应用型高校土木工程实验课程教学改革研究

董 伟 （内蒙古科技大学土木工程学院，内蒙古 包头 014010)

应用型高校是高等教育新形势下构建、满足和适应经济与社会发展的必然产物，目的是培养满足经济社会发展、具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质应用型人才。随着现代基础建设的快速发展，应用型土木工程人才越来越受用人单位的欢迎。那么，如何培养一个具有扎实理论基础、较强的工程实践能力以及具有一定创新思维的高素质应用型人才是土木工程专业面临的一个重要课题[1-3]。

《土木工程材料》是土木工程专业开设的基础课程。实验是连接理论与实际的桥梁，可以使学生更好地掌握材料的性能、用途以及相关仪器功能、使用方法。多年来，《土木工程材料》实验教学过程中缺点和不足，致使学生难以将理论与实际相联系，缺乏解决实际问题的能力[4-8]。针对实验教学中存在的问题，本文从实验内容、手段的多元化、实验过程控制、优化考核方式等方面探讨了应用型高校《土木工程材料》实验课程教学改革。

1 实验教学现状及问题

1.1 教学不能与时俱进

1.1.1 实验内容陈旧

土木工程材料实验课程虽在不断更新，但对于飞速发展的土木工程材料而言仍显得非常传统。一些新型材料、新型设备如雨后春笋般出现，传统土木工程材料已经跟不上时代的步伐。如新型空心砌块已经替代烧结黏土砖这一类传统墙体材料，而实验依旧围烧结黏土砖开展。又或者是现在使用最大宗的建筑材料钢筋混凝土的耐久性和耐候性等方面由于实验时限问题很少被提及，对于一些新型高强高性能材料更是一带而过。因此，在完成传统实验项目基础上还应推陈出新，以适应时代的需求。

1.1.2 实验方式陈旧

传统实验课的教学模式为教师讲解和演示，学生模仿进行实验。教师在实验之前已经将实验材料准备到位，排除了实验过程中有可能出现的错误，这种教学方式比较僵化，束缚了学生思维，难以调动其积极性。此外，每个实验都成为单一验证性实验，学生只是机械重复的实验，不能将理论教学内容与实验相结合。这种教学模式不利于学生独立思考与创新，导致解决实际问题能力不足。

1.2 实验学时不足，内容琐碎，时间难控制

随着课程体系的改革和调整，实验学时被严重压缩。如我校土木工程材料课程理论授课32学时、实验8学时，实验课学时被严重压缩。而在8 学时内要完成讲解、演示、实验、讨论等多个环节，留给学生讨论的时间很少，很多实验达不到理想的教学效果。

实验内容琐碎，时间难统一把控，实验效果总是差强人意。由于学生众多、分批分次实验，所以时间难以控制。①有些需要往返实验室数次方可完成。比如混凝土实验，混凝土拌合物基本性能测试需要往返一次实验室，拆模养护又需要往返一次实验室，抗压强度测试还需要往返一次实验室。②有些实验需要固定时间去完成。比如水泥胶砂强度实验，测定的是水泥胶砂3d 和28d 的抗折强度和抗压强度，因此需要养护到规定龄期进行测试。

1.3 考核评价方式单一

传统的考核机制是出勤+实验报告册。这种考核方式是学生被动地去接受知识，多数人为了考勤而实验，应付心态居多。学生人数比较多，一个组内只有一部分学生能认真完成实验，而其余学生参与度不高或直接旁观，且积极完成实验的总是那几名同学。由于人数不足，教师很难了解学生的实验状况。实验分组完成后实验报告册相互抄袭现象比较严重，给定实验成绩时很难确定学生对于实验课的掌握情况，出现个别组内所有人员成绩偏低或差不多的想象。单凭考勤+实验报告册难以评定学生对实验的掌握情况，难以将实验课与理论课相结合，更别说独立思考实验中出现的问题。

2 实验教学改革措施

2.1 实验内容、手段的多元化

2.1.1 课内实验综合化

土木工程材料课内实验只有混凝土配合比是一个设计型和综合型实验，而这个综合型实验只有获取混凝土各组成材料（水泥、砂子、石子）的基础上才可以完成混凝土配合比设计，因此需要提前完成原材料各种物理性能的测定。这不再是学生被动地去接受，而是主动去探索。另外，实验中将每个班级分为6～8个实验组，每一组设计不同性能的混凝土，实验室可以提供不同原材料（不同强度等级的水泥、不同品种的砂石料、不同品种的外加剂）。每个学生都需独立思考、调整并完成实验，每组所完成的实验内容都存在差异，可以进行不同组之间的对比，培养学生的积极性及创新能力。

2.1.2 实验类型多样化

完成课内实验的基础上，鼓励学生完成一些开放性实验。①以科研、工程实际问题为背景开展实验研究，引导学生申请大学生自主创新实验项目或参与指导教师的科研项目。②以竞赛为背景开展实验研究，如参加全国混凝土设计大赛，通过这种开放式的实验教学，不仅巩固了课内所学知识，还能促使学生了解学科前沿事物，充分发挥学生主观能动性的同时也能提高科研创新能力，以赛促教，有利于创新人才的培养。

2.1.3 实验手段丰富化

除了课内综合性实验以及开放性实验之外，还应该引导学生去参观一些工程实例，如检测鉴定机构或商混站材料实验室。让他们接触工程实际，了解土木工程材料所需检测的项目及前沿材料。也可以让本科生参与到研究生的实验当中，提前接触一些科研项目，丰富专业知识的同时又可以开阔眼界。另外，应用好手机移动网络，如在MOOC、微课等平台上上传一些新型材料的短小视频，方便学生观看、下载，为学生提供一个学习课外知识的平台，促进自主学习能力，拓展学习渠道。

2.2 加强过程控制，优化考核方式

为了避免部分学生吃“大锅饭”，造成不预习与预习一样的效果，应该加强实验过程控制。①按照自由组合的原则将班级分为若干个小组并上报指导老师；②提前详细讲解实验和考评规则；③建立网络教学平台，并推送实验视频、动画等，要求学生观看视频，提前熟知实验内容和过程；④做好课前预习。实验过程中教师不再用大量的时间讲解实验，防止一些学生没有做好课前预习而滥竽充数，影响其他学生的积极性。2学时的实验可调整为三部分，第一部分老师讲解10min，简单介绍一下实验仪器的使用和注意事项；第二部分是学生自主完成实验50min；第三部分是分析讨论30min。

改变出勤率+实验报告册这种单一的考核模式，实验总成绩可以由实验操作、实验讨论及实验报告册三部分构成。①实验操作考查学生是否提前预习，是否了解实验流程，是否具有独立完成实验的本领。这部分分数不能太低，主要是鼓励学生学习的积极性，培养良好的学习习惯。②实验讨论部分主要考查学生是否注意实验细节，是否善于发现、提出问题。这部分反映了学生的观察、思考能力及学习态度，也是提高学生实验积极性又一源泉，尽量要求每一名学生参与其中。因此，这部分分值应该占较大比例。③实验报告册考查学生的综合能力，通过撰写实验报告册可以学习数据分析、处理等本领。但实验报告册可以拓展一个新的板块，如增加实验过程中的体会以及实验问题的理解、分析和处理方式。建议最终的实验成绩由实验操作、实验讨论和实验报告册构成，分值占比为2:3:5。

3 结语

为适应本科院校走地方性、应用型的发展路线，教师在课程教学过程中应重视动手操作能力的培养、重视实验操作细节的把控、重视理论联系实际的实践。本文针对教学中出现的一些问题提出了改进措施，课内实验综合化、实验类型多样化、实验手段丰富化、过程加强化、考评方式优化等。通过丰富的教学改革形成了土木工程材料实验课程新体系，提升了教学的深度和广度，培养了学生的工程应用能力与创新意识。