們還可以增加擬靜力試驗和現場無損檢測技術中較為先進的檢測手段，從專業深度、先進性和結合工程實際等方面來開設這些實驗內容。這樣既可以鞏固之前所學《結構試驗原理》課程的理論知識，還可以學到目前檢測領域中層次較深的檢測技能與設備使用方法，甚至可以為今后需要繼續深造的同學開闊眼界，打下扎實的基礎。

2 擬修改的實驗內容與方案

結合結構實驗室中現有的實驗設備資源，在原有實驗基礎上，進過篩選、整合和增加一些新的實驗內容，構建新的實驗課程體系，該體系主要包括四個系列的實驗內容，即基本的靜力試驗系列、結構動力試驗系列、現場檢測技術系列和遠程（無線）測試系統。

2.1 基本靜力試驗系列

基本的靜力試驗主要分為單調靜力試驗和擬靜力試驗。單調靜力加載試驗是工程中最基本、最常見和量最大的試驗。擬靜力試驗又稱低周反復荷載試驗，它是指對結構或構件施加多次往復循環作用的靜力，使結構或構件受到正反兩個方向的重復加載和卸載，用以模擬地震時結構或構件在往復振動中的受力特點和變形特點。由于該試驗較為先進，設備比較復雜，價格也比較昂貴，因此，從某種意義上講，該設備也能體現該專業領域的科研水平。

2.2 結構動力試驗系列

動力試驗是結構試驗的重要內容之一，該試驗是借以觀察和研究結構或構件的基本動力特性，以及在各種環境下的動態穩定性和耐受能力，是驗證動態性能和動力分析正確性的重要手段。動力試驗一般分為自由振動法和強迫振動法，是通過振動來測出動力特性和動力反應等內容。

2.3 現場檢測技術系列

現場檢測技術主要是結構工程實際，為現場混凝土結構工程質量評定、混凝土結構功能性評估、砌體結構質量檢驗以及鋼結構現場強度和內部缺陷等檢測等提供原始數據和信息。該系列內容較多，包括混凝土、砌體和鋼結構等檢測內容，是最接近工程實際的實驗。

2.4 遠程（無線）測試系列

無線傳感器網絡（Wireless Sensor

Network），是當前在國際上備受關注的、涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域。目前大量工程與重要建筑物在施工階段和運行時都非常需要此類技術，它可以通過監測到的數據來保重施工安全、施工質量以及做到實時監控的效果，大大節省了人力資源。

3 調整后的實驗內容

結構試驗新體系的內容受到學院、學校的關注和支持，學校已經將此內容作為一項校改項目來實施，學院也為此購買了無線檢測設備，為無線檢測實驗的開設提供了設備保障，調整后的實驗將在本學期的《建筑結構試驗》課程中進行首開。

結合上述四個系列內容，為使我校建筑工程方向的同學既有扎實過硬知識，又能獲得相關的動手能力、創新能力和工程應用能力，我們將實驗內容進行了規劃。具體表現在：（1）保留原有的動力實驗和現場檢測的項目，增加混凝土裂縫觀測等內容；（2）增加擬靜力試驗和無線監測試驗的內容。調整后的具體實驗內容（初定）見表1。

4 結語

通過實驗內容的整合和重新規劃，新的實驗內容更加全面，更加結合工程實際。我們的學生通過實驗后，能將學到理論知識真正的理解和融會貫通，還可以學到更深的試驗技能，培養他們的發現新問題，掌握分析問題、獨立解決問題和創新研究的能力。同時，隨著建筑工程的本科生數量的不斷擴充，對《建筑結構試驗》實驗教學內容的革新后，學校將更有利于提高實驗室開放率，實驗儀器設備的使用率，使實驗室資源得到了充分利用。

參考文獻

[1] 潘睿.構建土木工程專業實踐教學新體系的研究[J].高等建筑教育，2008，17（3）：103-105.

[2] 金貴.高校實驗教學改革問題淺探[J].中國科教創新導報，2007（27）：37-38.

[3] 洪俊青，王海霞，劉云平，等.土木工程結構實驗教學改革探討[J].南通大學學報， 2009，25（2）：83-85.

[4] 張麗.建筑結構試驗課程教學改革研究[J].安徽工業大學學報：社會科學版，2013，30（4）：118-119.

[5] 林建好，岳航.土木工程材料課程實驗教學改革與探討[J].天中學刊，2010 ，25（2）：100-102.

[6] 王軍軍，艾軍.《土木工程結構試驗與檢測》課程的教學改革與探討[J].東南大學學報.哲學社會科學版，2012，14（S）：106-107.