土木工程結構實驗教學改革探索★

崔 賢 方光秀

(延邊大學工學院，吉林 延吉 133002)

1 概述

土木工程結構實驗課程是一門理論與實踐相結合的重要專業實踐課，通過結構實驗可以熟悉、驗證、鞏固所學的理論知識，了解各種結構實驗方法，提高學生實踐能力和創新思維能力，培養學生分析問題和解決問題的能力。

傳統的結構實驗課程包括結構試驗與檢測和土木工程材料實驗。課堂上主要講述實驗方法和了解使用的儀器設備，實踐課主要包括測定混凝土彈性模量和鋼桁架模靜載試驗以及簡支鋼筋混凝土梁的基本破壞試驗。近年來土木結構形式的多樣化、結構技術的尖端化和可持續發展，傳統的實驗教學是很難滿足學生對土木結構的認識，越來越適應不了理論與實踐相結合的應用型本科人才培養要求。

為此結合實驗室實際情況，分析了實驗教學中存在的問題，提出改革建議，通過暑期實驗教學終結了學生對本次教學改革建議的認識與想法，為以后的實驗室建設提供有用的數據。

2 土木結構實驗教學現狀分析

培養應用型人才，土木工程結構實驗教學存在很多問題，不光是硬件方面，教學方法與手段，師資力量不同程度上直接影響教學效果,具體地表現在以下幾個方面。

2.1 課時較少

土木專業所屬結構試驗與檢測和土木工程材料實驗各占16學時，任課教師平均帶幾十人進行實驗教學，難以做到每個學生都能參與并動手實踐。結構實驗是計劃、構件制作、養護、破壞實驗、結構分析等一系列過程，在現有的16學時中完成這一步是不現實的。只能用現成的混凝土構件或鋼結構構件來做破壞試驗，這大大阻礙了學生創新思維，實驗效果也不佳，學生也難以得到滿足。

2.2 實驗內容不完善

課程內容單一，實驗室各項硬件和環境的條件限制，局限于做破壞實驗，不符合應用型人才培養要求。

隨著科技發展，出現很多新型材料，像一些傳統鋼筋被纖維筋來替代，以此延長結構壽命。我們應該測定纖維筋抗拉、抗壓強度和彈性模量等物理性能，最后檢測組合結構的抗彎性能等指標。實驗教學應該跟時代發展和實際工程接軌，趕上科技發展，適應工程需求而不斷改善我們實驗內容。

2.3 缺乏創新實驗

本科階段所進行的實驗有混凝土配合比實驗，梁抗彎性能檢測等種類是多，問題是題目都是任課教師擬定，因范圍的限制很少有創新實驗，況且在學生的報告書當中也很難找到創新點。這表明學生在作實驗計劃、構件制作、養護、破壞實驗、結構分析中把實驗計劃看的過于草率，忙于應付實驗報告出現抄襲現象，嚴重影響實驗目的，無法培養學生創新思維。

2.4 教學方法不完善

不同高校師資力量、硬件、軟件環境是不同的，應該在局限的環境中改善現有教學方法，適應土木應用型人才培養方案。現有結構實驗課程設置，主要是借鑒國內外知名高校和自身硬件環境來確定，沒有考慮地區人才需求特點。

為了提高高校學生競爭力，我們應該重點培養學生綜合能力，從實驗計劃開始到結構分析為止，讓每個學生都參與到實驗當中，老師以每個學生在實驗當中的貢獻度來評價實驗成績，以此培養學生積極性和動手解決問題能力。

2.5 學生缺乏積極性

學生的積極性和考核方式有很大的聯系，實驗課成績是通過報告書質量評定，但是出現部分同學的抄襲，很難反映真實的成績，所以部分同學出現消極現象不愿意做創新思考，部分同學出現僥幸心理不做實驗，導致實驗組出現分析嚴重影響學生對結構實驗的積極性。

3 土木結構實驗教學的改革建議

3.1 更新實驗項目

以往的實驗教學內容單一，無法滿足學生對實驗要求，建議圖1所示更新基礎實驗項目，提高學生的知識面，積極性。

實驗項目大類分三種，混凝土結構實驗、鋼結構實驗、防災減災實驗包括了本科階段所學的大部分結構理論知識。梁抗彎實驗又可分為適筋、超筋、少筋梁實驗，鋼結構實驗分為構件整體穩定和拒不穩定實驗，防災減災實驗可分為抗震試驗、抗風壓試驗、凍融實驗。計劃實施每一個組做到不重復的實驗，充分利用實驗室資源重點提高學生動手解決問題能力和創新能力。

3.2 改善實驗教學方法

實驗項目增加不代表實驗內容減少，反而提高了學生對實驗的綜合能力。為了每個學生都能參與到實驗，對自己的小組做出貢獻建議圖2所示實驗方法。

實驗方法要求每一個小組共同做出實驗計劃后分擔實驗任務，如有的學生可以做設計、有的學生可以做有限元分析、預算等等，為同一個目標共同做出努力，提高學生團隊合作能力。

如圖2所示實驗時不要局限于破壞實驗，準備過程中也能學到很多知識，可以提高實驗與實驗的聯系性和學生的創造性，培養學生綜合解決問題的能力。

3.3 改善實驗成績評價方法

采取多樣化評分標準，第一，實驗的參與度(30%)；第二，實驗的貢獻度(30%)；第三，結果發表(40%)。結果發表是所學知識的結晶，代表對實驗的理解和認識，所以比其他兩項高一點。

4 土木結構實驗教學的改革效果

為了驗證實驗教學改革效果，在暑期開設了三門結構實驗課程。分別以建議的圖2所示教學方法來進行，每組9個人分別承擔收集材料、擬定計劃、設計、預算、有限元分析、破壞實驗(裂縫分析、應力分析、延性分析、組合效應等)。最后小組討論后每個人撰寫實驗報告,發表自己對實驗的認識、見解、提議，大大提高學生的綜合實驗知識和積極性。通過這次實驗學生可以做到實驗計劃到實施、分析到終結，達到了預期目標。

5 結語

實驗教學是實踐性很強的一門課程，培養學生創新思維能力、動手解決問題能力和綜合解決問題能力，只有不斷地改善教學方法適應發展趨勢，才能提高學生競爭能力，滿足應用型人才培養要求。

[1] 賴震環.土木工程實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2010(11)：34-35.

[2] 佘躍心,袁啟旺.土木工程材料實驗教學改革研究[J].高等建筑教育,2008(1)：13.

[3] 張長清,金康寧.“土木工程材料”創新實驗探索[J].高等工程教育研究,2004(1)：58-59.