土木工程材料试验课教学存在的问题及对策

徐晓阳， 于 敏， 但文蛟， 袁 玲， 马 露， 韩 意， 肖昕迪， 叶 焕

(安徽科技学院 建筑学院，安徽 蚌埠 233000)

0 引言

土木工程材料是一切建筑的基本组成，对土木工程专业的学生来说，土木工程材料课程的学习就显得尤为重要.土木工程材料试验课程是理论课程学习的补充和延伸，试验操作是学生升华所学理论知识的手段，试验课的开展能为学生后期进行科学研究奠定扎实的基础[1].目前，高校土木工程材料试验课的实施效果并不理想，普遍存在着教学方法陈旧、试验教学内容与教学安排不协调、试验创新性不足以及试验室和试验仪器利用率不高等诸多问题.针对上述问题，国内部分高校学者作了相关探讨.高俊丽[2]结合国内外教学特点和教学经验，对试验项目进行了改革，提出了创新性试验项目的教学设计.刘颖[3]等从试验教学内容、教学方法和师资队伍建设方面提出建立多维一体的试验教学新体系.金莉[4]创建了较完整的试验考核评价体系.米文瑜等[5]对土木工程材料试验教学设计进行优化,提出了学教并重的新型试验教学设计模式.本文结合土木工程材料试验课教学现状，从整合试验项目、引入智慧课堂授课模式和建立学生助教模式三个方面进行相关探讨，为应用型大学试验课教学的有效开展提供借鉴思路.

1 土木工程材料试验课教学存在的问题

1.1 常规试验教学学时不足

常规试验教学学时安排不能满足土木工程材料试验的要求.当前，国内高校土木工程材料试验课大多为12～16学时不等.纵观土木工程材料试验项目可知，从试验件制备到最终材料的试验结果和数据参数的确定，常规教学课时安排是远远不够的.以水泥常规试验为例，普通硅酸盐水泥标初凝时间、终凝时间及体积安定性测定试验标准时长分别约为6±2 h、10±2 h、24±2 h，常规的试验教学课时安排是无法满足水泥技术参数测定的，导致学生很少能够真正获取有效数据，更谈不上针对材料的技术参数提出相应的创新理论试验及方法.

1.2 授课形式陈旧

土木工程材料试验课的常规授课形式为教师先针对试验项目进行原理介绍，然后进行教学演示，最后学生分小组进行试验.土木工程材料试验仪器大多体积较大、质量较重、位置固定难以移动，因此在进行试验演示时会因学生围观而以演示教师为中心形成教学圈，教学圈后面的学生基本看不到规范完整的操作.虽然教师尽量放慢讲解速度，但因学生知识掌握程度不同及对试验关注度和关注点不同，部分学生难以及时跟上授课进度.再加上授课班级过多，教师重复性地讲解、操作试验仪器会导致教学资源浪费，教学效果也不理想.

1.3 师资力量匮乏

近年来，开放式试验室制度的提出为高校学生利用试验室进行独立创新试验提供了可能，但是真正能够实施的往往很少，究其原因主要是土木工程材料相关研究所涉及的仪器操作要求较高，且试验所需时间不确定，需要有经验丰富的专业教师从旁指导，而高校教师及相关人员的数量配备、工作时间很难符合要求.一流高校和重点研究机构可以采用聘用二年级研究生的方式解决专业教师缺乏的问题.但是，大部分普通本科高校的可用研究生数量相对比较匮乏，或没有招收相关专业全日制研究生的资格，因此很难补充教学相关人员，更谈不上在常规试验项目的运行上开放试验室了.

2 解决对策

2.1 分级整合试验项目，调整考核标准

将试验项目分为一级常规试验、二级专业方向综合性试验和三级自主式试验.一级常规试验，具体包括砂石密度、表观密度和堆积密度测定试验，砂石筛分试验，水泥常规试验.一级试验作为基础试验，主要锻炼学生基本动手能力、仪器操作能力，培养严谨的试验态度，是必做试验.二级专业方向综合性试验，包括混凝土试验和沥青材料试验，由房建方向和路桥方向学生完成，也是必做试验.一级和二级试验项目和要求分别见表1和表2(见54页).三级自主式试验，包括固定试验和创新项目试验.其中：固定试验包括混凝土特性影响试验和沥青特性影响试验，分别针对房建和路桥方向的学生；创新项目包括每年获得批准的大学生创新项目和学生参与的教师科研项目.三级试验需要学生具有深厚的理论基础知识和创新思维，为选做项目.选做固定试验项目的学生，要求针对试验项目提供详细的试验研究目的、试验方案和预期成果，经教师评审通过后再实施试验.选做创新项目试验的学生则依据使用开放式试验室的管理规定，填写使用申请单和规范使用仪器安全承诺书后，方能在申请时间内进行试验.试验课不固定学时，由学生自主选择时间，依据试验参数测定所需要的时间要求自行在学习通平台上预约完成.考核以完成试验参数的标准测定为判定合格的依据.

表1 一级试验项目和要求

表2 二级试验项目和要求

2.2 引入智慧课堂授课模式，提高授课效率

引入智慧课堂授课模式，由“填鸭”式教学向自由讨论、答疑解惑式教学转换.将教师从大量的重复性工作中解放出来，将工作重心转为对试验操作过程的答疑和试验成绩的评定，并有针对性地对选做创新试验的学生进行指导.将一级和二级试验项目指导书、试验视频上传至学习通软件，学生可以通过手机终端预习试验项目并观看视频，提前熟悉试验目的、试验仪器和试验原理，完成平台测验后才能到试验室进行实际操作.这种教学模式既可以提高学时利用效率，也可以更好地完成过程性考核的评定.以水泥标准稠度用水量试验为例，学生必须先观看学习通平台的水泥标准稠度试验视频，在10 min内完成试验基础知识测验，测验包括试验原理、仪器构成、操作步骤和安全注意事项等内容.设定100分为合格成绩，不及格自动打回重做，成绩合格后才能进行试验操作.

2.3 建立学生助教模式，助力开放式试验室制度的实施

为顺利实施开放式试验室制度，可建立学生助教制度，将能够熟练操作仪器的高年级学生编入学生助教导师库.对于一级和二级试验项目，学生可在学生助教的指导下完成相关试验操作以及数据记录和数据处理.对于三级试验项目，可建立学生个人学习台账，将台账学时计入学生创新训练学时和课程考核评定中，从而激发学生学习潜能.学生助教模式的建立，使得试验教学资源和师资得到了较好地分配和利用，且效果显著.例如电液伺服拉压试验机使用率由30次/学期提高到了80次/学期，梁柱测试系统使用时间由每学期10 d提高到了每学期50 d，开放式试验室制度的实施切实提高了高价值仪器的使用率.

3 结语

上述措施很好地解决了常规试验教学学时不能满足试验项目要求、授课效率低下以及师资力量匮乏的问题，避免了重复性试验对教学资源的浪费，优化了教师的授课时间，丰富了师资结构，保证了开放式试验室制度的有效实施.