土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)革新路徑思考

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如鋼材的物理力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)在土木工程材料和材料力學(xué)等課程中交叉出現(xiàn)，簡易土工實(shí)驗(yàn)在土力學(xué)和巖土工程勘察與測試技術(shù)等課程中交叉重復(fù)。每一門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都會(huì)重復(fù)介紹設(shè)備的使用等內(nèi)容，既浪費(fèi)了有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，又難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新積極性。由于課中實(shí)驗(yàn)各自獨(dú)立，前幾年也象征性地進(jìn)行過綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，但均以課程為核心，在各自課程中設(shè)置，綜合性和設(shè)計(jì)性內(nèi)容簡單，阻礙了學(xué)科間的滲透，學(xué)生很難“創(chuàng)造性”地得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)未能落到實(shí)處。學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅是理論課的補(bǔ)充，從教學(xué)內(nèi)容和形式上看，理論課和實(shí)驗(yàn)課重復(fù)敘述了實(shí)驗(yàn)方法、操作步驟，學(xué)生只需簡單操作即可完成實(shí)驗(yàn)操作任務(wù)，數(shù)據(jù)處理也較簡單。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)課未單獨(dú)考核，實(shí)驗(yàn)教師僅依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出實(shí)驗(yàn)成績，供理論課教師參考，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革思路與實(shí)施

針對(duì)上述問題，學(xué)校土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革的總體思路是:以培養(yǎng)地方高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，以實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)為基礎(chǔ)，以增強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神為主線，建立以理論教學(xué)為依托且相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系［3］。改革具體內(nèi)容包括三方面。

1．實(shí)驗(yàn)課程單獨(dú)設(shè)置

在分析各實(shí)驗(yàn)課程具體內(nèi)容，相互銜接情況及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置后，統(tǒng)一規(guī)劃實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和相關(guān)課程，落實(shí)各實(shí)驗(yàn)課應(yīng)承擔(dān)的任務(wù)，減少實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不必要的重復(fù)。重組實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)課程單獨(dú)設(shè)置。

2．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目精心設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革的關(guān)鍵，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目整合的具體做法包括:(1)刪除教學(xué)內(nèi)容陳舊或與培養(yǎng)目標(biāo)無關(guān)的項(xiàng)目;(2)合并內(nèi)容重復(fù)或類似的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;(3)減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比重，提高體現(xiàn)學(xué)科先進(jìn)性的綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比重，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)理論內(nèi)容;(4)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少而精。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選定時(shí)，貫徹少而精的原則，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不宜過多，加強(qiáng)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的力度，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量;(5)適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總課時(shí)數(shù)。

3．循序漸進(jìn)和適度跳躍

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革應(yīng)由淺入深、循序漸進(jìn)。其一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)相協(xié)調(diào)，在教學(xué)內(nèi)容上循序漸進(jìn);其二，隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次的提高，能力培養(yǎng)也需循序漸進(jìn)。對(duì)于具有相對(duì)獨(dú)立性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系，必然會(huì)有部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容走在理論課前面，但只要出現(xiàn)這種情況的項(xiàng)目不是太多，這種適度跳躍是正常的，可以讓學(xué)生嘗試解決未接觸過的問題。這種能力的培養(yǎng)，在大學(xué)階段十分必要，并符合認(rèn)識(shí)規(guī)律。

土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容經(jīng)過整合與補(bǔ)充，基本形成與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程體系，改革后設(shè)置的實(shí)驗(yàn)課程有:物理實(shí)驗(yàn)，土木工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(建筑材料實(shí)驗(yàn)、材料力學(xué)試驗(yàn)、土工試驗(yàn))，土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)(綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn))，土木工程測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)(實(shí)踐性實(shí)驗(yàn))。測量學(xué)、電工學(xué)保留課中實(shí)驗(yàn)形式，實(shí)驗(yàn)課程中基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目占40%，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目占40%，工程實(shí)踐實(shí)驗(yàn)占20%，實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)(不含其他實(shí)踐環(huán)節(jié))占總學(xué)時(shí)比例達(dá)到20%。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革的層次與功能

海南大學(xué)土木工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革設(shè)計(jì)，基本形成相對(duì)獨(dú)立、層次分明和功能明確的實(shí)驗(yàn)課程體系，按實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目劃分有以下層次和功能。

第一層次為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，包含建筑材料物理力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)、簡易土工實(shí)驗(yàn)、測量實(shí)驗(yàn)(習(xí))。通過本層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生能掌握基本實(shí)驗(yàn)操作方法，正確使用儀器，準(zhǔn)確取得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，掌握數(shù)據(jù)處理和誤差分析方法。同時(shí)幫助學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義及其在專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃中的地位，了解實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)章制度，培養(yǎng)良好的習(xí)慣和敬業(yè)精神。

第二層次為綜合性實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)課程是在學(xué)生具備前一層次的基礎(chǔ)上，更深層次和系統(tǒng)地訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技術(shù)和技能。綜合性實(shí)驗(yàn)有單學(xué)科綜合和多學(xué)科綜合，涵蓋專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊和專業(yè)課程模塊，把原來劃分過細(xì)的各門課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目合并，有機(jī)串聯(lián)相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行內(nèi)容整合，體現(xiàn)系統(tǒng)性，給學(xué)生以完整的技能訓(xùn)練。主要是進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的操作能力，幫助學(xué)生驗(yàn)證一些有價(jià)值的定理，觀察一些特殊現(xiàn)象，掌握專業(yè)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的操作流程，學(xué)會(huì)從數(shù)據(jù)中分析現(xiàn)象、給出結(jié)論，逐步形成發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

第三層次為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)層次著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生綜合運(yùn)用前兩個(gè)層次學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能，輔以專業(yè)選修課的理論與知識(shí)，在教師指導(dǎo)下積極主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)審核后，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)［2］，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。在這個(gè)層次上的鍛煉，主要是幫助學(xué)生掌握建筑結(jié)構(gòu)、建筑樁基、建筑地基、基坑監(jiān)測等實(shí)驗(yàn)方法，能自主設(shè)計(jì)構(gòu)件承載力、變形等類型實(shí)驗(yàn)的方法和程序。

第四層次為工程實(shí)踐實(shí)驗(yàn)。土木工程專業(yè)的學(xué)生進(jìn)入3年級(jí)以后，動(dòng)手能力日趨成熟，但工程能力的實(shí)踐還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，創(chuàng)新素質(zhì)有待進(jìn)一步提高，為給畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)、作好準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須面對(duì)社會(huì)需求的現(xiàn)實(shí)問題實(shí)施改革［3］。在工程實(shí)踐實(shí)驗(yàn)層次，了解實(shí)踐建筑工程設(shè)計(jì)、施工與質(zhì)量檢測的有關(guān)內(nèi)容，了解國家有關(guān)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，掌握建筑材料現(xiàn)場抽樣和檢測方法及判斷依據(jù)，掌握常用的現(xiàn)場檢測設(shè)備及無損檢測方法，基本能完成建筑材料、建筑地基、建筑樁基、基坑監(jiān)測、建筑結(jié)構(gòu)等的檢測方案設(shè)計(jì)及實(shí)施檢測。改革后的培養(yǎng)方案中，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)四年連貫發(fā)展。基本形成一年級(jí)學(xué)會(huì)設(shè)備使用和儀器操作，二年級(jí)能夠組織實(shí)施驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，三年級(jí)能夠獨(dú)立完成綜合性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，四年級(jí)可以進(jìn)行工程實(shí)踐實(shí)驗(yàn)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和就業(yè)作準(zhǔn)備。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革實(shí)施效果

土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革2010年初步實(shí)施，配套有關(guān)教學(xué)管理制度，采取相應(yīng)的教學(xué)方法與手段，通過近二年的實(shí)踐探索，取得了初步成效:一是實(shí)驗(yàn)教學(xué)獨(dú)立設(shè)課后，教師承擔(dān)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)工作積極性高，原來只擔(dān)任理論課教學(xué)工作的教師也愿意承擔(dān)實(shí)驗(yàn)課程，突出了教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的基礎(chǔ)作用和中心地位，體現(xiàn)和貫徹了實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)同等重要的思想觀念;二是實(shí)驗(yàn)教學(xué)獨(dú)立設(shè)課后，課堂質(zhì)量可控，單獨(dú)考核、單獨(dú)記學(xué)分，與理論課一樣實(shí)行不及格重修制度，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性顯著提高;三是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容豐富，形式多樣，學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)技能、分析解決問題的工程實(shí)踐能力得以提高，教師將科研課題與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合，讓學(xué)生參與研究，進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的作用;四是從2012屆學(xué)生畢業(yè)論文選題來看，選擇有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的畢業(yè)論文題目比例增加15%，畢業(yè)論文整體質(zhì)量提高。

結(jié)語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革是教學(xué)改革的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，在“大土木”背景下，地方高校土木工程專業(yè)如何不斷更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，探索適于高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系，還需要進(jìn)一步研究與實(shí)踐。（本文作者：陳奕柏、楊東全、韓建剛、柯才桐 單位：海南大學(xué)土木建筑工程學(xué)院）