《道路工程材料》實驗課教學改革探討

朱興一 杜昭

摘要：本文從教學觀念、教學方式以及教學質量評估三方面對實驗課教學改革進行了探討。并通過分析當前工程材料實驗課教學中存在的不足，提出相應的改革措施。提出了自主性、個性化的實驗教學理念；建立了“類慕課”的全新教學方式，并增加綜合性創新實驗，以實現實驗教學質量的過程控制；在教學評估方面，分別從學生對實驗的了解情況，試驗操作情況以及試驗報告完成情況三方面進行評價，以完善實驗教學質量跟蹤體系。通過一系列的實驗教學改革，以期培養具有實踐操作能力的“卓越工程師”。

關鍵詞：實踐教學；創新能力；教學改革；類慕課；教學考核

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）39-0093-02

一、引言

近年來，基于創新型人才培養的高等教育改革已成為各大高校的重要工作。實驗實踐教學作為高等教育體系中的一個重要組成部分，在培養創新能力方面具有毋庸置疑的重要作用[1]。作為一門應用性很強的工程學科，道路工程專業的實驗實踐教學應始終貫穿該專業教學的各個環節。近年來，為了提高道路工程專業的教學質量，有效發揮實驗實踐教學環節在培養創新型人才中的作用，我們對《道路工程材料》實驗課的教學改革進行了探索，并提出了相應的改革措施。

二、《道路工程材料》實驗課教學現狀

通過對本校當前《道路工程材料》實驗課教學現狀的調研結合相關文獻[1]，我們發現，目前，《道路工程材料》實驗課教學環節主要存在以下問題。

1.重理論輕實踐。如前所述，道路工程是實踐性很強的工程專業，對道路工程專業學生的培養目標之一就是提高學生解決實際工程中遇到的各種問題的能力。實驗教學就是為學生創造了理論與實踐相結合以提高學生動手解決實際工程問題能力的教學環境。然而，當前很多高校教學環節中過于重視理論教學，輕視甚至忽視了實踐教學，未能清楚認識到實踐教學環節的重要性。以我校為例，《道路工程材料》實驗課教學過程中將較多的時間用于試驗相關理論知識的介紹，過多的理論介紹壓縮了學生實操練習的時間。并且，實操練習的安排往往是在相關理論知識已經講完一段時間之后才安排，這樣一來，學生很難將前后所學的理論知識與實踐操作融會貫通，教學效果很不理想。另一方面，由于實驗室設備數量有限，大部分試驗的實操練習只能分組進行。這樣只能少數同學進行實驗操作，其他同學做記錄或旁觀，難免會出現部分同學不愿發揮主觀能動性，抄襲其他同學實驗數據的現象。通過對我校參加過《道路工程材料》實驗課的學生的問卷調查顯示，在期末結束時，僅有20%的學生能夠在沒有書本和教師的指導下，重復本學期所做過的所有試驗。這樣顯然不利于學生動手實踐能力和創新能力的培養。

2.實驗課課時安排不合理。眾所周知，實踐教學對學生就理論知識的掌握和理解具有較大的促進作用。實驗課教學也是學生將所學理論應用于實踐，在實踐過程中加深對理論知識的理解，與此同時提高自身認識問題、分析問題以及解決問題能力的過程。但是，由于部分高校教學中對實踐教學在創新人才培養方面的重要性認識不清，對實驗教學課時的分配比例普遍偏低。傳統的《道路工程材料》實驗教學課程量占總課程量的六分之一，任課教師一般先就試驗的基本原理、試驗內容以及試驗儀器進行介紹，隨后進行演示試驗，學生在理解的基礎上，再進行分組的實地練習。過多的理論介紹及演示操作會占去課程的大部分時間，導致學生的實際操作時間被壓縮。

3.教學方式單一。實驗課教學大多數情況下為當堂實地練習，“現學現賣”的方式顯然不利于學生的理解和融會貫通。此外，關于試驗的演示操作，由于人數眾多，很難保證每一位同學都能夠熟練掌握，課后，學生對試驗操作的復習也無從著手，這也導致了很多學生錯誤的操作。

4.實驗內容及設備陳舊。隨著教育形勢的發展，對道路工程專業學生要求掌握的內容不斷增加。但目前，《道路工程材料》課程的實驗教學內容多為基本操作試驗以及一些驗證性試驗，很少或者根本沒有綜合性、設計性以及創新性實驗[2]。實驗課上僅對基礎性試驗進行介紹和演示，往往無法涉及到國內外較新的試驗測試方法；其次，大多數高校的試驗設備多為好多年前的舊設備，設備故障率高，測試結果誤差大，這在一定程度上制約了實驗實踐教學的開展。此外，隨著我國科學技術的進步，各種與道路工程相關的新工藝、新技術不斷涌現和發展，越來越多的新型試驗設備在道路工程中得到應用，但由于客觀條件限制，實驗課往往無法涉及到這些較新的測試儀器，這樣顯著阻礙了學生接觸到更前沿的知識。

5.實驗課教學的考核問題。目前，大多數高校對于實驗課教學的要求遠沒有對理論教學的要求高，對于《道路工程材料》實驗課的考核還沒有建立起較為規范的考核辦法。而且試驗與理論往往是存在一定差異的，無法保證每次的試驗都能得到與理論數據完全吻合的試驗數據。傳統的考核方式，也便導致了部分學生為了得到一個較好的成績而選擇偽造數據。這樣做不利于良好學風建設的形成和學生能力的培養。

三、試驗教學改革實施方案

1.教學觀念的改革——自主性、個性化實驗教學。（1）理論教學與實踐教學并重。學生通過理論學習和深入思考掌握基本的概念、原理和方法，在實踐訓練中嘗試運用知識甚至發現新知識[3]。實驗實踐教學因其所獨有的直觀性、綜合性以及創新性等特點，使得其在創新型人才培養方面具有不可替代的重要作用。（2）明確學生在實踐中的主體地位。因此，實驗實踐教學應堅持以學生為中心，明確學生在教學環節中的主體地位。應盡可能引導學生進行自主學習，與此同時，盡可能考慮到不同學生之間的個性差異，開設多元化的實踐教學內容，實施因材施教。

2.教學方式的改革——實驗教學質量過程控制。（1）“類慕課”教學方式。MOOC指大規模在線開放課程（Massive Open Online Course，MOOC），中文名“慕課”。近年來，MOOC席卷全球高等教育，掀起了前所未有的網絡教育高潮，成為了國內外教育研究者關注的焦點。基于互聯網的MOOC平臺以其特有的便捷性和開放性實現了一種高端的知識交換，徹底顛覆了傳統的高校教學模式。目前，國內的MOOC平臺如學堂在線，中國大學MOOC等均具有強勁的發展勢頭。此外，基于MOOC的翻轉課堂教學模式在國內高校教育中也得到了越來越多的應用。受MOOC教學模式的啟發，本研究提出“類慕課”概念以嘗試提升實驗教學質量。擬以“瀝青及瀝青混合料”的實驗教學部分為試點。對瀝青材料及瀝青混合料的基礎試驗（三大指標、級配設計、路用性能試驗等）和先進試驗（瀝青流變性質試驗、低溫彎曲蠕變勁度試驗、瀝青微觀試驗、瀝青混合料四點彎曲疲勞試驗等）進行實驗教學視頻拍攝，錄制成片，并在課程初期發布給每位選課學生，供其反復觀摩自學，并完成預習報告的撰寫。學生在掌握教學視頻中的試驗操作方法并遞交預習報告后，可在規定時間段內預約試驗室，自主動手操作練習，練習過程配備研究生助教負責指導。在整個實驗教學過程中，不再花費過多時間對試驗相關基礎進行講解，而是留給學生更多的時間進行實踐操作。通過教學實驗視頻建設，提供學生課后的自學途徑，并結合自主預約試驗操作，加深學生對試驗內容的理解。此外，我們的試驗視頻還將介紹一些國內外最新的測試方法與測試設備，這樣也有助于拓寬學生知識面。（2）在基礎性實驗操作內容的基礎上，開設具有綜合性、設計性以及創新性的試驗內容。學生可在掌握基礎實驗操作的基礎上，選擇綜合性創新實驗題目或科研小課題，自主設計進行試驗研究。在綜合創新實驗環節可采用研討式教學方式，將全體同學分成若干小組，學生以小組形式完成資料查閱，試驗課題選擇，試驗方案的初步設計，試驗方案的制訂與實施，試驗數據分析，試驗報告撰寫等全部過程。科研小課題或創新性試驗內容結合研討式教學方式，可有效激發同學們的學習熱情。與此同時，在獨立思考、分工合作的試驗過程中可有效提高了學生的動手實踐能力，激發了學生的創新思維。

3.實驗教學考核改革——實驗教學質量跟蹤。在試驗教學考核方面，以往對于實驗課的考核均是根據學生最后遞交的實驗報告進行評分考核。此次改革，我們將考慮從學生對實驗的了解情況，實際動手操作情況以及試驗報告三方面進行考核。學生對實驗的了解情況將從學生遞交的預習報告進行考核，實驗操作情況的考核在自主預約試驗操作環節以及綜合性創新實驗環節由實驗課教師以及研究生助教進行評分考核，實驗報告完成情況將由任課教師根據學生實驗報告試驗結果與標準化試驗測試結果進行比對考核。三方面考核所占比例分別為30%、30%和40%。通過這種全新的實驗教學考核方法，逐步引導學生養成勤于思考、勇于探索的良好習慣，以期對培養綜合型創新人才起到一定的促進作用。

四、結語

在《道路工程材料》實驗課教學現狀調研的基礎上，對實驗課在教學觀念、教學方式以及教學質量考核三方面的改革提出了建議。教學觀念改革主要應認識到理論與實踐并重，在實踐教學中充分發揮學生的主體地位，以學生為中心，通過恰當的方式對學生進行引導和培養；在教學方式改革方面提出了“類慕課”的全新教學形式，增加綜合性創新實驗；在教學評估方面分別從學生對實驗的了解情況，試驗操作情況以及試驗報告完成情況三方面進行考核。通過上述改革措施，以期有效激發學生的學習熱情，全面提高學生的綜合能力。

參考文獻：

[1]陳國松.我國重點大學本科工程教育實踐教學改革研究[D].武漢：華中科技大學，2012.

[2]張彩利，李寧利，馬士賓，孫吉書.《道路建筑材料》實驗課教學問題及對策研究[J].中國建設教育，2012，（1Z1）：57-59.

[3]李麗，安衛華，馮嵩.卓越機械工程師校企聯合培養模式的研究[C].沈陽科學學術年會，2015.