普通高等工科教育中強化實踐環節的教學模式研究
——以土木工程專業水泥基復合材料和工程測量課程為例

劉 軍，李偉文，吳凌壹，蔣志律，周藍天，宋應秋

(深圳大學，廣東 深圳 518060)

0 前 言

土木工程專業屬于工科，實踐性強，與實際工程結合非常密切，為了完善工程技術人才的培養模式，國家教育部根據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》提出了“卓越工程師教育培養計劃”[1]，政府為實施“卓越工程師教育培養計劃”提供了科學指南，教育部提出建設發展“新工科”，可以看作是“卓越工程師教育培養計劃”的2.0版。結合本專業特點就是造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量土木工程技術人才。在筆者任教的土木工程專業中，水泥基復合材料和工程測量兩門課程是土木專業的基礎課程，除了理論知識的講授外，這兩門課程都強調實踐環節，如在水泥基復合材料的講授過程中，需要學生自己設計復合材料的配合比，通過實驗測定材料的力學及其他性能。工程測量教學中，會設置專門的實踐環節，讓學生了解儀器、理解實驗方法，培養學生的動手能力。傳統的教學模式主要通過課堂講授，教學效果不明顯，到了實驗課獨立操作時，由于學生沒有理解實驗過程，無法獨立完成，學生缺乏主觀能動性，導致學生很難將課堂講授的理論知識與實踐環節進行融會貫通。在新時代普通高等工科專業人才的培養過程中，需要更加強調實踐環節的重要性，突出強化實踐環節的教學新模式。

1 土木工程強化實踐環節教學模式內容

1)制定突出實踐技能培養的教學大綱和培養方案。土木類專業的測量實踐教學由課間實驗和綜合實習( 集中實習) 兩部分構成。在考慮各個專業對測量知識和技能需求的前提下，測量實踐教學內容不僅要統籌合理安排，更要凸顯各專業教學內容的特色。在內容組織上，應根據工程測量基礎教學內容和各專業特點，精選并合理安排教學內容[2]。針對工程測量與實際工程技能結合緊密的特點，有針對性地制定理論授課教學大綱與試驗環節的實驗大綱。增加實踐環節學時，突出理論與實踐相結合的實驗內容。

課程安排上，為了保證每位學生具有較高的獨立操作能力，在學期末會增設具有競賽性質實際操作的考核環節。培養方案中為了加強實踐技能的訓練，在工程測量課程的基礎上，單獨設置1個學時的專業必修實習課(工程測量實習課)。本課程的綜合成績考核更注重平時成績和實踐環節的比重，總占比達到了40%。實驗預備知識、實驗報告、實驗實際操作考核將占平時成績的75%，并且原則上實際操作考核不合格學生的該年度成績評定為不合格，以此使學生能充分認識到實踐的重要性。

2)建立一套強化實踐技能培養的課堂實驗項目流程。通過合理的課題實驗項目設計，可以讓學生深入理解理論知識在工程中的應用，如在水泥基復合材料水泥安定性問題的課堂講解中，只能讓學生對其有膚淺的了解，如果指導學生在實驗室分別制備不同f-CaO、f-MgO、石膏含量的水泥，學習化學組成與礦物組成分析，通過查詢相關標準規范掌握檢測f-CaO、f-MgO、石膏含量是否符合安定性要求分別采用的檢測方法，通過檢測分析明確f-CaO、f-MgO、石膏含量分別達到多高時會出現安性不良，最后回歸課堂，教師講解為什么采用不同安定性檢測方法的原因。通過完整的課堂實驗設計會比單純的課堂講解更能使學生掌握相關知識[3]。在工程測量課程的講授中，根據授課教學大綱及實驗課實訓大綱，重新整合和設計為9個必修的課堂實驗，主要包括：①水準儀的認識和使用；②水準測量；③水準儀的檢驗；④經緯儀的認識；⑤水平角觀測(測回法)；⑥水平角觀測(方向觀測法)；⑦豎直角與三角高程；⑧經緯儀的檢驗；⑨距離測量及一個選修實驗；⑩全站儀的操作與使用，并據此建立了一套強化實踐技能培養的課堂實驗項目流程，讓學生們加深了應用方面的認識。

3)設計綜合應用培養的實踐環節。綜合練習是將課堂上所學的理論及實踐教學知識整合應用于實際的過程，它培養學生根據實際項目的需求，用所學的理論和方法來完成實際任務。在學習水泥材料課程的課余時間，組織同學到相關企業進行參觀，提出一些具體的工程問題，讓同學運用課程中的基本原理來完成解答。工程測量課教學中，應用全站儀大比例地形圖的測繪，把小地區控制測量、地形測量實踐教學融入于一個具體綜合應用的項目中，如對校園進行分組測繪地形圖，實行組長項目責任制，讓學生在實際項目中學會測圖、繪圖、拼圖；并在校園地形圖上擬設道路施工項目、橋梁施工項目，讓學生施測道路工程、橋梁工程等[4]，鍛煉學生的綜合應用能力。

2 土木工程強化實踐環節教學模式的實踐

1)開展多種模式的實踐性教學探索。除了正常的課堂教學環節以外，結合水泥材料及工程測量課程的特點，進行了科研短課和聚徒教學等新型實踐性教學模式的探索。

創新研究短課是我校為探索創新創業型人才培養新模式，以小組為單位，把研究性或科技創新性實驗面向部分學有余力的學生，研究性或科技創新性實驗是基礎性實驗和綜合性或設計性實驗的有益補充，滿足了不同層次學生的需求[5]。教師將水泥基材料相關的科研項目帶入課堂，轉化為課程教學，營造探究式學習和自主學習氛圍，激發學生創新思維，培育學生創新精神和實踐能力，結合水泥材料的研究性、前沿性，開設了“混凝土表層氯離子傳輸理論及進展”和“混凝土滲透性的研究前沿技術及最新進展”兩門特色創新短課，授課中強調學術性、研究性和實踐性。

在工程測量教學中進行了聚徒教學方面的實踐，聚徒教學是一種以探究性教學為基礎的，小范圍、近距離、課堂外的精英教育模式，“聚”思維、“聚”研究，激發學生專業興趣，提升學生專業思維能力，是一種先進的教育理念、獨特的教育模式，在工程測量聚徒教學中，把校園邊坡檢測這樣的實際測量工程引入到課程中，讓學生自己設計實驗方案，自己測量數據、分析數據，貫穿于項目的整個過程，使學生的專業能力和創新創業得到了較大的提升。

2)加強校企合作，引導學生解決實際問題。在水泥材料的教學中，要準確掌握理論與實踐教學的切入點, 抓住實踐生產操作中的關鍵問題, 通過理論聯系實際對實際生產過程問題進行分析評價, 可提高學生理論聯系實際分析及解決問題的能力, 從而達到培養學生解決實際問題和創新能力的目的[6]。教學中，鼓勵和組織感興趣的學生，到水泥相關企業進行走訪參觀，增加學生對實踐、生產環節的了解，為讓學生走出課堂，接近實際問題，結合學院的認識實習，多方聯系水泥及混凝土的制造生產單位，帶領學生進行多種形式的課程實踐，加深學生對理論知識的理解，了解企業在生產、施工過程遇到的材料學問題，鼓勵學生自主調研思考科學的解決方案。教學過程應以工程實例為導向，素質培養為基礎，重點解決基礎理論與工程實例脫節的問題，架構“學習-認知-實踐-反思”多層次的教學體系。在教學過程中注重工程項目的介紹，引導學生分析工程實例中隱含的科學問題。

3)鼓勵和組織學生參加各類型的專業技能競賽。鼓勵和組織學生參加各類型的專業技能競賽，提高學生的實戰操作和綜合運用能力。對優秀學生因材施教，例如對參賽的選手，除了理論與實際操作的培訓外，還可以變動課程實習的內容為競賽相關內容，在綜合成績中有所反映。同時積極聯系企業進行相關儀器設備操作的培訓，使學生有良好的訓練環境。在此背景下，2018年，學生參加“第五屆全國高等學校大學生測繪技能大賽” ，榮獲水準測量一等獎；2016年學生參加“第四屆全國高等學校大學生測繪技能大賽” ，獲導線測繪一等獎；2016年學生參加“廣東省工科大學生綜合實驗技能大賽”，獲二等獎，在競賽中進一步提高了學生的實踐技能。

3 結 語

類似于土木工程專業這類普通高等工科專業，都具有實踐性強、與實際工程結合非常密切的共同特征，為了適應新時代對工程學科人才的要求，需要在人才培養中進一步突出實踐性。本文以水泥基復合材料和工程測量兩門土木工程類專業基礎課程為例，分析了土木工程強化實踐環節教學模式內容，制定突出實踐技能培養的教學大綱、培養方案、課堂實驗項目流程和綜合運用環節；明確了土木工程強化實踐環節教學模式的實踐環節，開展多種模式的實踐性教學探索，加強校企合作，引導學生解決實際問題，鼓勵和組織學生參加各類型的專業技能競賽。

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