土木工程材料实验课程教学改革探析

辛酉阳，李 华

（黄淮学院 建筑工程学院，河南 驻马店 463000）

土木工程材料课程是土木工程专业的专业基础课，在专业课程体系中处于重要地位。随着科学技术的快速发展，新型土木工程材料层出不穷。新材料本身的优良特性，加上与新技术、新工艺的结合，使得它在实际工程项目中迅速得到推广应用。作为教学改革的一个重点，土木工程材料及其实验课程的教学内容应很好地反映新材料的发展与应用。本文重点讨论土木工程专业土木工程材料实验课程的教学改革问题。

一、土木工程材料实验课教学中存在的问题

20世纪50年代以来，我国高等学校理工科的实验教材一直强调知识的继承和传授，在理论的系统性和严密性上力求完善，这虽然有利于学生对理论知识的巩固掌握，但不利于学生主观能动性的发挥，不利于学生动手能力、解决实际问题能力、创新能力的提高。土木工程材料实验教材也不例外。土木工程材料实验教材包含的实验项目繁多，但开放性实验项目极少。同时，现行土木工程材料实验教材中实验项目的深度一般，容易造成学生对实验教学不重视[1]。近些年，很多高校都根据教学实际对土木工程材料实验教材进行了改进，但实验内容单一、创新性与研究性实验缺乏等问题仍然存在，总体上还不能很好地满足现代实验教学的需要。总之，现行土木工程材料实验教材内容陈旧，对理论教学的依附性强，实验项目虽多但缺乏综合性和创新性。

受实验教材和传统教学观念的影响，目前土木工程材料实验课程教学中主要存在以下问题：(1)教育观念落后。受“重理论、轻实践”落后教育观念的影响，土木工程材料实验课开设的大部分是演示性和对比性实验，综合性、创新性实验项目很少。同时，实验仪器设备台套数和实验耗材不足。在实验过程中，学生基本都是在教师缺乏启发性的指导下进行实验，很少独立地提出问题、发现问题、解决问题。(2)教学内容体系不合理。实验教学内容体系依附性和分割性明显，各个实验之间缺乏联系，更谈不上与其他课程的联系。(3)考核体系不完善。在多数高校，目前土木工程材料实验都附属土木工程材料课程，没有建立独立、科学的考核方案，考核方式不够灵活，实验成绩占课程总成绩的比例较小。教师往往只是根据考勤情况和实验报告撰写情况确定学生的成绩，从而导致很多学生对实验应付了事，难以理想地达到实验教学的目标。

二、土木工程材料实验课教学改进策略

(一)实验教材改革措施

在实验教材改革方面，应从学生动手能力、应用能力、创新能力和解决问题能力的培养与提高出发，在重视基础性实验的前提下，加大综合性、设计性和创新性实验的比例；应着重体现以学生为主体的教学思想，注意激发学生的学习兴趣，让学生带着问题探索性地学习；应给学生留下思考和创造的空间，而不是单纯地灌输知识；应做到选修项目与必修项目相互补充，室内实验与室外实验相互协调；对于各实验项目，可在明确实验内容和实验目的的前提下，让学生通过预习并根据自己的理解自行设计实验步骤。另外，实验内容不是越难越好，重点应是提高学生的学习兴趣，培养学生的探索精神，提高学生的动手能力，为其将来的发展打下坚实基础。

(二)实验教学改革措施

1. 转变教学观念，着力激发学生的学习兴趣

兴趣是最好的老师。在学生第一次接触专业实验时，就应该着重培养其兴趣。传统实验教学重视知识的灌输，强调通过验证性实验使学生强化掌握理论课教学内容，相对地忽视了学生动手能力、应用能力、创新能力和解决问题能力的培养与提高，严重影响了学生的学习兴趣和实验教学的效果。对于土木工程材料实验课来说，一些教师和学生往往认为教学重点只是验证工程材料的性质。其实不然，土木工程材料实验的价值，在于通过材料性能和技术指标的测试，根据国家或行业标准判断材料的质量情况和使用性能，并出具检测报告。让学生认识到这一点，他们对土木工程材料实验及理论课的兴趣自然就提高了[2]。

2. 突出教学内容的应用性，着力提高学生的综合实验技能

在实验教学项目的选定上，教师要结合实际工程实验检测的内容，选择性地开设综合性、设计性实验[3]；应突出教学内容的应用性，着力提高学生解决实际问题的能力。具体讲可从以下几方面努力：(1)删减过时的实验内容（如黏土砖实验），力争实验内容“精而新”；(2)增加与实际工程项目（如见证取样、工程验收等）结合紧密的综合设计性实验，使实验研究“接地气”；(3)结合教师的科研开设一些研究型实验项目，充分激发学生的兴趣；(4)增加新材料、新工艺、新技术、新规范方面的实验内容，提高实验教学的应用性；(5)增大设计性实验项目的比例。

在安排实验教学时，教师要坚持分类指导、循序渐进的原则，以模块化方式逐渐提高学生的能力。具体可分为以下三个教学模块：一是基本技能型实验模块，其教学目标主要是使学生熟悉土木工程材料实验的基本理论、方法和程序，掌握实验仪器的使用方法。该模块应包括钢材的拉伸与压缩试验、烧结多孔砖抗压强度的测定、沥青三大指标的测定等实验。二是综合设计型实验模块，即对联系比较紧密的实验项目进行整合设计，从而增强学生对土木工程材料实验的整体认识，使学生综合地掌握实验技能。三是研究型实验模块，其教学目标主要是激发学生的学习兴趣，提高学生综合分析问题和解决问题的能力。该类实验可结合实际工程和教师的科研项目设计，但实验项目的复杂度要适中。为了提高学生的团队合作意识，确保教学效果，该类实验最好以小组协作的形式展开，即先通过小组讨论确定实验方案，然后学生独立完成实验并撰写实验报告。

3. 改革教学方式，突出学生的学习主体地位

为了提高学生学习的积极性和主动性，土木工程材料实验课教学应改革教学方式，充分体现“学生为主体，教师为主导”的现代教学理念。第一，应增强实验的开放性，为学生开展探究性学习提供保障。例如，桩基础的检测、钢筋的无损探测等都可以作为开放性实验开设。第二，实验指导方式要根据实验项目的具体情况而定，以达到实验教学的最佳效果。第三，可设立一定的选做实验项目，以便学生根据自己的兴趣和能力水平灵活选择。

4. 完善考核体系，调动学生的学习积极性

土木工程材料实验课教学应建立“考核方式多样化、注重过程考核的考核体系”[4]。在独立设课的情况下，应采用“平时考核+笔试+操作考核”相结合的方案；在非独立设课的情况下，可以以平时考核为主。平时考核应根据学生在实验中的表现、预习报告与实验报告等综合考核其基本实验技能掌握情况和进步情况，还要根据学生在研究性实验资料收集、方案设计、数据分析等环节的综合表现考核其实验能力。

[1]张翼然．基础教育课程改革对高师教改的要求[J]．青岛大学师范学院学报，2002(3)．

[2]程金林，吴斌，靳晓枝，等．高校实验教学考核模式的改革与实践[J]．实验室研究与探索，2004(4)．

[3]王刚．建筑材料课教学新方法探讨[J]．成都大学学报：自然科学版，2005(9)．

[4]林建好，岳航．土木工程材料课程实验教学改革探索[J]．天中学刊，2010(2)．