关键词:土木工程材料;实验教学;综合设计性;研究探索性;开放实验室
10052909(2014)06005004土木工程材料实验课是土建类专业的必修实验课,也是一门实践性和应用性都很强的实验课程。目前,中国高校土木工程材料实验教学中普遍存在内容多、课时少、学生多和实验仪器少的现象。在这种情况下,如何保证教学质量,加强学生的动手能力,培养实践能力强的建设人才,是土木工程材料实验课教学改革的重要理由。在高等教育越来越国际化的趋势下,通过借鉴国外高校的优秀经验,提升中国高校土木工程材料实验课教学水平,具有重要的现实作用。本文借鉴国外土木工程材料实验课管理模型,分析国内土木工程实验教学目前状况,提出实验教学改革具体措施,积极探索行之有效的实验教学策略。
一、国外土木工程材料实验教学的特点
(一)注重培养学生的独立性
美国高校非常注重对学生独立性的培养,在实验过程中对学生的引导也很细致。教学过程中,他们将实验教学分成三个阶段:第一阶段,实验教师指导学生学习将要用到的实验仪器,使学生掌握基本实验技能和策略;第二阶段,实验教师通过引导和启发的方式,指导学生利用已经掌握的基本知识和技能,制定最佳实验方案;第三阶段,学生根据制定好的实验方案进行实验,整个实验过程中,实验教师只在旁边指点,以保证学生切实参与到实验中。这种教学方式不仅能让学生独立深思、主动实践,而且能保证实验效果和实验目的的实现[1]。美国和加拿大高校还注重综合设计性实验,他们每年定期举办混凝土船竞赛。该竞赛要求学生根据竞赛题目的要求设计混凝土船,并要求50%以上的骨料需采用矿渣等废弃材料,学生独立完成混凝土船的计算分析、设计、制作等。这项活动不仅让学生对混凝土所需基本材料性能有了清晰的认识,还提高了学生的动手操作能力和团队合作能力[2]。(二)建立开放式实验室
德国汉堡大学实验室全天向学生开放,有专业人员进行指导,并制定了严格的规章制度。实验室中的仪器设备几乎全用计算机制约,每个学生都有机会去学习操作各类仪器设备,且学生严格遵守各项规章制度。同时,他们的实验课采用提问形式,教师和学生可以随时互相提问,气氛比较活跃。所提理由不仅涉及实验课和理论课的内容,还涉及与之相关的拓展性知识。通过学生提问这种方式,培养了学生寻找和深思理由的能力,也有利于强化他们学习的深度和广度,活跃学习氛围,提高学生学习的积极性[3]。(三)注重实验结果分析
相对国内土木工程材料实验课时偏少的情况,欧美国家高等学校实验课时与理论课时的比例达到30%-40%,学生要花很多时间做实验和写报告。教师非常重视引导学生对实验结果进行分析,这是国外实验教学中非常值得借鉴的做法。教师引导学生深思如何准确获取实验参数,分析实验现象,尤其重视对异常实验结果的分析,帮助学生探求产生该现象的理由。(四)注重实验内容的更新
注重将最新的实验策略、测试技术和仪器设备引进实验教学中,实验教师也积极主动地将科研成果转化成实验教学内容,按照更新的内容,及时修订实验指导书,让学生及时了解、接触新事物[4]。二、国内土木工程材料实验存在理由
目前,国内土木工程材料实验课的教学质量和水平与国外大学相比还存在一定的差距,普遍存在重理论、轻实践,重结果、轻过程的现象,这不利于培养学生的实践能力和创新素质。归纳起来,国内土木工程材料实验主要存在以下一些理由。(一)实验教学内容陈旧
土木工程材料实验教学内容陈旧体现在两个方面,一是实验内容较为陈旧,教学内容没有跟上时展的步伐。如仅有涉及黄砂、石子、水泥、钢筋和混凝土等材料的基本性能实验,没有相关新材料、新理念、新技术的实验。同时,由于缺乏交叉学科的学习,学生掌握的知识没有深度和广度,这在一定程度上影响了学生的学习兴趣。二是实验教学方式较为陈旧。由于受到实验场地、教学经费等的限制,目前国内大多数高校土木工程材料实验课仍以演示性、验证性实验为主,学生在教师的指导下按照实验指导书要求被动地、机械地验证所学理论,学生缺乏主动性和创新性。(二)实验教学考核机制不合理
尽管土木工程材料这门课是土木工程专业学生的必修课,学生只有完成了实验课并取得了合格的成绩,才能参加土木工程材料这门课的正式考试。但由于现有实验条件的限制,学生分组人数较多,只有愿意学习的学生才会认真按照教师要求做实验,其他学生则等着抄写同组学生的实验结果。学生实验成绩是依据学生实验报告来评定的,同一组学生分数相差不多,实验成绩不能真实反映学生实验的状态,以致学生上实验课积极性不高。同时,受大环境影响,实验教师工作未能得到应有重视,实验教师工作热情不高。实验教师考核是一碗水端平,只要正常出勤,份内工作不出差错,考勤就是满分。但另一方面,高校制定的高级专业技术职务岗位考核制度,又明确提出高级实验师岗位应具备一定的科研水平和能力,需要申请国家级项目或省部级项目,要在本学科核心期刊上发表较高水平的文章,这就导致实验教师不得不将工作的重心转移到科研上,以致轻视了实验教学。