試驗原理教學與“教、學、做合一”的高職試驗教學模式實踐——以砂的表觀密度試驗為例

王小艷

（陜西鐵路工程職業技術學院道橋工程系，陜西 渭南714000）

土木工程材料試驗與檢測課程中試驗與檢測是教學的重點，試驗項目多，記憶性知識多，數據分析中公式各異容易混淆，因此對試驗教學進行改革勢在必行。本文結合本人課堂情況分析學生在試驗課中存在的問題而總結出適合高職學生的試驗原理教學與“教、學、做合一”的高職試驗教學模式。

1 試驗教學中存在的問題

土木工程材料試驗與檢測接觸的標準規范很多，在教學中發現學生往往出現如下問題：規范太多記不住；試驗步驟太長記不住；計算公式復雜記不住……

“教、學、做合一”的教學模式中融入試驗原理分析是一種對培養學生實踐能力、學習能力、理論分析能力行之有效的方法。本文以“砂的表觀密度檢測”為例來展示“教、學、做合一”的教學模式。

2 試驗原理教學與“教、學、做合一”的高職試驗教學模式

2.1 教學分析

1.知識點：掌握砂的表觀密度定義；了解砂表觀密度檢測的排水法原理；掌握砂的表觀密度檢測規范GB/T14685-2011《建設用砂》；理解砂的表觀密度計算公式；掌握砂的表觀密度檢測試驗數據處理過程。

2.技能點：快速獲取試驗規范中核心信息的閱讀理解能力；準確檢測砂的表觀密度的能力；正確評定試驗檢測結果的能力。

3.重、難點：砂的表觀密度試驗中為何要將砂在水中浸泡24h；砂的表觀密度計算公式的推導；砂的表觀密度檢測（容量瓶）中砂排開水的質量如何確定。

4.學情分析：高職學生對感興趣的東西學習積極性高，動手能力較強，而對文字的理解能力、對試驗原理的深層剖析、對計算公式的理解能力亟待加強，這恰恰是培養學生創新意識的核心。

2.2 教學實施

2.2.1 教師教—教試驗原理

教學中以學生熟悉的排水法試驗開始，引導學生自行設計試驗檢測砂的表觀密度，接著指出所設計試驗中的不足，明確排水法原理在本試驗中的應用。

佛山地鐵3號線鎮安站主體圍護結構設計合理性分析………………………………………………………… 付葉能（9-8）

首先展示砂的表觀密度檢測的原理-排水法，使學生熟悉排水法檢測不規則體積的試驗原理。

其次是講解排水原理在試驗中的運用：第一步讓學生選擇儀器運用排水原理設計砂的表觀密度試驗，（學生會選擇量筒來設計試驗，根據裝砂前后的體積差與砂的質量來計算表觀密度）；第二步針對學生所設計試驗中的不足之處進行分析：如何確保排水體積等于砂的表觀體積（開口孔隙體積與礦物體積之和）；量筒是粗量器，若要提高試驗精度應用精量器設計試驗；目的是通過分析學生設計試驗中的不足之處使學生明確砂的表觀密度檢測試驗中砂需在水中浸泡24h的理由；并提出用精量器容量瓶如何設計完成砂的表觀密度檢測的任務。第三步要求學生選用精量器容量瓶來設計試驗。

2.2.2 學生學—學規范

采用任務表格，鍛煉學生快速閱讀規范并獲取核心信息的閱讀理解能力。

在規定時間內，閱讀規范《建設用砂》（GB/T 14685-2011)、抓關鍵詞找到試驗過程中需要稱取的質量m0、m2、m1各表示什么質量以及何時何狀態下稱量。

2.2.3 學生做—做試驗

學生分組完成試驗，將理論與實踐有機結合，在動手操作中掌握試驗的檢測的細節。試驗中的操作細節：平視液面，擦凈瓶壁水再稱量以及測量水溫等等。

2.2.4 教師教—評結果

在學生做完試驗后教師講解砂的表觀密度公式推導過程，有助于理解掌握砂的表觀密度計算公式。

分析一：砂的表觀密度=干砂的質量/表觀體積=干砂質量/砂排開水的體積=干砂質量/(排水質量/水的密度)=（干砂質量/排水質量）×水的密度

在以上的表觀密度計算中干砂質量與水的密度較易獲得，而排水質量則是計算的難點，重點是分析用試驗中測定的三個質量——干砂質量（m0）、砂+水+瓶質量（m1）、水+瓶質量（m2）——如何確定干砂排開水的質量。

引導學生分析二：干砂質量（m0）+水+瓶質量（m2）-砂+水+瓶質量（m1）=排開水的質量。

最后將分析二的排水質量代入分析一中并考慮溫度修正系數即得到砂的表觀密度計算公式：

砂的表觀密度=[（m0/(m0+m2-m1）-at)]×水的密度

并以學生試驗數據為例講解數據處理過程中的細節：數據應該修約至10kg/m3,兩次試驗測定結果之差大于20 kg/m3應重新試驗，砂的表觀密度應不小于2500 kg/m3。

2.2.5 學生學—思考題

使學生明確行標與國標中的區別與聯系，強化學生的規范意識：不同的行業有其相應的規范！

課后請查閱以下行業規范中砂的表觀密度的檢測方法，對照其與GB/T 14685-2011的不同：

1.JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》2.JTG E42—2005《公路工程集料試驗規程》

3 教學反思

試驗檢測行業接觸的標準規范很多，要熟練掌握每一個試驗檢測過程，必須掌握正確方法：以“教、學、做合一”的教學模式展開教學效果良好；試驗過程的掌握以及數據分析公式的理解必須建立在理解試驗原理的基礎上；學生抓關鍵詞學規范，從而考察并培養學生的閱讀理解能力；學生分組完成試驗，將理論與實踐有機結合；評結果過程首先分析理解計算公式，從而大大降低了計算的難度。實踐證明“教、學、做合一”的教學模式中融入試驗原理分析是一種對培養

學生實踐能力、學習能力、理論分析能力行之有效的方法。

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