土木工程專業實驗培養質量和教學改革研究

張鑫 舒志樂

摘要：土木工程專業實驗教學是新工科建設背景下實踐教育的重要組成部分，作為應用型本科院校，應重視學生實踐能力的培養，突出技能應用。文章分析了當前高校土木工程專業實驗教學的一些問題，提出了非完全程式化模式教學內容設計、學生主觀能動思維能力培養的教學方法探討、學生科研能力訓練導向的教學模式探索等措施，以期為同類院校教學改革提供借鑒。

關鍵詞：土木工程;專業實驗;教學改革;新工科

2018年教育部在四川成都召開新時代全國高等學校本科教育工作會議上，陳寶生部長提出“高教大計、本科為本，本科不牢、地動山搖”，教育部將圍繞加快建設高水平本科教育推出系列舉措，其中之一便是解決學生實踐教育這塊短板[1]。在新工科建設背景下，土木工程專業實驗教學是實踐教育的重要組成部分，是培養學生掌握基本科學實驗方法與技能、實施素質教育和創新型人才培養的主要手段之一。從全國高校教學現狀來看，土木工程專業實驗教學是實踐教育的一個薄弱環節，培養的學生普遍存在理論脫離實際、動手能力較差、缺乏解決工程實際問題的能力等。因此，深化實驗教學改革，將土木工程實驗教學與教師科研項目有效結合;基于分類培養教學思想，建立學研為一體的實驗教學體系和全流程協同育人機制。提高我校土木工程實驗教學水平同時，增強科研人才培養，使我校土木工程專業本科生的創新能力和科學素質得到顯著提高，能更好地適應市場競爭，具有廣泛的示范性和推廣價值。

1.土木工程專業實驗教學現狀與存在的問題

不僅僅是我校，全國大多數應用型高校目前的教學現狀中，土木工程專業實驗教學環節均處于劣勢環節。實驗教學所處地位較低、教學內容陳舊、方法體系單一、經費投入不足等等各方面條件不足，導致與“新工科”教育變革與“新需求”用人驅動下復合型土木工程專業人才培養需求不相適應[2]。導致學生缺乏獨立思考能力、實踐動手能力和創新突破思維。

（1）“重教輕學，樣子貨”

在當前的教學考核模式下，師生只關注理論知識的學習，對實踐加以忽視，片面認為只需要按照實驗指導書的要求就能夠完成對某些原理或定律驗證，學生更將實驗課程作為設備使用與實驗操作的學習，不能與工程實踐相結合[3]。使得學生產生很強的依賴感，多數學生反饋如果老師沒講的知識、內容，自己很難獨立去學習思考。同時學生對于獨立的實驗設計非常困難，甚至不清楚做實驗的目的，遑論實現從實驗中觀察現象、分析問題、得出結論。

（2）“我做你看，抱著走”

由于教學經費投入有限，同時土木工程實驗具有其他學科實驗不同的特點，不僅材料消耗量大，且大多具有時效性，例如水泥用量大不易保管[4];同時實驗費用相對較高，例如三軸剪切實驗，材料費、設備磨損高昂。故實驗教學中為節省開支，只能限制學生在指定的時間進實驗室，跟隨老師的節步驟，完成規定的任務，影響學生對實驗的興趣，抑制學生主動參與的積極性，缺少對學生的思考能力、設計能力、創新實踐能力的培養[5]。

（3）“過場走完，都給分”

當前實驗教學中，學生只需要閱讀一份包含實驗原理、測試方法、實驗步驟乃至數據記錄等等的“填鴨式”實驗報告表格，并按圖索驥對著實驗方法與步驟進行操作，實驗設備儀器自動化呈現結果讀數，并將其填入報告，得出一個課本上已有的結論。而學生最為關心的僅是最終考核成績，現行的評定標準多以實驗報告的質量輔以考勤率得出，學生與教師雙方對于實驗現象、實驗成效、問題挖掘鮮有關注。傳統的考核機制難以客觀反映學生的動手實踐能力，獨立思考完成實驗能力[6]。

2.土木工程專業實驗培養教學體系與模式優化

因此，本研究的目的是為了解決上述問題，提高我校土木工程實驗教學水平和效果，培養創新型土木工程人才，從“牽著學生走”轉變為“讓學生自己走”，提出專業實驗教學與科研實驗互動的開放式實驗教學模式，將土木工程實驗教學與我校土木工程教師較多的科研項目相結合，豐富實驗內容，提高實驗的先進性，改善科研項目的助研人員結構，增強科研項目的人才培養功能，使兩者互動，實現教學創新，使我校土木工程本科生的創新能力和素質得到明顯提高，能更好的適應市場競爭，提出一下幾點建議。

（1）基于“非完全程式化模式”的土木工程專業實驗教學內容設計

結合課程的理論教學內容及其知識點組成情況，將與課程配套的實驗教學內容設置為兩個部分，即基礎部分+拓展部分。基礎部分與教學大綱相對應，著重培養學生對基本知識的掌握;拓展部分主要包括運用新方法開展傳統實驗和個性實驗的設計與實施等，分別培養學生的主觀能動思維能力和基本科研能力。通過實驗教學內容創新，實現實驗教學從“絕對程式化”向“非完全程式化”模式的轉變。

（2）基于“學生主觀能動思維能力培養”的實驗教學方法與實施模式

針對傳統實驗或大綱未要求的其它實驗，學生根據老師所提出的目標，通過查閱相關文獻，自行設計實驗步驟，獨自或分組完成實驗內容，充分調動學生的主觀能動性，培養學生主動思考問題和解決問題的能力。在探索階段，該部分主要采用部分選修方式進行實施。

（3）基于“學生科研能力訓練導向”的實驗教學方法與實施模式

利用學院所具有的相當規模的研究生及其導師隊伍，老師根據所承擔的科研項目，結合研究進展和科研需要，不定期的發布相應的研究題目及要求，學生根據自身的興趣和規劃進行選擇，參與科研型實驗的方案討論和實驗實施，形成“老師-研究生-本科生”有機結合實驗教學新模式，以訓練學生的基本科研能力。

（4）“非完全程式化模式”實驗教學管理體系

研究實驗教學改革對學生能力提高的效果評價，探討學分激勵、必要經費配套等多種措施對實驗教學改革可持續性發展的促進作用，建立針對學生、老師、管理人員等全方位的管理體系。基于項目負責人及課題組成員所承擔的相關專業課程，開展實驗教學改革的創新實踐。

結語

新時代下工程行業逐漸進入智能化、智慧化，土木工程領域對專業人才的能力和素養有了新需求，“新工科”教育革新的背景下，為解決土木工程專業實驗教學是實踐教育的一個薄弱環節，培養的學生普遍存在理論脫離實際、動手能力較差、缺乏解決工程實際問題的能力，深化實驗教學改革，將土木工程實驗教學與教師科研項目有效結合;基于分類培養教學思想，建立學研為一體的實驗教學體系和全流程協同育人機制。不斷優化土木工程實驗教學體系和模式，與時俱進的推進教學改革，提高教學質量，才能培養出真正卓越的工程技術人才。

參考文獻

[1]梁麗.論對大學生要合理"增負"[J].甘肅科技，2020，（9）：65-66，110.

[2]劉鎮，周翠英.多學科交叉滲透的復合型土木工程人才培養模式探索[J].高等建筑教育，2014，023（002）：12-15.

[3]趙穎，丁衛，劉瑤，等.基于CDIO教育理念的土木工程專業材料力學實驗教學改革[J].山西建筑，2018，08（v.44）：248-249.

[4]章敏，董曉強，郭昭勝，等.科研課題引入土木工程實驗教學的探索與實踐[J].高等建筑教育，2017，04（v.26;No.131）：108-111.

[5]張必清，劉方樂.應用型本科院校實驗教學改革初探[C]//全國高校經濟管理類實驗室建設研討會.2007.

[6]許彥偉.高等職業院校實踐教學體系研究.東北師范大學，2010.