基于“创新+实用”模式的土木工程专业实验教学方法、手段的改革

摘 要： 作为硬工科专业，土木工程广受社会重视。其实验教学效果，是该专业人才培养质量的重要衡量指标。目前，各高校都在大力改革土木工程专业实验的教学方法和手段。作为武陵山片区唯一一所省属综合性大学，吉首大学的教师在不断摸索和积累土木工程实验教学方法和经验的基础上，提出“创新+实用”的实验教学模式。

关键词： 土木工程 实验教学 “创新实用”模式

1.引言

教育部在《关于深化教学改革，培养适应21世纪需要的高质量人才的意见》中明确指出：“改革教学方法是深化教学改革的重要内容。要重视学生在教学活动中的主体地位，充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性”，“要改革‘灌输式’及在教学中过分偏重讲授的教学方法，积极实践启发式、讨论式、研究式等生动活泼的教学方法”。吉首大学土木工程专业根据教育部精神，在不断摸索实验教学经验的基础上，提出“创新+实用”的实验教学模式，大力改革我校土木工程实验的教学方法和手段。

2.“创新+实用”模式的前提条件

2.1“创新+实用”模式的定义

创新，是现代社会对大学生能力的普遍要求，也是人类社会进步的核心动力和源泉。江泽民同志说：“一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界先进民族之林。”胡锦涛同志强调：“要全力建设创新型国家，要坚定不移地走中国特色的自主创新道路，到2020年中国要成为创新型国家。”这些都体现了国家对创新性人才的迫切要求。亲自动手参与实验，是最容易激发大学生创新意识的手段。

实用，指实验的内容要紧贴实际社会的需要，能试而有用。华而不实的实验，会使学生感觉无用，进而丧失做实验的兴趣和乐趣。而实用的实验，则能够使学生产生成就感和兴奋感。

2.2“创新+实用”模式的前提条件

要体现实验教学的“创新+实用”性，并非易事，需要实验教师付出更多精力。即，教师在引导学生实验的过程中，既要使实验充满趣味性，又要让学生有一定的发挥余地，富有创新性，此外，还要兼顾实验的实用性。要想做好这样的实验吸引学生，实验内容的设计和实验的开展过程都要巧妙设计。这不仅有赖于先进的教学设备，还有赖于教师对教学内容的极度熟悉和对现代教学方法、手段的娴熟运用。

目前，我校有良好的校内实验室条件，已建成了“土木工程结构与力学实验室”、“土木工程基础实验室”、“虚拟现实与模型制作实验室”和“规划与设计基础实验室”四大实验室。该系列实验室在国内同一学科领域整体处于先进水平，为土木工程专业实验教学方法、手段改革的研究提供了基础硬件条件保证。

我校拥有较先进的教学设备。不仅大多数的教室里配备了齐全的多媒体教学设备，如希沃智能一体机、投影仪、音响、白板等，而且在“虚拟现实实验室”中配备了先进的3D投影显示系统，能让学生更直观生动地了解实验学习内容，激发学生模拟小型土木工程实验动画设计的兴趣。这一系列的教学设备，也为改进土木工程实验教学手段提供了前提条件。

3.“创新+实用”的实验模式

我校对土木专业实验教学方法、手段的研究基于“创新+实用”模式的理念，从以下四方面展开。

3.1进行一定数量的传统破坏实验演示型视频教学

包括试验准备、试验过程、试验结果分析的完整录像资料。由于破坏性实验复现工作量较大，要求投入经费较多，通过录制破坏性实验教学资料，可以在理论教学和实验之间建立缓冲段，一方面可以作为破坏实验的预习内容，另一方面当破坏性实验由于条件所限无法大量開展时，此视频将作为破坏实验演示型教学内容。

3.2开设大批量流水式“小而精”的土力学实验项目

我校拥有土力学实验分室，利用该实验分室的仪器设备，开设大批量流水式“小而精”的土力学实验项目，从土的变形和强度等工程特性方面出发，对武陵山片区的土质状况进行实验研究。该系列实验难度不大，“小而精”，可以大批量流水式展开。

3.3实施一批混凝土材料等创新实验项目

在土木工程实验中，混凝土材料实验特别重要。从水灰比的设计，到添加物的称量，再到现场搅拌施工的过程，既能培养学生认真谨慎的实验态度，又能展示其大胆精心的设计理念，还能锻炼学生吃苦耐劳品质，是一项特别有意义的实验项目。

3.4开展系列服务地方的实验项目

在土木工程实验项目的设置上，要考虑地方需求，依据自身实力和条件，开展一定数量服务地方的实验项目。譬如，开展地方性混凝土设计（粉煤灰混凝土、矿渣混凝土、高性能混凝土、自密实混凝土等）、结构无损检测、地基土样分析等应用于地方的服务性实验项目。

4.“创新+实用”模式的成果

吉首大学土木工程专业师生在“创新+实用”实验教学模式的带动下，累积了一定的实验教学经验，取得了一定成绩。

卓德兵老师已经开始了实验视频教学的初步探索和研究。其制作的“钢筋拉伸试验”视频改变过去单一的直观演示实验模式，采用多媒体及视频技术，记录钢筋拉伸破坏的全过程。这不仅大大节约了实验的耗材成本，而且让实验的全过程清晰、反复地展现，激发学生对土木软件及视频制作的兴趣。该视频在“湖南省教师现代教育技术应用竞赛”直观展现，并助卓老师获得省一等奖。

王子国老师带领学生从事防爆抗冲击仿生混凝土材料的研发。该混凝土的制作利用仿生学原理，具有显著的防爆抗冲击能力。这样的研究性实验极大地激发了学生的热情和兴趣。学生一有空就进入实验室忙着查阅资料、记录数据、制作模型等相关实验内容，改变了过去在学校无事可干，只知道打游戏的懒散学风，同时激发学生认真学习课堂知识的意愿。

孙宇雁老师带领学生以参加混凝土设计学科竞赛为契机，从事自密实混凝土方面的实验教学研究，且获得了国家级的实践技能奖。

此外，龙自立老师正打算带领学生从事高性能粉煤灰透水再生混凝土的实验研究。陈柯达、周沙溆老师初步进行了土力学方面的实验教学。

5.结语

在制定科学合理又特色鲜明的土木工程实验项目内容与体系的基础上，让教师自主地进行土木工程实验教学方法和手段的大力改革，变传统呆板的实验教学模式为活泼生动的“创新+实用”教学模式，培养学生的工程实践能力和创新能力，培养面向武陵山片区“干得好、下得去”的应用性创新人才，丰富学生解决实际问题的经验，提高能力。

学校根据自身土木工程专业定位及实验室建设情况，积极探索行之有效的实验教学方法，不断改良实验教学手段，能使师生踊跃参与到各类适合实际需要的实验实践项目中。进而，增强和补充我校土木工程学科的办学实力，使学校成为武陵山片区高层次土木工程专业人才培养的摇篮、科学研究与成果转化和服务地方经济社会发展的重要基地。

土木工程师生要不断积极参与实验实践，科学地研究土木工程专业实验教学方法，不断改革实验手段，提高师生参与实验的积极性和兴趣，富有重要的研究意义。这对其他地方院校开展土木工程实验教学方法、手段的改革也具有一定的借鉴意义。此外，重视现代教育手段和技术的开发与应用，充分利用现代化教学手段，积极推行电化教学、计算机辅助教学、计算机模拟仿真等教学方式，并应用到教学中，配备多媒体设备和实践教学软件，使教师逐渐脱离“粉笔+黑板”的传统教学模式，提高实践教学质量，对于实验教学体系的完善非常关键。

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基金：2014年吉首大学独立设置实验课（JDDL2014008）；2014年湖南省普通高等学校暨吉首大学教学改革研究立项项目“面向武陵山片区的土木工程专业实验教学体系研究与实践”（No：301）