试验原理教学与“教、学、做合一”的高职试验教学模式实践——以砂的表观密度试验为例

王小艳

（陕西铁路工程职业技术学院道桥工程系，陕西 渭南714000）

土木工程材料试验与检测课程中试验与检测是教学的重点，试验项目多，记忆性知识多，数据分析中公式各异容易混淆，因此对试验教学进行改革势在必行。本文结合本人课堂情况分析学生在试验课中存在的问题而总结出适合高职学生的试验原理教学与“教、学、做合一”的高职试验教学模式。

1 试验教学中存在的问题

土木工程材料试验与检测接触的标准规范很多，在教学中发现学生往往出现如下问题：规范太多记不住；试验步骤太长记不住；计算公式复杂记不住……

“教、学、做合一”的教学模式中融入试验原理分析是一种对培养学生实践能力、学习能力、理论分析能力行之有效的方法。本文以“砂的表观密度检测”为例来展示“教、学、做合一”的教学模式。

2 试验原理教学与“教、学、做合一”的高职试验教学模式

2.1 教学分析

1.知识点：掌握砂的表观密度定义；了解砂表观密度检测的排水法原理；掌握砂的表观密度检测规范GB/T14685-2011《建设用砂》；理解砂的表观密度计算公式；掌握砂的表观密度检测试验数据处理过程。

2.技能点：快速获取试验规范中核心信息的阅读理解能力；准确检测砂的表观密度的能力；正确评定试验检测结果的能力。

3.重、难点：砂的表观密度试验中为何要将砂在水中浸泡24h；砂的表观密度计算公式的推导；砂的表观密度检测（容量瓶）中砂排开水的质量如何确定。

4.学情分析：高职学生对感兴趣的东西学习积极性高，动手能力较强，而对文字的理解能力、对试验原理的深层剖析、对计算公式的理解能力亟待加强，这恰恰是培养学生创新意识的核心。

2.2 教学实施

2.2.1 教师教—教试验原理

教学中以学生熟悉的排水法试验开始，引导学生自行设计试验检测砂的表观密度，接着指出所设计试验中的不足，明确排水法原理在本试验中的应用。

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首先展示砂的表观密度检测的原理-排水法，使学生熟悉排水法检测不规则体积的试验原理。

其次是讲解排水原理在试验中的运用：第一步让学生选择仪器运用排水原理设计砂的表观密度试验，（学生会选择量筒来设计试验，根据装砂前后的体积差与砂的质量来计算表观密度）；第二步针对学生所设计试验中的不足之处进行分析：如何确保排水体积等于砂的表观体积（开口孔隙体积与矿物体积之和）；量筒是粗量器，若要提高试验精度应用精量器设计试验；目的是通过分析学生设计试验中的不足之处使学生明确砂的表观密度检测试验中砂需在水中浸泡24h的理由；并提出用精量器容量瓶如何设计完成砂的表观密度检测的任务。第三步要求学生选用精量器容量瓶来设计试验。

2.2.2 学生学—学规范

采用任务表格，锻炼学生快速阅读规范并获取核心信息的阅读理解能力。

在规定时间内，阅读规范《建设用砂》（GB/T 14685-2011)、抓关键词找到试验过程中需要称取的质量m0、m2、m1各表示什么质量以及何时何状态下称量。

2.2.3 学生做—做试验

学生分组完成试验，将理论与实践有机结合，在动手操作中掌握试验的检测的细节。试验中的操作细节：平视液面，擦净瓶壁水再称量以及测量水温等等。

2.2.4 教师教—评结果

在学生做完试验后教师讲解砂的表观密度公式推导过程，有助于理解掌握砂的表观密度计算公式。

分析一：砂的表观密度=干砂的质量/表观体积=干砂质量/砂排开水的体积=干砂质量/(排水质量/水的密度)=（干砂质量/排水质量）×水的密度

在以上的表观密度计算中干砂质量与水的密度较易获得，而排水质量则是计算的难点，重点是分析用试验中测定的三个质量——干砂质量（m0）、砂+水+瓶质量（m1）、水+瓶质量（m2）——如何确定干砂排开水的质量。

引导学生分析二：干砂质量（m0）+水+瓶质量（m2）-砂+水+瓶质量（m1）=排开水的质量。

最后将分析二的排水质量代入分析一中并考虑温度修正系数即得到砂的表观密度计算公式：

砂的表观密度=[（m0/(m0+m2-m1）-at)]×水的密度

并以学生试验数据为例讲解数据处理过程中的细节：数据应该修约至10kg/m3,两次试验测定结果之差大于20 kg/m3应重新试验，砂的表观密度应不小于2500 kg/m3。

2.2.5 学生学—思考题

使学生明确行标与国标中的区别与联系，强化学生的规范意识：不同的行业有其相应的规范！

课后请查阅以下行业规范中砂的表观密度的检测方法，对照其与GB/T 14685-2011的不同：

1.JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》2.JTG E42—2005《公路工程集料试验规程》

3 教学反思

试验检测行业接触的标准规范很多，要熟练掌握每一个试验检测过程，必须掌握正确方法：以“教、学、做合一”的教学模式展开教学效果良好；试验过程的掌握以及数据分析公式的理解必须建立在理解试验原理的基础上；学生抓关键词学规范，从而考察并培养学生的阅读理解能力；学生分组完成试验，将理论与实践有机结合；评结果过程首先分析理解计算公式，从而大大降低了计算的难度。实践证明“教、学、做合一”的教学模式中融入试验原理分析是一种对培养

学生实践能力、学习能力、理论分析能力行之有效的方法。

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