面向双一流大学的实验教学改革探讨

孙大权，孙艳娜

摘要：建设双一流大学需要变革教学模式，为了响应国家建设一流本科教育的重要任务，作为专业基础课的《道路工程材料》，也要与时俱进，为国家教育事业贡献一份力量。作为以实践为主题的工科专业，实验教学在课程教学中起着不可替代的作用。但现行教学大纲给予的实验教学时间太短，需要变更实验教学模式，以更好地培养人才。

关键词：双一流；实验教学；教学模式；课程设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）44-0260-02

建设世界一流大学和一流学科是我国高等教育重大战略决策，而建设一流本科教育成为“双一流”建设的重要任务。作为道路工程、交通工程、土木工程等专业的必修专业课程，同时也是后续《路面工程》《路基工程》等课程的专业基础课，《道路工程材料》在教学过程中应该积极面向“双一流”建设要求，变革教学理念、教学模式和教学方法，以夯实理论知识基础、注重工程技能培养、激发科研创新能力为目标，研究并实践“厚基础、重应用、强创新”的三位一体教学改革。

一、实验教学在一流本科教学中的重要作用

道路工程材料泛指用于构建道路、桥梁及其附属构造物的各类建筑材料。对于道路工程而言，工程材料是道路工程建设与养护的物质基础，其性能直接决定了道路工程质量和服务寿命。因此系统学习道路工程材料的理论基础知识，材料的技术指标、测试技术、组成设计以及应用技术等方面的知识，对于科学合理地选择、设计、评价和应用道路工程材料至关重要。道路工程是典型的工科专业，它的显著特点是应用性、实践性强，对学生的专业技能和创新能力要求较高。实验教学在培养学生创新能力方面具有明显的优势，与理论教学相比具有直观性、实践性、综合性和创新性等特点，因此应加大实验教学环节在双一流本科教学中的地位。在实践性教学工作中，注意与理论教学内容相呼应的原则，特别强调对学生工程实践能力的培养，加强理论教学与实践性教学的有机联系与整合[1]。

二、现行实验教学存在的问题

道路工程材料涉及面廣，知识点多，实验项目也多。以沥青混合料配合比设计为例，完整的实验过程需要3—4档集料，具体实验过程如下。

1.测试各档集料的筛分实验、密度实验，根据筛分实验结果进行矿料配合比设计，粗选3种级配组成。需要时间1天。

2.根据3种级配组成，准备材料，根据经验确定沥青用量，采用马歇尔方法成型试件。配料、加热集料需要1天，成型试件需要0.5天，放置1天脱模。

3.测试马歇尔试件的稳定度、流值、密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等力学指标和体积指标，根据测试结果优选1种矿料级配组成。测试需要时间0.5天。

4.根据优选的矿料级配组成，准备材料，根据经验确定的沥青用量，分别±0.6、±0.3，采用5种沥青用量，采用马歇尔方法成型试件。配料、加热集料需要1天，成型试件0.5天，放置1天脱模。

5.测试马歇尔试件的稳定度、流值、密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等力学指标和体积指标，根据测试结果优选1种矿料级配组成。测试需要时间0.5天。

综合以上，可知一个完整的配合比设计过程需要7天时间，这还不包括级配组成设计可能不合理，需要重新调试等计算误差，以及新手测试存在的实验误差等。而在实验教学大纲设计中，本课程的实验教学总共为6课时，具体为：2课时的集料筛分和密度实验、2课时的沥青实验、2课时的沥青混合料实验。在这么短的时间内做完全部实验是不可能的，所以只能是部分演示实验或者学生动手做其中一部分实验，因此，实验教学效果将大大的降低，不符合开设实验教学的目的和初衷。据此，对于现行实验教学安排存在的问题，归纳如下。

1.时间太短，学生不能参与全部实验，特别是实验准备过程。如集料配料、烘料，实体让他们用手触摸、用眼睛分辨不同尺寸的集料有何不同之处，不同材质，如石灰岩、玄武岩外观上有何不同，更不会形成一个级配组成中，0—3和5—10两档集料的大致比例为多大，而这些在以后的工程应用中是非常重要的，可谓是专业常识问题。

2.时间太短，学生不能自行按照标准的马歇尔实验方法击实成型试件，包括粗细集料、矿粉、沥青的加入顺序，每种材料的拌合时间，以及根据拌合后混合料的效果判断拌合温度是否合适，是需要调高还是调低等措施。

3.时间太短，学生不能现场根据成型后的马歇尔试件高度的大小调整下一组混合料的需要量，不会根据成型后试件的外观判断是否产生了离析，如果产生离析，不会知道从拌锅装入套筒时如何手动振捣以减少离析。

4.时间太短，学生不能亲自动手测试混合料的饱和面干质量，因为饱和面干是个临界状态，它是指在混合料表面没有水分，在混合料内部的开口空隙内又充满了水，所以在测试时，如何保证用于擦拭的毛巾吸走了混合料表面的水分，而有没有吸走混合料内部的水分。这种需要亲自用眼睛去判断的现象，只有他们亲自动手做，并多测几组平行试件作为对比才能让他们产生直接的认识，而这些经验课堂上的理论教学是不可能教会学生的。

因此，有必要变革现有的实验教学模式，延长实验教学的时间，如果条件允许，可单独开设实验教学课。

三、实验教学改革新模式的探讨

基于现行实验教学存在的问题，建议开设短期小课堂，或暑期小课堂，或课程设计，在学期末或暑假期间，专门拿出一周的时间单独开设实验教学课。由于时间充分，可以保证学生动手操作所有的实验内容，指导老师只负责理论指导和实验建议，允许学生有自己的想法，允许学生犯错，即使犯错了还有时间来重新弥补改正，并且通过犯错、分析原因、改正模式学习到的东西会更加牢固和可靠。由于实验的主动权完全在学生手里，他们可以自由发挥学习的主动性、积极性和创新性，这也符合建设一流本科教育的宗旨。

参考文献：

[1]孙艳娜，孙大权.实验教学中开展虚实结合的教学模式探讨与实践——以道路工程材料实验为例[J].教育教学论坛，2016，9（39）：129-131.

[2]李立寒，张南鹭，孙大权等.道路工程材料[M].北京：人民交通出版社，2010.endprint