剖析如何实施土木工程的实验教学改革思路

摘要：本文以广州大学土木工程材料实验教学为例，阐述了目前土木工程材料实验教学滞后于高校形势发展所存在的问题。工程论文提出了“设计性”实验模式，“综合性”实验内容，“多样性”实验手段以及“开放式”实验管理等改革措施。在建立实验教学评定机制，优化实验教学体系以及完善实验室规章制度等方面进行了探讨。

关键词：木工程专业实验教学规章制度

木工程专业学生的毕业去向不再局限于建筑结构工程领域，而是面向道路交通、公路和铁路、港口、水坝、地下隧道、桥梁、机场等多个专业工程领域，大批毕业生涌向各部门的施工企业，有的还去了工程质量检测单位。根据土木工程专业在全国所处的地位和学生入学素质，培养目标应定位于主要培养适应现代化土木工程建设的“综合型、技术型、应用型”高级专门人才。同时通过创新素质教育和因材施教，力求培养少部分“创造型”或“科研型”高级专门人才。这些高素质人才要求具备广博的知识，较强的获取知识的能力，较强的创新与竞争意识和较强的工程实践能力。广州大学土木工程学院土木工程材料实验室在本校路顺道桥检测中心(已通过CMA认证)中承担了建筑钢材、水泥、混凝土、建筑砂浆、砂石骨料以及墙体材料等的质量检验工作。此项工作的开展，不但可服务于国家的工程建设，而且可成为教学与科研的基地，同时提高了实验室人员的工作能力和教学水平，促进了人才的培养。另外，在本校土木工程学院开设的全国“注册结构工程师”和“注册监理工程师”的资格考试培训工作已进行了多年，而此类“注册执业工程师”考试的学科内容中都涵盖有“土木工程材料”学科中有关材料性能与应用方面的知识以及与材料有关的工程案例分析。这就要求考生在校期间对“土木工程材料”学科的学习尤其是实践教学方面加以重视。因此，对土木工程材料的实验教学提出了更高的要求。建立与工程结构设计及施工技术相联系的土木工程材料实验教学体系，无疑对拓展学生的知识面，使他们将来在工作中发挥应有的创造性作用具有积极意义。

一、存在问题及分析

目前，本校土木工程专业运行的实验教学体系虽然也进行了初步改革，但仍滞后于高校改革形势的发展，就土木工程材料实验而言，主要存在以下问题。

1.传统的以教师讲解实验为主体，学生按教师的要求分组进行验证性实验的教学方法已经不适应当前以素质教育为核心，以培养学生创造科研能力为重点的高等教育体制。实践证明，这种“注入式、验证式”的教学模式扼杀了学生自主学习的兴趣。

2.专业合并后，“土木工程材料”现行的教材中的实验内容更多地依附于理论教学，内容单一，几乎都是验证性实验，尤其对后续专业课程的有机衔接考虑不匀，设计性、综合性、研究性实验较少，不能适应专业合并的教学要求，影响了学生知识面和相关知识的积累。

3.随着高校学分制管理的实施，学时总数减少，土木工程材料课程的总学时被大大压缩，而实验教学学时无法压缩。另外，由于选修科目的增加，学生在正常的教学时间内，很难找到共同的空余时间，在班次较多的情况下统一安排学生实验时间的难度加大，容易导致实验教学时间与学生课程的冲突。

4.教学手段过于单一，教师对实验课的讲解缺乏生动性，重复性劳动较多，难以集中学生上课的注意力。因而急需引入多媒体技术辅助教学。

5.对学生实验课的成绩缺乏科学、合理评价，导致学生上课缺乏主观能动性，这对培养学生的竞争意识和创新意识极为不利。

6.实验课教学体系薄弱。各部门教师相互间合作与协调不够。土木工程材料课程与后续的工程结构设计及施工组织管理专业课在实践教学中的相互交叉与渗透性较差。这种“单一型”教学体系势必导致理论与实践相脱离，无法提高理论课和实验课的教学水平。

二、改革思路及措施

1.实验教学改革的内容。为了确实解决实验教学中存在的问题，以体现“应用型和创造型”人才的培养目标，土木工程材料实验教学的改革应从以下几个方面进行：

(1)改变实验教学模式。以“综合性、设计性”模式替代“注入性、验证性”模式，打破实验课教学形式呆板，学生处于模仿式的被动状态，激发学生学习的主动性。

(2)改革实验教学内容。编写新型实验教材，以适应“综合性、设计性”教学模式的需要。

(3)建立“开放式”教学体制。以解决实验教学时间与学生课程的冲突问题。

(4)改善实验教学手段。购置适合电化教学等多种形式的实验教学软件，以拓展学生的知识面，提高学习兴趣。

(5)建立实验教学质量评定机制。综合评价学生的实验成绩，使学生树立科学的实验态度，良好的实验作风，促进学生创新和竞争意识的形成。

(6)优化实验教学体系。发展跨学科、跨部门的“立体式”实验教学体系，培养学生将多方面知识融会贯通，理论联系实际，既具有扎实的技术理论知识，又掌握熟练的操作技能和丰富的实践经验。

2.实验教学课堂实施步骤

(1)实验准备：教师布置实验课题(要求包含多个分项试验以体现“综合性”);学生查阅有关资料(以新编的实验教材为主的相关资料);学生自愿分组(教师须按不同的实验需要规定出每组人数的上下限)，并以小组为单位设计实验步骤;学生小组与教师共同协商安排实验开放时间，并按商定时间准时到达实验室。

(2)实验过程：学生讲解自己本组设计的实验步骤，或观看幻灯片、录像等，或参观施工现场进行实地考察;教师讲解所用仪器设备的工作原理，或使用电化教学设施，或到工地指导学生实习，或挑选较优秀的学生小组参与科研及检测工作;学生自己动手操作仪器设备，并回答操作过程中教师提出的问题。

(3)实验结果：学生根据自己测试的数据和观察到的现象独立完成试验报告，电化教学须写出观察分析，工地实习需提交实习报告，参与科研与检测工作的同学需提交专项论文;教师对实验不合格的小组进行登记，并商定补做实验时间(一般可以增加一次补做实验机会);教师根据多方面因素评定学生实验成绩。

三、制度与机制的建立

上述实验教学改革的思路充分体现了以学生为主的教学思想。然而改革目标的实现一定要有健全的实验室管理制度与激励机制作保障。在具体操作上可以从以下几方面进行。

1.“开放式”的实验室管理模式势必导致实验室教师工作量的增加，有时为了满足学生的上课时间，可能还要牺牲教师的休息日。按照国内相关院校的做法，可采取津贴补助或换休的方法。

2.“学分制”的实现，一定要体现在实验课上，以加强学生对实验课的重视。目前国内(包括我院)土木工程材料实验在教学大纲上已明确占0.5学分，因此只要学生在约定时间内修完该实验课程，拿到相应的实验成绩，即可得到该学分。没必要象理论课一样大批学生在同一时间修完该课程。这在时间的安排上也有利于“开放式”的实验室管理。

3.为了使学生的动手能力普遍提高，要求教师自身不但能熟练操作实验所需的仪器设备，而且还要熟悉仪器设备工作原理及维护保养。对指导使用大型仪器设备实验的教师还应具备相关的上岗证书。

4.教学模式的改变，会使实验室仪器设备运转率大大提高，因而对仪器设备的管理提出了更高的要求。除了要建立必要的仪器设备购置台帐外，还要对每台设备建立专项使用登记手册、日常维护(修)保养记录、报废或报损记录等。

5.对实验用原材料及低值易耗品的购置、使用及费料处理也应加强管理，建立相应的挡案。

6.为了增加学校及实验室的创收，可与地方有关单位联合举办相关实验项目上岗人员培训班，甚至可在本校学生中招收学员，使学生一出校门就有了执业资格。实践是工科教育的灵魂。根据人的思维从感性到理性的发展过程，在工科院校设置的实验课程及实习环节中，最有利于学生萌发创新思维及教师启发学生的创造性。然而对于学生“真题真做”、“真刀真枪”的实验教学环节，总是沿袭传统的模式(教师讲学生听，教师演示学生看，学生验证后再交上一份报告就算交差)，必将导致学生学习处于模仿式的被动状态，根本无个性而言。正如高尔基所说：“如果学习只在于模仿，那么我们就不会有科学”。因此，实验课模式的改革，教学内容、教学手段的更新，实验教学体系的优化整合等一系列问题，是影响高校培养的工科大学生是否具有专业技能和创新能力的直接因素。

参考文献：

1胡红梅，张从安.21世纪土木工程人才的专业素质培养[J].厦门大学学报，哲学社会科学版，增刊，2001，(8)：6-8

2杨叔子，张福润.创新之根在实践[J].高等工程教育研究，2001，(2)：9-12