土木工程实验教学研究

土木工程实验教学研究（精选12篇）

土木工程实验教学研究 篇1

《土木工程材料》是土建类专业一门重要的技术基础课,同时也是一门实践性较强的课程。该课程分为理论课教学和实验课教学,实验教学学时通常占总学时的1/4~1/3。实验教学的目的是使学生掌握常用土木工程材料的实验方法和质量评定方法,会对常规土木工程材料进行质量合格性判定,同时加深对理论知识的理解,培养严谨的科学态度,提高分析问题和解决问题的实际能力[1]。

土木工程材料实验内容繁多且相对稳定,包括水泥、混凝土、钢材、石灰、石膏、砂浆、沥青、沥青混合料等,而且实验周期长。目前,土木工程材料实验以验证性为主,主要是验证理论的正确性或达到理论的再现性。由于实验条件、实验时间、组织管理的限制,学生在实验过程中,主要通过操作实验,掌握一定的实验技能,了解实验步骤的规范性,对常见材料形成一定感性认识。

1 土木工程材料实验教学现状及存在的问题

1.1 教学现状

教学内容主要安排水泥、砂、石、混凝土、砂浆、沥青六个大项的实验;教学方式是以教师为中心,着重强调教师的“教”,教师先叙述实验的目的、实验内容,再详细解说仪器设备操作方法、实验步骤、注意事项,然后学生机械地进行操作、记录数据、填写实验报告。学生只需按实验步骤操作,根本不用独立思考,更无需发挥其创新能力。学生虽然参与了实验教学活动,但实质上是处于被动接受的状态,教师的“教”是教学设计的重点,而学生的“学”往往被忽视,因此学生的主动性、积极性受到一定限制,不利于创新能力的培养。

1.2 存在问题

1)实验内容陈旧,在反映新材料、新标准上有一定的滞后性。随着我国建设规模增大和建设速度加快,土木工程专业在原建筑工程专业的基础上覆盖了交通土建工程、城市建设(部分)、矿井建设等相关专业。原建筑工程专业所开专业课建筑材料不仅在教材内容上显得狭窄,且近年来各种材料的标准和规范变动较大,实验方法也有所改变,但教学内容却没跟上形势的发展,导致学生知识面窄,对新材料、新标准的了解少,认识肤浅,实际应用能力差,毕业后进入建设第一线时的盲目和不知所措状况较突出。2)偏重于验证性实验,缺乏综合性、设计性实验及针对不同专业的选作实验。土木工程材料课程是一门实践性较强的课程,一般开设5个~10个实验,实验内容包括土木工程材料性能的一些基本测试,只开设了验证性实验,缺乏综合性、设计性实验。实际上像混凝土配合比实验、砂浆实验、沥青混合料实验都可以开设成综合性、设计性实验(让学生自主选材、设计、操作、评价)。缺乏针对不同专业的选做实验,目前有土木工程专业、工程管理专业、建筑工程技术专业等开设土木工程材料实验,不同专业要求开设不同的项目,即使是同一实验项目也会因专业不同其要求也不同,如同样是混凝土配合比设计项目,土木工程专业的学生要求选材、设计、操作、评价全部掌握,而工程管理专业的学生可弱化选材、设计、操作,只要求评价,然而在实际教学中因各种原因通常没有加以区别。3)教学方法单一。目前,土木工程材料实验主要是以老师讲解,学生按实验步骤操作、记录、填写实验报告为主,老师是“忠实”的“讲解员”,学生是“忠实”的执行者。学生只是被动接受,缺乏主动性,更谈不上创新能力的培养。每次实验就是学生当一次实验操作工人而已,并没有起到加深对理论知识的理解的作用,更没有起到提高学生分析问题、解决问题能力的作用。4)课时少,仪器利用率低;实验室管理落后导致教学组织与实施困难。随着高校学分制管理的实施,学时总数减少,导致实验教学时间减少,从而仪器利用率低。如土木工程专业的本门课实验学时降到10学时,甚至更少。这样学生课堂上可进行的实验教学就很少,理论上可以通过课外自主创新实验、兴趣实验进行弥补,但目前的资产管理模式、实验室管理体系和实验课教学体系不利于开放性实验室教学组织和综合功能开发。典型的“大爷”式管理,缺乏激励机制。

2 土木工程材料实验教学的改进措施及建议

2.1 保证既有实验项目的基础上,添加新材料、新技术的实验项目

除掌握土木工程材料基础性能外,可适当添加相关新材料、新理念、新技术的实验。例如目前人们普遍关心混凝土耐久性问题(关系到节能、节约资源等),以及建筑材料生产应用带来的生态问题(涉及到环保、温湿效应等),可以考虑设计相关的实验内容(如加气混凝土砌块、空心砖、保温砂浆、防水卷材、环保涂料等),加入到已有实验教学中,使土木工程材料教学的内容与时代进步相适应[2]。

2.2 建立实验室开放制度,开设设计性、综合性实验项目

由于正常的教学实验,人员多、场地小,难以保证每个学生有足够的时间接触到实验,但有部分学生对本课程有浓厚的兴趣,因此,应积极鼓励学生进行教学外的科学研究、设计性实验,如“挑战杯”、混凝土配合比实验(从询价、选材、设计、操作、评价全过程自主进行)等,并对完成的实验项目给予一定的学分、奖励,进行鼓励和激励。为了提高实验室设施的利用率,在时间安排上能够灵活调整,在教学实验高峰期之外的时间,鼓励相关专业的学生利用实验室的实验环境和实验设施,由相关教师指导进行实验。由于设计性实验要求学生要有足够的时间进行实验,应给学生提供一个较宽松的时间、空间和条件,以便完成从实验时间到实验空间,从内容设计、准备、预试到实际操作和实验结果评价等工作,这就要求实验室开放。

2.3 改进实验室管理制度及机制,充分开发实验室的综合功能

“开放式”的实验室管理模式、添加新的实验项目等改革措施,势必导致实验室管理成本的增加和实验室教师工作量的增加,有时为了满足学生的上课时间,老师不得不牺牲自己的休息时间。为了实验教学改革目标的实现,必须建立一套健全的实验室管理制度与激励机制。

充分开发实验室除教学功能外的技能培训、科研服务、社会技术服务功能,注入实验室新的活力。高校实验室设备齐全,技术人员集中,能够承担常规工程材料的检验,如果能够结合工程需要,开展技术咨询和材料检测服务,实现微利经营,创造完全仿真的生产实训环境,对提高学生的实践技能也是有好处的。利用实验室条件,开展行业的技能培训和职工的继续教育,如混凝土技术性能检测技能大赛、钢筋绑扎技能大赛等,充分利用实验仪器服务于教师、学生科研项目。通过一系列服务,一方面,实现微利经营,可以注入资金活力,另一方面,在服务于社会的过程中,可以及时了解社会、行业需求,从而可以及时调整教学内容、有目的的建设改造实验室。

2.4 开展虚拟仿真实验,促进实验教学改革[4]

仿真实验是利用计算机、网络创建一个可视化的实验操作环境,其中的每一个可视化仿真物体代表一种实验仪器或设备,通过操作这些虚拟的实验仪器或设备,即可进行各种实验,达到与真实实验相一致的教学要求和目的。它是虚拟仿真技术、计算机技术和专业理论知识多方面结合的结晶。

虚拟仿真实验可以提供开放式实验环境,真正实现实验室向学生开放。学生可以打破时间和地域的限制完成相关的教学实验。由于虚拟仪器系统的支持,学生可以自拟、自选实验题目,自行组织实验,变使用现成的仪器为开发自己的仪器进行实验,改变传统的灌输式教学方式,让学生自主参与到教学中来,最大限度地发挥学生的主动性和创造性。这种学生自主探索的学习活动,可使他们的个性得到发展,创造能力得到提高,最大程度地锻炼和开发学生的创新能力,极大地激发学生的学习兴趣。

笔者结合重庆市建设委员会科研项目《土木工程试验计算机仿真系统研究》(项目计划城科字2008第52号),开发包括土木工程材料实验的一套仿真实验系统,试图在教学过程中,实现传统的验证性实验部分或全部通过仿真实验在课外进行[5]。

3 结语

以上一系列改革措施和思想,已经有不少专家、学者呼吁过,但迟迟得不到落实。因此,关键问题是如何实施,有哪些障碍。笔者认为主要是两方面的工作:一方面,加快虚拟仿真实验室的建设和实施,利用仿真实验室完成传统的验证性实验。计算机技术、仿真技术、专业理论知识已经没有障碍,而且已经有案例可以参考,另一方面,加快实验室资产制度、考核制度、激励制度等管理制度改革,保障开放性实验、设计性实验、综合性实验、创新性实验的实施。做到这一点,需要改变陈旧的思维模式,特别是领导的思维模式和改革魄力,因为这将触及到一些人的利益,障碍较大,这也是多少年来,实验教学改革只停留在“呼吁”阶段的根本原因。但随着高校实验教学改革的进行,它是势在必行的,不是某个人或者某些人的利益所能阻挡的,大势所趋。只有高校实验室管理制度改革成功了,才能充分发挥它教学、科研服务、技能培训、技术服务等功能。上面两点做到了,土木工程材料实验教学改革才能从根本上取得成功。

摘要：针对应用型本科院校,分析了目前土木工程材料实验教学现状及存在的问题,提出了改革措施和建议,并指出土木工程材料实验教学改革目标的实现,关键是建立健全的实验室管理制度与激励机制;另外,开展虚拟仿真实验是促进实验教学改革的一种重要手段。

关键词：土木工程材料,实验教学,仿真实验

参考文献

[1]苏达根.土木工程材料[M].第2版.北京:高等教育出版社,2008:266-323.

[2]丁铸,孙坤,刘伟,等.土木工程材料实验教学组织与实施[J].实验技术与管理,2008(1):116-119.

[3]潘永灿,吴发红.土木工程专业毕业设计教学改革探讨[J].山西建筑,2008,34(3):214-215.

[4]苏旭霞,刘素楠,管立新.开展虚拟仿真实验,促进实验教学改革[J].科技广场,2008(2):252-254.

[5]廖小烽,黄林青,刘先锋.基于开源网络平台土木工程仿真实验室的设计和构建[A].重庆力学学会2009年学术年会论文集[C].重庆:重庆大学出版社,2009:171-174.

土木工程实验教学研究 篇2

一、实验教学中存在的问题

1.实验教学体制过于传统，验证型实验过多传统实验教学模式过于死板，一定程度上限制了学生的积极性和创造性。而且大多数是验证型实验(如：化工原理实验、PLC编程原理实验等)，都配有相应的实验指导书，学生只要按照实验步骤一步步操作就能完成实验任务。这种毫无探究性的实验只能训练学生的基本动手能力，而其思维和解决问题的能力得不到具体的应用，更不能培养学生的实践应用和创新能力。调查中还发现，课表安排的个别实验没能落实。如化工容器设计实验，由于是在高压下进行的，实验室空间有限，存在安全隐患，故没能按计划开设，一定程度上造成了教学资源的浪费。

2.实验成绩评估体系缺乏激励性

目前的实验成绩评定基本上都是根据实验报告质量的优劣或者实验结果正确与否来决定，而忽视了实验的操作情况，不能促使学生在操作过程中积极思考。在完成实验报告时，只要参考实验讲义或者其他同学的实验报告即可，从而造成抄袭现象严重，实验效果下降。

二、实验教学改革的措施

目前，高等教育改革正在全方位深入进行。其中，实验教学改革是重要的组成部分，实验室则是培养学生理论联系实际、建立创新意识、提高工程实验能力的重要实践基地。同时实验教学还可以培养学生科学求实的精神、严谨周密的工作作风和团结协作的精神。在提高实验教学地位的同时，要以学生为中心，构建学习知识、应用知识和创造新知识三个层次训练体系。还要对现行实验教学进行改革，丰富实验内容，改变实验教学方式，提升实验教师素质，在实验老师的指引下，让学生去积极思考、探索并动手完成实验，以达到培养学生的动手能力和创新能力的目的。具体改革措施如下：

1.完善传统的化工容器设计实验和无损检测实验

化工容器设计实验包括内压容器薄膜应力测定实验、外压容器失稳实验、内压厚壁容器爆破实验在内的三个经典实验。为能更好地配合此实验的`进行，在实验室建设过程中，已经配备对应的实验设备，只要做出具体的实验安全防范措施，严格遵守操作规范，即可进行实验。无损检测实验形成了八个经典实验，即超声波测标准试块的厚度、超声波探测试件内的缺陷、超声波探伤仪探头的标定、涡流法测金属裂纹、涡流法测金属电导率、超声波与涡流法探测实验比较、渗透探伤和磁粉法对焊缝探伤。在建立无损检测实验室时按照实验项目配备相应的实验设备，即可开设此实验。

2.建立计算机仿真实验室

计算机仿真实验是通过软件对物理设备及实验过程的虚拟仿真，利用计算机及相应的模拟程序，通过人机对话界面和动画仿真操作来完成实验过程。计算机仿真实验能够完成电工电路电子技术、自动控制原理、过程控制与DCS、过程装备传动控制等专业实验，弥补我们实验教学资源的短缺，实现教学资源的优化。

3.增加综合设计性实验数量

综合性实验是运用已开设课程内容综合分析某一问题或现象的实验。学生需要运用所学知识经过一定的分析思考和综合运用不同课程知识才能完成相关实验。通过实验，能够掌握不同设备的联合使用与操作，能培养学生的综合能力和知识应用与渗透能力。设计性实验是在学生明确实验目标的基础上，只为学生提供必需的仪器、材料，要求学生独立设计实验方案，亲自动手组装、操作仪器并完成实验报告的实验方法。在实验中学生可以根据自己的兴趣和知识的掌握程度进行方案设计，流程组装及测试分析，从而提高学生的兴趣，激发了他们上实验课的积极性和创造性，培养其综合实验能力。压缩验证性实验，增加综合设计性实验的个数，培养学生的创新思维和综合实践能力，这是我们实验教学改革的趋势。

4.开设选修实验课程，实验室面向学生开放开设选修实验课程，实验室面向学生开放具有以下三个方面的意义：

(1)将学生分散在不同的实验室，便于管理，实验效果也会相应提升。

(2)学生根据自己的兴趣爱好，选修一到两门研究性实验认真去完成。实验前通过设计实验方案，很大程度上提高了实验的效率，培养其综合应用基础知识、专业知识分析问题、解决问题的能力，更有利于培养学生的创新能力。

(3)充分利用实验室设备资源。如实验室拥有的THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台，一共可以做26个实验，但由于实验课时有限，平时只开设6个实验，这就造成实验资源的严重浪费。

三、结束语

土木工程实验教学研究 篇3

关键词 开放实验；土木工程；教学模式

中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)09-0110-02

Exploration of Opening Experimental Teaching Mode in Civil Engineering//Zhou Miao, Liu Yu, Zhang Suhua

Abstract Experimental teaching is an important part of practical teaching in civil engineering, there are some drawbacks of traditional experimental teaching mode. Therefore, it is necessary to open up the experimental teaching mode in civil engineering. This paper explicated the characteristics of opening experimental teaching, from the experience of the experimental item, and proposed a specific implementation steps and measures.

Key words opening experiment; civil engineering; teaching mode

Author’s address College of Civil Engineering of Henan Polytechnic University, Jiaozuo, Henan, China 454003

1 引言

土木工程专业的培养目标是培养具有一定知识、能力和综合素质，面向生产、建设、管理、服务一线并适应其要求，具有可持续发展潜力的高级应用型专门人才[1]。新形势下加强土木工程专业学生的工程实践能力培养具有很重要的现实意义，其中实验教学是实践教学的重要组成部分，因此，如何强化土木工程专业的实验教学，构建适合土木工程专业发展的实验教学体系，是急需进行深入研究的问题。然而传统的实验教学模式是实验课附属于理论课，实验学时较少，实验项目更新率低，学生缺乏主动性，实验教学效果不理想。因此，通过创造实验条件和合理组织，利用实验室开放进行实验教学是一种非常可行的实验教学模式。

2 土木工程专业实验教学的传统模式

目前，大多数高校土木工程专业的实验教学方法表现为灌输式，实验课均为理论课的辅助部分，验证性实验较多，综合性、设计性和研究性实验较少，可以从以下几个方面看出其弊端。

1）传统实验教学是实验教师根据实验教学大纲编写实验指导书，学生根据实验指导书的实验目的、实验方法、实验要求、所用仪器设备进行相关实验即可，设置的实验学时数和实验项目都非常有限。对于实验过程复杂、耗时较长且耗资较大的实验，实验教学尽量是不涉及的。

2）实验项目基本上几年不变化，实验项目更新慢，课程规定的实验项目不能满足学生的学习需求，他们需要对自己感兴趣的项目做深入研究。同时仪器设备在非实验期间长时间闲置，在使用时间上分布不均。

3）传统的实验教学以班级、专业为整体，不同层次的学生所做的实验项目都相同，做相同的实验，得到近似的实验结果，一组或一个班写出基本相同的实验报告，不能充分调动学生的学习兴趣和积极性。大多数学生在实验中只是忙于完成实验过程，来不及深入理解实验原理，思考解决实验中出现的现象和问题，即使遇到问题，也是实验教师给予解决。学生是被动的，教师的工作是重复性的。

传统的实验教学模式设置的实验项目与实际工程有较大的差距，难以发挥学生的积极能动性，难以培养学生的创新能力和实践能力。因此，需要调整实验教学模式，使学生养成自主学习的习惯并培养实践创新能力，势在必行。

3 土木工程专业开放实验教学模式的构建

3.1 开放实验教学的特点

开放性实验教学从广义上讲是指实验对象、实验内容、实验时间上的开放，没有对象、内容和时间的限制；从狭义上讲是指由学生自己根据实际题目的要求，独立拟定实验方案，设计实验技术路线，完成实验过程，指导教师只负责对实验方案进行审查，在实验过程中给予必要的启发和引导，实验完成以后对实验结果和报告进行评价[2]。

笔者结合多年的实验教学经验可以归纳出开放实验教学的特点[2]：

1）开放实验具有综合性、设计性和创新性的特征，这有别于传统的课堂实验教学；

2）实验形式具有可开放性，操作难度较小，实验时间不与正规实验教学发生冲突；

3）强调学生在实验中的主体地位，自主把握实验方法和进程，教师在实验过程中只给予必要的指导和启发。根据土木工程专业开放实验教学特点及教育部提出的培养学生综合性创新精神和实践能力的要求，开放性实验教学模式是实验教学体制改革的必然趋势。

3.2 开放实验教学的项目

笔者所在的土木工程实验中心进行开放实验教学已有3年多了，对于实验项目的制定主要依据不同层次的学生要求以及实验室的仪器设备状况，与计划实验教学项目不同，所开放的实验项目有下面几类。

1）建筑材料类：掺加建筑废料的混凝土试验、掺加工业废料添加混凝土试验、钢纤维混凝土试验、碳纤维混凝土试验等项目，对大二、大三、大四的学生开放实验。

2）建筑工程类：工程结构承载能力综合测试、钢管混凝土构件力学性能试验、结构加固材料力学性能研究、简支桁架静载非破坏性试验等，对大三、大四的学生开放实验。

3）岩土工程类：砂土的渗透试验、土工试验数据采集系统的使用、三轴试验、土的前期固结压力测试、岩土材料破坏过程试验等，对大三、大四的学生开放实验。

4）结构检测类：混凝土保护层厚度测定、钢筋位置测定、钢筋锈蚀程度测定、超声回弹综合法测定混凝土强度、混凝土裂缝宽度和深度检测、楼板厚度测定等，对大三、大四的学生开放实验。

这些是实验室暂定的开放实验项目，随着仪器设备的更新和实验要求的改变，实验内容也在继续增加，从而能达到更好的培养学生创新能力和实践能力的效果。

3.3 开放实验教学模式的实施步骤与措施

要真正实施实验室开放，需要强有力的保障措施，制定实验室开放管理办法和仪器设备管理办法等相关的配套制度，对进入实验室进行开放实验的学生提出具体要求和条件限制，以确保实验开放教学的顺利开展[3]，如《实验室开放管理办法》《实验室开放申报制度》《实验室开放预约制度》《实验室开放学生管理办法》等。对于具体的实施步骤学院实验中心网站上有具体的说明，大概的程序：实验室申报实验开放项目→学校教务处审核立项公布→学生报名选择实验项目→教师安排和指导实验→学生上缴实验报告→教务处验收。

另外，在每学期的开放实验教学安排中，应考虑到开放实验项目的学时数较多，每组人数较少，实验频率较高，每学期刚开学多是理论教学安排，所以应将开放实验教学安排在每学期中期，这样既避免学期初教学任务过重，又避免影响学生的期末考试。

4 结语

通过近几年的开放实验教学模式探索，不断总结经验，制定了一套切实可行的实验开放模式。开放实验教学可以充分调动学生的积极性，对全面提高土木工程专业学生的动手能力和创新能力有很大的帮助。另外，通过不同类别的开放实验项目，实验室进一步提高了仪器设备的利用率，对实验室的发展进步也是非常有益的。

但是，在实验开放的过程中也发现了一些问题：

1）随着开放实验的完善，学生参与开放实验的积极性提高，使现有的实验仪器设备和师资力量都出现紧缺现象[4]；

2）开放实验学生的成绩考核方式还有待进一步论证，考核没有统一标准；

3）虽然学校组织了教务部门对开放实验项目进行审查，但是参与审核的都是非专业人员，对项目的好坏只能从表面区分，而对实质内容的优劣不能很好地判断。这些问题都需在以后的工作中逐步研究解决，从而使得开放实验教学能够更好地得以实施。

参考文献

[1]王子康.论新型实验教学模式:开放性实验教学[J].重庆工商大学学报,2003,20(3):106-107.

[2]潘剑云,张欣.土木工程专业开放实验教学的探讨与体会[J].高等论坛,2010(2):40-41.

[3]孙式霜.土木工程专业开放实验教学模式探索与实践[J].科研教学,2011(5):17-18.

[4]苏蕊.开放式实验教学的探讨与实践[J].中国科技信息,2008(10):268-269.

土木工程实验教学研究 篇4

土木工程专业的《结构试验》等重要的实践课程存在很多薄弱环节, 因此, 很多学生存在实践能力明显不足的现象, 从而直接导致了大批毕业生不能够迅速的适应工作环节, 更不能将理论知识与实际工作进行有机结合, 最终缺乏独立分析问题和解决问题的能力, 更谈不上创新能力。

2《结构试验》实验教学对土木工程人才培养中的作用

(1) 培养学生的对理论知识的理解能力和实践环节的动手能力。

(2) 培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

(3) 培养学生的科学素养, 包括实事求是、一丝不苟的工作作风, 敏锐捕捉异常现象的直觉能力及坚忍不拔、乐于奉献的精神等。

(4) 培养学生的思想品德及团队合作精神。

作为未来土木工程相关的从业者, 实验教学的诸多作用单靠理论教学是难以实现的。

3 土木工程《结构试验》在教学过程中的常见问题

(1) 在整个土木专业中, 实践教学对培养人才起着至关重要的作用。传统的教学观点将实验课看成辅助理论和验证理论的作用, 实际则不然。实践教学是帮助学生理解知识点并且能够学以致用, 这种对实践教学的认识对于大学生的实践能力的培养是非常不利的。科学试验作为知识创新的基础, 而实践也是不断积累科学知识的过程, 因此, 实践教学除了加深学生对理论知识的理解外, 还能够培养学生的创新观念和提高综合素质。

(2) 学生在学习过程中常处于被动之中, 缺乏主动性。目前, 高校试验教学基本都具有完整的实验指导书, 包括实验原理、过程、指标测试方法以及仪器使用说明和详细的实验步骤, 由于学生在整个过程中处于被动的操作中, 从而不能调动学生的积极主动性, 十分不利于培养学生的创新精神和创新思维。

(3) 实验教学与实际工程脱轨。大多数高校为了试验教学起到服务于理论教学、验证原理以及深化理论理解的作用, 大多采用验证型和演示型试验, 但这样却忽略了实际中无法忽略的因素, 从而进行理想化教学, 从而与实际工程不符, 导致培养的学生根本不具备处理实际工程问题的能力。

(4) 经费短缺。由于土木工程实践环节需要设备更新和维护的费用、制作试验构件的费用以及属于破坏性试验不能重复利用构件等, 因此, 土木实践教学需要大量的试验经费支撑才能顺利完成。由于高校的实践经费多由学校投入, 其他方面的投入基本没有, 受到学校经济情况的限制导致缺乏实践教学经费。原有土木工程专业院校的设备陈旧老化, 因此很多项目不能及时开设或根本没有相应的实验室, 新开设土木专业的学校无力购买设备等, 都严重阻碍了土木工程专业实践教学的发展。

4《结构试验》实验教学的改革与探索

(1) 使学生正确认识实践教学环节。虽然土木工程是一门实践性很强的学科, 但是很多学生却错误的以为实践教学就是为了辅助教学。因此, 为了让学生充分了解实践教学的重要性, 学校可以邀请行业专家或者具有丰富教学经验的教师以及工程单位的人员对学生进行宣讲。

(2) 采用积极的实验教学方法。根据实验土木和基本要求, 让学生自己动手查资料、制定实验方案以及分组讨论和处理实验数据, 最终, 以报告书的形式整理实验结果进行讨论交流, 从而扭转学生的思想态度和被动意识, 此外, 为了变学生被动参与为主动实践以做到理论联系实际, 可以通过教师提问式、学生汇报式或小组讨论式等多种教学方式让学生阐述实验现象。

(3) 产学研三位一体相结合。提倡将教学、科研、社会工程有机的结合起来, 让学生参与其中, 使其得到符合工程实际状况环境的锻炼, 逐步培养解决工程实际问题的能力和意识及吃苦耐劳的精神。积极为学生提供科研平台, 开展科学研究第二课堂活动, 建立业余科研小组, 通过不同的课外活动使学生在科研活动中学到书本上学不到的知识, 以培养其实验设计能力、实验组织能力和知识运用能力。

(4) 改革考核方法。考试是检验学习效果的手段之一, 在制定教学计划时, 加大实验成绩所占比重, 并在理论课考试中加强对实验方面内容的考核, 对于平时实验课成绩不合格者, 没有资格参加理论课考试。

(5) 加大投资力度。在学校经费紧张的情况下, 由于资源不能共享而造成有的实验形同虚设, 只能作“示范性”演示。要争取学校主管部门的支持力度, 论证加大实验教学环节的必要性, 在有限的经费中尽可能多的增加对实验室的投入, 同时实验教学人员应积极动手改进、维修保养设备, 节约实验耗材, 并多方筹措资金。

(6) 转变教师观念, 提高教学水平。实验教师为了顺应与时俱进以及新的教学方法, 必须不断的更新知识以形成多元化的知识结构, 满足新的教学方法的需要, 从而开设综合性、设计性和研究创新性的实验。

5 结束语

针对本文总结的实验教学的不足和改革探索的方法, 除了有效提高《结构试验》教学效果外, 还有利于培养出具有综合实践创新能力的土木工程专业化人才。

摘要：随着我国基础设施建设迅猛发展, 各高校土木工程专业人才的培养也蓬勃兴起。土木工程专业最大的特点是具有极强的实践性, 所以在祖国发展的新时期, 对土木工程专业大学生动手实验及工程实践能力提出了更高的要求。《结构试验》作为土木工程的实验教学环节中的重要环节之一, 要做到能够帮助学生理论联系实践, 把学到的理论知识点真正运用到实践的环节中, 真正培养学生的动手能力、分析能力、解决问题能力。因此针对土木工程专业学生实践能力培养的现状及结构试验教学存在的问题进行分析, 并研究探讨实验教学的改革方法。

关键词：土木工程专业,结构试验,教学改革

参考文献

[1]陈友兰, 谭菊香.土木工程专业《结构试验》课实验教学改革探讨[J].长沙铁道学院学报 (社会科学版) , 2006 (02) .

[2]郭蓉, 赵少伟, 周明杰, 郝春森.提高土木工程专业结构试验教学水平的思考[J].实验室科学, 2007 (03) .

土木工程实验教学研究 篇5

土木工程专业钢筋混凝土结构实验教学改革探索

文章结合土木工程专业钢筋混凝土结构实验课程的.理论与实验教学经验,借调整实验课程内容、深化实验教学改革之机,创新性地提出了钢筋混凝土实验教学的两种全新模式:自助式教学模式和集约分层式教学模式.

作 者：作者单位：刊 名：素质教育论坛英文刊名：SUZHI JIAOYU LUNTAN年，卷(期)：“”(12)分类号：G71关键词：实验教学改革 综合素质 全过程参与

土木工程实验教学研究 篇6

摘要：本文介绍了控制工程基础课程的性质和地位，分析了其实验教学的重要性，并利用TAP-II仪器对典型实验项目进行实验，学生利用已学理论对实验结果进行分析，并在实验教学中引入Matlab。达到了使学生理论和实验相结合、融会贯通全面掌握控制工程基础理论的目的。

关键词：控制工程基础实验教学TAP-IIMatlab

1概述

在科学技术发展的进程中，自动控制起着重要的作用。从首次在工业上用于控制蒸汽机转速的飞球控制器到为火箭和空间探测器设计出来的复杂和高精度的控制系统，自动控制技术的应用促进了社会经济的发展，而客观的社会需要又给自动控制理论的发展赋以动力[1]。控制工程基础是机械设计制造及其自动化、机械电子工程等专业的一门专业基础课，该课程涉及到传递函数、微分方程、时间响应、控制系统的稳定性、稳态误差、频率响应和控制系统的校正等主要内容，理论性较强，计算量大、涉及到的知识面广。

2控制工程基础实验教学现状分析

目前，本科院校的机械工程专业几乎都开设控制工程基础课程。该门课程理论性强，学生理解起来比较吃力，因此该课程都设有相应的实验教学，实验教学在帮助学生正确理解控制工程的基本概念、理论联系实际，提高学习兴趣等方面起到了非常重要的作用。但由于受师资力量、传统教学等诸多因素的限制，现有的实验仪器及实验项目不能很好的发挥上述作用。随着新一轮教学计划的调整，大幅度削减学时，实验学时少之又少，能完成的实验项目非常有限。目前该课程的实验教学都是在实验箱上完成的验证性实验。以作者所在学校为例，介绍一下控制工程实验的基本情况。控制工程实验目前使用的是清华大学科教仪器厂生产的TAP-II型控制理论模拟实验装置，其基本结构如图1所示。

TAP-II型控制理论模拟实验装置由计算机、A/D/A接口板、模拟实验台和打印机组成。

计算机负责实验的控制、实验数据的采集、分析、显示、储存和恢复功能，还可以根据不同的实验产生各种输出信号；模拟实验台是被控对象，台上共有运算放大器12个，与台上的其他电阻电容等元器件配合，可组成各种具有不同系统特性的实验对象，台上还有正弦、三角、方波等信号源作为备用信号发生器用；A/D/A板安装在模拟实验台下面的实验箱底板上，它起着模拟与数字信号之间的转换作用，是计算机与实验台之间必不可少的桥梁；打印机可根据需要进行连接，对实验数据、图形作硬拷贝[2]。由于学时限制，本门课程开设了两个实验项目，二阶系统的阶跃响应和系统的频率特性测量。在实验教学过程中，传统实验仪器的利用率较低，如何提高实验仪器的利用率，更好的发挥实验仪器的作用，也是今后实验教学改革的内容之一。

目前，实验经费投入不足，仪器设备利用率低，学时少，教师和学生对实验的精力投入不够等因素导致了目前实验教学质量不高，学生兴趣不浓，实验教学很难真正提高学生的动手能力和创新能力，从而很难实现对理论教学的验证，更好的实现理论实验相结合的教学。

3实验教学改革研究

3.1传统实验教学内容的改革

TAP-II控制理论模拟实验装置，提供十二个模块、六个实验项目。在之前的教学中，只选用了其中两个为例作实验。对传统实验教学内容的改革主要是根据课程要求，把实验项目设置成必做实验，选做实验和自主创新实验。其中必做实验为根据理论课要求，学生必须完成的项目。选做实验是教师提供多个实验项目，学生可根据自己兴趣自行选择其中一个或几个完成。必做和选做实验是由实验教师提供实验指导书，学生据此完成即可。自主创新实验是学生自行设计实验项目，自行编写实验指导书，根据TAP-II提供的十二个模块自行选择，设计完成实验。通过设置实验的不同类型，可以提高学生的学习兴趣和创新能力，更好的发挥实验教学的作用。如表所示为实验项目类型列表：

3.2实验方式、考核方式的改革

实验教学通常是理论教学讲到相应内容时，安排相应的实验项目，学生根据教师安排统一完成实验。完成实验的时间相对固定，学生跟着老师的指挥棒走，很难有自己独立思考的时间，学生兴趣不高，只是按部就班完成任务而已。实验考核方式单一，根据实验报告及实验表现给出成绩，占该课程成绩的10%，实验做得好与不好，折合到总成绩里相差不大，这也是学生不认真完成实验的原因之一。

鉴于以上情况，本次实验教学改革尝试着实验单独设课，成绩独立计算，不再依附于该门课程。建立开放实验，也是实验方式改革的重要内容。在时间上对学生开放，学生可在规定时间内，自行选择时间完成实验，完成一个实验项目的时间不予规定。实验仪器对全部学生开放。

3.3计算机仿真的引入

实验箱上提供的模块和实验项目有限，且模块内的元件接线固定，系统提供的元件数量有限，且大小可不调。极大的限制了学生的实际动手能力和创新能力。利用计算机来进行辅助控制系统教学实验，这样既节省了实验设备和资金，又创造出一个适合于个体教学，利于因材施教，启发思维，灵活机动的学习环境，并能够充分调动学生的积极性[3]。

Matlab是一款非常优秀的计算机仿真软件，非常适合应用于控制工程基础课程的实验教学当中。Matlab是MathWork公司于1984年推出的程序设计语言，由于其超强的数值运算能力、丰富的工具箱灯使得它一经推出就受到了广大科研人员及高校教师的广泛关注。目前，关于Matlab的研究和应用也得到很大发展。在科学研究、高等学校以及工程技术领域都有广泛应用。将Matlab仿真软件应用于控制工程基础的实验教学中，可以增加实验仪器无法完成的仿真实验，利用其强大的仿真功能，可以容易的实现与实验仪器同样的效果。

Matlab在控制工程基础实验教学中的应用有三种形式，第一种是直接利用Matlab丰富的指令直接进行仿真，如求系统的奈奎斯特图，可以直接用指令Nyquist来完成，对于复杂一些的也可利用M文件的编程实现。此种形式的应用简单易学，仿真结果直观明了。第二种是利用Simulink来实现系统的仿真。Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口（GUI），这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果[4]。第三种是利用Matlab开发控制工程仿真实验系统。利用Matlab的GUI界面，可以实现控制工程基础实验教学仿真实验平台的构建。此种方法涉及的知识较多，需要更多创新思维，更有助于提高学生的创新能力的培养。

4结束语

控制工程基础课程在人才培养方案中占据着重要地位，实验教学对于提高学生学习兴趣，锻炼学生动手能力以及培养学生的创新能力都具有重要意义。本文从实验教学内容、实验方式及考核方式和仿真软件的应用三方面对控制工程基础实验教学改革进行了探讨。围绕着如何提高教学质量、增强学生在未来就业中的竞争力，全面提高学生的素质而展开的一系列教学改革中非常关键的一环就是进行实验教学改革，全面提高学生的动手能力和创新能力，以适应快速发展的社会环境。

参考文献：

[1]张尚才.控制工程基础[M].杭州：浙江大学出版社，2012.

[2]TAP-II实验指导书，清华大学科教仪器厂.

[3]王伟，申爱明.《控制工程基础》课程教学改革研究与探索.

[4]http：//baike.baidu.com/view/584919.htm？fr=aladdin.

土木工程专业实验教学改革的思考 篇7

一、实验教学现状

实验排课较困难。由于实验教学内容时间要求的特殊性, 实验通常需要的时间不能像理论教学那样在两个学时内由教师把握上课内容的多少, 而需要根据每次实验要求的时间来排课, 因此, 实验排课的时间受制于实验课内容, 所以, 实验排课要求在有限范围内应尽可能集中一起。而随着教育改革和资源的整合, 学校存在不止一个校区, 有些校区之间的距离比较远甚至上实验课需要安排校车接送等情况。考虑实验时间及接送成本的影响, 实验尽可能要求安排一整块的时间来做, 而教务安排上课的时间通常是按照理论课的时间来安排, 上课的班级也通常按照合班上课来安排。而实际上实验课一般是以一个自然班级为单位或半个自然班级为单位的, 时间上的要求制约了实验排课, 所以别的校区做实验的班级通常只能安排在周末, 影响了实验教学效果。实验内容的类型主要有验证性实验、综合性实验和设计性实验, 验证性实验较多, 综合性实验、设计性实验偏少。实验教学队伍不合理, 没有形成较为合理的传承机制, 重理论、轻实践的现象仍然存在。

二、注重实验教学管理, 提高实验教学质量

(一) 重视实验教师队伍建设

实验教学的水平在很大程度上影响学生的实践能力和对专业课的兴趣。理论教学如今有教学团队, 目的是以老带新, 老教师可以在教学和学术上给新人以指导, 新人可以吸收经验, 尽可能少走弯路。实验教学其实践的特殊性区别于理论教学, 由于实践上有些东西靠凭空琢磨比较困难, 而通过眼睛观察和技术上的指导可以很快学会。如果没有传承, 每个人都摸着石头过河, 花费时间比较长效果却并不一定好。所以实验教学更加需要教学团队形成以老带新的良好传统。好的教学团队成员职称和年龄上应有一定的层次, 促使后来者在教学和学术上有较快的进步, 并逐步成为中坚力量。对于实验室师资力量, 应配备高水平的学术骨干担任实验室主任, 引导骨干教师进入实验室, 提高实验教学水平。对于实验教学队伍的建设, 相应的管理和鼓励机制也是很重要的。对于愿意进入实验室并做出成绩的教师和学生进行鼓励, 同时对做出成绩的实验室管理教师也应适当给予鼓励, 以激励管理人员提高管理和服务的水平。

(二) 实验教学内容的安排应注重衔接性和创新性

实验教学内容的安排应注重衔接, 尽可能避免实验课程内容的重复和交叉。土木工程材料实验课和土工实验课开设的内容都可以做到环环相扣, 后一次课尽可能要用到前一次课的内容, 既是对前一次的复习, 又能将知识的学习向前推进一步。实验内容安排要有层次性, 遵循循序渐进、从易到难的原则, 实验的内容从验证性质到综合性质再到设计性质。目前开设的实验项目验证性质和演示性质的比较多, 综合性和设计性的比较少, 同时在综合性和设计性实验中, 创新性的实验少或者没有。在综合性、设计性及创新性实验中要以学生设计为主, 引导学生查资料, 自主进行设计, 同时将学生的创新项目、教师的科研项目和实验教学相结合[1]。

(三) 注重实验教学方法及实验教学组织工作

在实验教学中学生是主体, 要积极引导学生, 在教学中应注重趣味性[2], 学生觉得有趣, 才能激发自觉学习的兴趣, 所有的实验教学都是和专业知识相关的, 而这些专业知识通常和生产或生活中遇到的一些现象相关。在上实验课之前, 教师应尽可能多地搜索一些和实验相关的现象, 引导学生思考并激发学生对所学知识的兴趣, 创造轻松的学习氛围, 让学生积极思考, 并能与学生进行互动, 对说出和该实验现象相关的学生进行表扬鼓励或其他形式的鼓励。由于实验教学时间有限, 在实验教学中还应注重培养学生的团队合作精神, 采用团队合作学习法。对于有些仅改变一个参数来重复同样的过程多次才能得出结论的实验, 可采用团队合作学习法, 每组做一个数据, 几个组合起来做的数据出一组实验报告, 并且学生在实验过程中可以相互讨论, 提出自己的看法, 每个组的学生都必须认真做, 否则对实验结论的数据影响比较大。这样每个学生都进行了实践操作, 达到了实验教学的目的, 而又充分体现了合作的必要性, 在潜移默化中培养了学生的团队合作精神。

(四) 充分利用多媒体等先进教学手段与资源

如今计算机资源应用极为广泛[3], 并且计算机资源的利用可以使学习无处不在, 不仅限于有限的上课时间。为此, 应充分利用计算机资源进行实践教学, 将实验仪器及其操作过程、实验注意事项做成多媒体实验教学课件, 将仪器的认识和使用通过图片和动画的形式呈现给学生, 使学生一看就清楚, 既使学生有看的东西, 感觉上课内容不枯燥, 增加学习兴趣, 同时也减少了实验教师讲解的工作量, 实验课教师仅作指导。教师讲解时仅仅对着一台仪器讲, 不一定所有的学生从各个角度都能看清楚, 而通过动画课件进行实验教学会收到更好的效果, 实验课件可以挂在网上, 观看课件中的仪器操作部分可以作为课前预习的内容, 一进实验室即可开始做实验, 课后有兴趣的同学再研究, 可为开放性实验教学作一些准备。如今的实验教学的影像资料比较少, 实验教学的课件通常是作为精品课程中的一部分, 内容是为理论课程教学服务的, 在独立开设实验课的方面考虑得比较欠缺, 因此, 应该积极开发一些优秀的实验教学课件, 使实验教学能真正独立出来。

(五) 在实验教材建设中应注重实验仪器的使用

目前实验教材中的实验内容、实验方法及实验操作过程相对都比较完善, 但对实验仪器的介绍及使用比较少, 实验仪器的使用成为实验教材的一个空缺。实验室仪器的安全使用是实验室安全工作的重要组成部分, 而仪器使用是实验课程必不可少的部分, 所以在教材建设中应注重仪器使用的部分。重视仪器的操作使用, 可以引导学生自己制作仪器或提出自制仪器的想法, 提高学生的创新意识, 为学生的自主创新实验作准备。学生自制实验仪器设备, 可以对实验出现的问题不断改进, 这既提高了学生的兴趣、创新意识, 增强了学生的动手技能, 同时在综合运用交叉学科知识中又培养了学生独立思考问题和解决问题的能力[4]。

(六) 建立合理的实验考核评价机制, 加大机制执行力度

实验教师在成绩考核评价中起着非常重要的作用。实验成绩的考核评价机制在很大程度上影响学生学习的积极性, 合理的评价机制能提高学生的积极性。实验有其实践操作的特殊性, 所以实验考核应采用综合评分的考核方式, 由实验操作成绩和实验报告成绩综合评分。实验操作成绩的考核主要考核学生的动手能力、观察能力、思考问题能力、实验组织能力、合作能力、实验结果准确性及实验态度。而实验操作成绩主要是通过实验课中的表现来给成绩的, 所以实验课教师除了课前做好实验准备工作, 要在学生做实验的过程中给出公平合理的操作成绩, 这需要实验教师有高度的责任心、公正心和敬业精神。在实验课程中, 教师指导是必要的, 但是就目前来讲, 学生的依赖性偏强, 易浮躁, 多数学生仅仅为了完成任务而完成任务, 缺乏独立操作、独立思考的精神。在学校里教师可以辅导学生一步一步做, 但是以后要学习的东西还很多, 只有学会认真预习, 认真看资料, 学会在资料中找答案, 才可从容应对以后的工作和生活。实验教师在这一过程中有着非常重要的作用, 要做好这一工作, 布置任务作引导是非常必要的, 即布置任务, 提问题、设障碍来引导学生实验过程的进行, 以及在实验过程中引导学生进行思考, 观察现象得结论。通过引导可以减少实验课上管理学生的工作量, 提高学生学习的积极性、主动性和对实践操作的重视程度。

实验教学是培养技能创新人才的重要途径, 对学生素质的培养有着非常重要的作用。为了培养更优秀的工程创新型人才, 积极探索实验教学改革, 提高实验教学效果有着非常重要的意义。

摘要：实践教学是培养学生实践能力的重要途径之一, 对提高学生对专业知识的兴趣、培养学生的专业技能及工程应用能力有着非常重要的作用。本文主要从实验教师队伍的建设、实验教学内容的开设、实验教学的方法和组织方式、实验教学的手段、实验教学应重视实验仪器的使用、实验成绩的考核评价机制六个方面思考如何提高土木工程专业的实验教学效果。

关键词：实验,教学改革,土木工程

参考文献

[1]白文辉, 梁超锋, 孙斌祥等.基于应用型人才培养的土木工程专业实验教学改革思考[J].高等建筑教育, 2009, (6) .

[2]石山鹰, 肖瑞泉.实验教学改革和创新能力培养的探讨[J].实验室研究与探索, 2001, (10) .

[3]王建君, 李晓峰.验证性实验教学改革之我见[J].实验室研究与探索, 2004, (7) .

土木工程专业实验教学改革与实践 篇8

随着我国经济的快速发展, 土木工程建设也有了可喜的进步, 土木工程功能化、城市建设立体化、道路交通高速化以及居住环境人性化已成为现代土木工程鲜明的特征, 这对土木工程专业应用型人才的培养提出了更高的要求。土木工程专业实验室是培养学生工程实践能力和创新意识的重要基地, 土木工程专业实验是该专业教学的重要组成部分, 它在培养学生分析问题和解决问题的能力方面有着专业理论课教学无法替代的作用[1]。

黑龙江科技大学土木工程实验室在2008年国家教育部本科教学水平评估之后, 实验室面积增到千余平米, 添置了数百万元的FTS多通道协调加载控制系统、YAW-5000型数控加载液压试验系统等先进的实验设备, 配备了具有博士学历、高级职称的实验室工作人员, 使得实验室软件及硬件条件都得到了根本性的提升。实验室升级改造完成后, 所面临的两个问题越发显得突出, 一是实验室原有的教学体系、教学内容越来越不适应毕业生的就业需求, 二是实验室添置的先进仪器设备急需开发利用。为此, 改变原有的实验教学体系, 更新陈旧的实验内容, 开发新的实验项目, 进行实验教学改革势在必行。

1 实验教学改革的目的与意义

近年来, 随着建筑市场对人才需求的变化, 土木工程专业大学生工程实践的能力水平已成为影响其就业的主要瓶颈, 市场需求更多的是基础理论扎实、工程实践能力强、具有创新精神的应用型人才。为此, 中共中央、国务院在关于深化教育改革全面推进素质教育的决定中, 把培养学生的创新精神和实践能力作为工作重点。

高校作为培养人才的重要基地, 一切教学活动均应以培养学生的实践能力和创新精神为出发点和立足点。实验教学是高校培养高素质人才一系列实践性教学环节中的重要一环, 通过高效的实验教学, 可以显著提高学生的工程实践能力与创新精神[2]。在建筑行业发展趋势总体放缓的形势下, 具有较强的工程实践能力和一定的创新意识的毕业生才有可能找到自己心仪的工作岗位。因此, 土木工程专业实验室如果不积极进行实验教学的改革与创新, 就无法主动适应时代和社会对人才培养质量提出的新要求, 就无法保证毕业生在激烈的就业竞争中立于不败之地。可见, 在当前形势下进行实验教学的改革与创新, 充分发挥实验室的教学功能, 对于提高学生的工程实践能力和创新意识、提升高校竞争力具有重要的意义[3]。

2 实验教学体系的构建

经过大量的调查研究, 借鉴兄弟院校的成功经验, 结合实验室现有的条件, 按照分层次、模块化的思想, 根据土木工程学科的特点, 实验室划分了基础型实验、综合设计型实验、创新研究型实验等三个层次[4]。基础型实验的主要功能是使学生掌握基本的实验技能, 并深化学生对理论课程内容的理解。综合设计性实验由一系列扩展实验构成, 其主要教学目的是使学生在掌握基本实验技能的基础上, 进一步了解、掌握工程实际以及科学研究中较为先进的实验技术及方法, 加强学生的专业修养, 并通过实践教学与科学研究相结合等方式, 培养学生科研及创新能力和潜质。创新研究型实验具有真正的科学研究和科学创造的性质, 该类实验大致划分为学科竞赛实验、大学生创新性实验和科研项目创新性实验。

在构建的实验教学体系中, 各层次的实验按照模块化的开放式体系设计, 并保证实验内容针对市场需求和技术发展及时更新[5,6]。学生按照个人的发展需求进行模块化的选择, 接受系统的实践训练, 对于个性化发展以及适应就业需求具有积极的意义。同时, 每一个层次的实验还分为观摩演示性实验和操作分析性实验。观摩演示性实验的目的是培养学生对相关学科实验和仪器设备的认知或感性认识, 开阔学生的眼界, 活跃学生的思维, 激发学生的兴趣。操作分析性实验由学生实际操作实验, 用以提高学生的动手能力和应变能力。根据实验室现有的软硬件条件, 结合人才市场的需求, 实验室设置了土木工程材料、混凝土结构、钢结构、砌体结构、路基路面等研究方向的各层次实验, 要求学生观摩或自行设计实验过程并进行数据分析和成果整理, 极大地提高了学生的工程实践能力与科研创新意识, 重新构建的实验教学体系框架如图1所示。

3 实验项目及内容的更新

在2008年的本科教学水平评估之前, 黑龙江科技大学土木工程实验室规模小、设备少, 仅能为混凝土基本原理、土木工程材料两门课程开设本科教学实验, 开设的实验项目少、实验内容陈旧, 且多以演示性、验证性实验为主。得益于“以评促建”的指导思想, 现阶段实验室拥有了FTS多通道协调加载伺服控制系统、YAW-5000型数控液压加载试验系统、YA-300型数控压力试验机、WEP-1000型数控万能实验机、WHY-2000型数控压力实验机等大型实验设备, 并先后添置了CM-2B高速静态应变测试分析系统、DS高速动态应变测试分析系统以及振动信号采集分析系统等先进实验仪器。为了充分发挥仪器设备的作用, 培养学生的工程实践能力和科研意识, 提高就业竞争力, 实验室更新了实验项目及内容。在考虑硬件条件的同时, 实验项目及内容的更新主要考虑与工程实际紧密结合, 涵盖土木工程专业的主要课程, 与科研水平的提高相结合, 并注重实验教学手段的先进性、现代性, 以达到培养学生实践能力和创新意识的目的。

特色培养是高校生存和发展的源动力。我校以培养“能吃苦、上手快、动手能力强”的应用型人才为主, 因此在实验项目及内容的更新过程中始终坚持这一思想。例如, 实验室综合土木工程材料、土木工程施工技术、土木工程项目管理、混凝土结构基本原理、结构力学以及建筑结构试验等相关课程的教学内容, 开设了《综合实验》项目, 该项目融合了混凝土结构设计、施工、管理及结构检测的相关知识, 所含的子项目均为综合性、设计性实验, 更为接近工程实际, 从而大幅提升学生的工程实践能力。此外, 对于实验内容不适应社会发展与进步的教学项目, 调整过程中均予以取消, 如预制空心板受力性能检测、实心粘土砖受力性能实验等项目。经过优化调整, 实验项目由原有的8项增加大到17项, 其中综合设计型实验14项, 占比达到80%以上, 为提高学生培养质量, 提升学生工程实践能力奠定了坚实的基础。

4 结语

经过近五年的实践, 可以说实验教学所进行的改革是成功的, 这主要体现在用人单位的反馈以及学生的评价上。教学改革后的核心实验项目《综合实验》从试件设计、施工制作、施工管理、数据采集、数据分析等环节均由学生自行完成, 该项目已实施5年, 接受训练的学生每届300余人, 通过调查反馈得知, 学生对该项目的训练效果非常满意, 这主要得益于该项目的形式及内容接近工程实际, 受过实验训练的学生在从事土木工程设计、土木工程施工、土木工程监理等工作岗位时, 能够真正做到“零适应”, 这种能吃苦、上手快、动手能力强的应用型人才当然会得到用人单位的好评。

由此可见, 只有高度重视实验教学研究, 在实验教学中突出学生的主体地位, 以市场需求为导向, 合理设置实验教学体系和实验教学项目及内容, 充分调动学生的积极性、主动性, 才能真正做到培养学生的自主精神, 锻炼学生独立分析和解决问题的能力, 才能真正做到大幅提高学生的工程实践能力。

摘要：结合黑龙江科技大学土木工程专业应用型人才培养方案, 针对土木工程实验室在人才培养方面存在的问题和不足, 围绕应用型人才工程实践能力的培养进行了有益的改革和探索。

关键词：应用型人才,实践能力,实验室改革

参考文献

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[3]曾榕, 尹霞.构建培养卓越土木工程师实验教学体系的探索[J].中国电力教育, 2013, 276 (17) :100-101.

[4]陈奕柏, 杨东全, 韩建刚, 等.地方高校土木工程专业实验教学内容体系改革实践[J].高等建筑教育, 2013, 22 (1) :138-140.

[5]蒋晓曙, 史贵才, 黄小红, 等.土木工程专业开放性实验教学的探索[J].常州工学院学报, 2012, 25 (5) :89-91.

[6]刘子振.地方高校土木工程专业开放性实验项目教学探讨[J].台州学院学报, 2013, 35 (3) :83-86.

土木工程实验教学研究 篇9

关键词：实验室,开放,管理

一、实验室传统管理模式及其弊端

长期以来,高校实验教学依附于理论教学,实验室的建设和管理也基本上附属于教研室。因此,实验室的传统管理模式是分散型的,其特点是专业分得过细,一个实验室仅为一门专业课程服务,依附于课程。这种模式有着明显的弊端。

(一)缺少学科交叉及相互间的渗透,不利于学生综合能力和创新能力的培养

当前高校的教育趋势,要求各学科的相互交叉与渗透,并不断开辟新的研究领域。而分散型管理模式的实验室相互独立,实验内容也仅是围绕本门课程设置,不利于全面、系统地培养学生科学实验能力和创新能力,影响实验教学质量的提高[1]。

(二)实验室功能单一,实验设备利用率不均衡,难以形成教学和科研的整体优势

在实验室建设中,各实验室只考虑局部利益,盲目争要经费,使有限的经费被分割,不能有效地发挥作用,同时又导致实验设备的重复购置,造成同类实验设备在某个实验室不够用,而在另一个实验室则常年闲置不用的局面。

(三)实验技术队伍参差不齐,实验技术人员专长得不到发挥,积极性难以调动

由于管理体制原因实验室被分割过细,实验技术人员不能统筹安排,工作任务不均。各实验室人员之间沟通少,很少有共同研讨实验教学的机会,影响了业务水平的提高。实验室归教研室管理,缺乏对实验室的长远和整体规划,实验技术人员在教研室中往往处于从属、被动的地位,积极性、主动性难以调动。由于实验室和人员方面的制约,很多实验室不能给学生提供充分的实验机会[2]。

二、加强管理力度,促进教学与管理相结合

为统一协调管理各学科教学实验室的建设和管理,形成相对独立于各学院的教学实体,最大限度地实现包括人、财、物等方面的资源共享,在管理体制中,打破传统的小而分散的模式,强调学科之间的融会贯通,建成一个面向全校的实验大平台。

专业平台实验室的设置遵循了大学科、宽口径的原则,由一系列专业基础实验室组成。它打破了以课程为主体的实验体系,由相关课程群组建实验模块而构成。专业平台实验室主要是面向学院学生开放,这样既有利于实验仪器设备的优化配置和资源共享,又有利于学科之间的渗透,专业之间的交叉。其操作分为两类:(1)课内式的专业设计性实验,是专业学生必修课程;(2)开放式的设计性实验,教学计划中的选修课或毕业设计。

相对集约化管理理顺了实验室管理的思路,明确了职能、职责、管理和服务的内容和范围,集中了优势的人财物力,从而使学院管理部门具有了有效的管理手段,为新的运行机制提供了科学化的配套管理措施。在仪器设备及实验场地上坚持统一管理及实验人员统一调配,大大提高了利用率,避免了重复购置造成的资源浪费,而且可以实时掌握专业进度及实施情况,便于实施管理,对某些有前景的科研项目及时组织协调,配置足够的科研力量,使课题顺利进行,对取得高水平的成果提供足够的支持。相对集约化管理为教学科研人员排忧解难,提供了优质服务,拓宽了科研管理与教学相结合的工作范畴,促进了实验管理水平的提高。

适应土木工程建设市场的需要,结合学院自身实际情况建立了相对集约化管理、开放式使用的模式,具体讲就是设置专业实验室和基础实验室相结合的模式,从而能够集中优势人力、财力、物力,为科技人员提供较好的科研条件,创造优越的科研环境,为学院发展奠定坚实的基础。

三、合理化配备和使用实验室人才

专业实验室主要面向高年级学生专业课程,培养学生从事技术生产和科学研究的能力。学生综合操作能力的提高,不仅有赖于实验室硬件建设,更重要在于实验教师队伍的建立和培养。为此学院配备了三个层次的工作人员,第一层次为教学科研思路清晰,知识面广,具有综合科研能力的高级技术人员作为专业带头人;第二层次为管理及实际工作经验丰富的实验分室负责人;第三层次为具有较强操作能力,工作态度认真的一般技术人员。实行对德才兼备者重用,对学历高、技术水平高的同志给予积极支持,充分发挥他们的作用。三个层次的人员互相配合,各司其职,使工作从设计到实施都能够有条不紊地进行。在使用人才的同时要注重人才扶持和培养,因为学院要发展,人才是关键。现代化的实验室,一靠科学管理,二靠提高实验室人员的文化和业务素质,管理只是一种制度、手段和方法,而实验室人员文化和业务素质的高低则是搞好工作的关键因素,没有一支业务素质较高的队伍,再先进的管理模式和先进的仪器设备也无法发挥作用。

学生是未来土木工程建设的生力军,有很好的学习动机,但往往在启动科研时有很大难度,如果不能立即得到实验技术方面的有效支持,凭有限的资金与热情也难将研究推向应有高度。而集约化管理体制下的开放性实验室,可随时为他们提供设备、技术指导及适当的工作协助,使他们能用有限的资金迅速启动工作,免去筹建实验基地与管理所花费的精力和时间,集约化管理又能充分发挥实验人员的技术潜力,吸收外来人员的技术和经验,有组织地接受培训和学习,迅速形成自身技术积累,并根据自身特长进行技术攻关,开发新的实验方法,避免技术上的低水平起步和重复,不断形成新的技术与物质沉淀,真正发挥实验室的作用,为自身未来的高速发展奠定了基础。

四、实验室管理运行模式

学院专业实验室集中管理和统一开放式模式的实现,为学生综合能力的培养提供了一个很好的平台。在新的实验室的管理体制的支持下,能够通过以科研带动教学的手段,较好地实现各个实验室的统一开放和管理,一方面能够充分实现新的集中管理模式所体现的优越性,另一方面也能提高实验室的管理水平和效率,充分满足各个专业学科的教学和科研实验计划内与计划外需求。目前在我院实现了各个实验室的统一开放式管理,取得一些经验,并且在局部运行中取得了较好的效果。

(一)统一管理,实现开放式管理运行模式

实验室实行教育超市的开放运行模式,在时间、资源、管理方式和服务等方面全方位开放。根据学校教学科研计划,通过实验室管理系统统一安排教学实验及科研实验计划,资源共享,最大限度地提高实验室的有效利用率。

(二)提高实验室管理水平,机动灵活管理,充分满足师生实验需求

实验室开放管理为全院师生提供开放式的平台,实验室的使用进行提前预约,这样,可以充分保证重要的实验和科研项目的顺利进行,又给师生提供了最大的方便。实验管理人员也可以通过和使用人员的交流,及时了解设备使用情况,并及时进行维护和管理[3]。

(三)量化实验室工作量,提供实验技术人员工作考核的有效依据

根据实验室管理系统的相关运行数据,可以做到均衡分配实验工作量,另外,改革实验室人员的管理体制和分配机制,给实验人员的工作业绩衡量提供有效、科学、准确的依据。根据实验教学和科研实验计划的需求,合理划拨经费到实验室,作为实验人员的业绩津贴,鼓励实验室充分有效地利用,在实验室的开放、提高实验室水平、实验人员工作业绩和收入上形成良性循环。

(四)及时准确提供专业实验室运行的各项数据,给实验室的建设提供依据

学院可以对实验室的开放、使用率、实验设备的各项数据、设备的使用情况自动作出统计,这样,管理人员可以充分了解需求,给今后实验室的规划和建设提供准确的依据,避免建设和管理的脱节,有效利用学校的建设资金。

(五)拓展实验室新空间

专业实验室和基础实验室的结合,将部分实验项目统一放到基础实验。这样,专业实验室的时间和空间都得到了极大的扩展。

随着土木工程的飞速发展,竞争日趋激烈,为了使有限的资源最大限度地发挥作用,在深化教学体制改革的今天,必须加快实验室管理与建设步伐,提高实验资源管理水平,集中有限的物力与财力,提高教学水平,减少人才外流和不安定因素,而对实验室实行相对集约化开放式管理,是目前专业教育一种可行的科研实验室的建设和管理模式,能够有力地促进学生创新目标的实现。但实验室管理模式的改革是个复杂的问题。(1)统一思想,领导重视,充分认识建立新的实验室管理模式的重要性和迫切性。从教学改革的层面设定目标,制订改革计划。(2)在改革过程中应该循序渐进,在具体实验教学环节上应该和教研室加强联系和合作,避免因体制上的差异和管理上的独立使教研室和实验室之间、理论课教师和实验教师及技术人员之间出现脱节和各行其是的局面。(3)基于实验室开放是在不断发展和完善的新生事物,在应用推广过程中一定会出现各种各样的问题,在实现过程中要充分考虑,要避免因技术故障影响实验室的正常管理和开放。

参考文献

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[2]桑玉军．实验室建设与改革的思考[J]．安徽工业大学学报，2004，(3)．

土木工程实验教学研究 篇10

土木工程材料是土木类专业本科学生的一门专业基础课,该课程在大学二年级开设,目的是让学生掌握常见土木工程材料的性质、用途、制备、使用、检测、质量控制和改良方法,了解材料性质与材料结构的关系以及性能改善的途径,为以后的专业课学习提供相关理论及专业基础知识,为今后的实践工作提供必要的基本知识和技能。实验课是本课程的很重要的教学环节,其任务是验证基本理论,学习试验方法,培养科学研究能力和严谨的科学态度[1]。

1 传统的实验教学分析

在《土木工程材料》教学过程中,实验教学往往依附于理论课程,随理论课程开设实验。通常是主讲教师讲授基本理论和基本特性后,由实验室安排学生进行实验。实验室的硬件设施、实验教学组织与管理、实验教学方法和手段、实验教学理念等对实验教学效果都有不同程度的影响。具体表现有以下几个方面。

1.1 实验教学内容陈旧。

目前大多数高等院校的试验教学项目仍然是以验证性试验为基本授课内容,所验证的材料也仅仅局限于水泥、砂石骨料、混凝土和沥青、粘土砖等主材。

而近几年在工程上大规模使用的新型材料、装饰材料、复合材料之类在学校实验室较为少见,有的实验室几乎没有,更谈不上试验了。这些实验内容不能使学生对土木工程材料这

门课形成较完整的认识体系,不能与工程实践紧密地结合起来[2]。在某种程度上限制了学生思维的发展,也束缚了学生创新意识的发挥,更不利于培养学生全面分析问题、解决问题的能力,大大降低了实验课的教学效果。

1.2 教学模式单一,难以激发学生兴趣。

由于课时的限制,在实验课上,指导老师只能简单地讲解实验仪器的操作方法和实验中的注意事项,并根据仪器和学生的数量进行分组,指导学生进行实验。学生则根据实验指导书,按部就班完成实验操作,填写实验报告。由于师资力量、仪器设备及实验场地等方面的原因,学生在实验过程中不能充分发挥自己的主导作用,部分学生甚至没有动手操作的机会,只是站在一边观看,这种灌入式的教学模式造成了学生不愿动脑思考,只是被动地接受,抹杀了学生的主动性和创造性,试验效果很不理想。因此,培养学生的动手能力和创新能力仍然是大多数高校应用型本科人才培养的薄弱环节[3]。

1.3 实验成绩考核缺乏公正性。

实验教学质量保证体系普遍缺乏,学生实验成绩往往只是依据实验报告的质量进行评定,每位学生在实验过程中的表现不能给出客观的评价。这种考核方法导致部分学生上课缺乏主观能动性,实验报告抄袭现象比较严重,这对于部分理论知识扎实、动手能力强的学生来说很不公平,对培养学生的竞争意识和创新意识极为不利。

2 实验教学改革

《土木工程材料》这门课课理论学时数36学时,实验12学时。如何在完成教学内容的情况下又能很好地保证教学质量,提高学生的学习热情,拓宽学生的视野,培养学生的责任心和创新能力,已成为实验教学改革关注的重点和关键。为此,我们根据实验中心的现有条件,对实验教学进行了一系列改革。

2.1 优化实验教学内容,建立开放式教学体制

通过对教学目标的分析,我们对实验教学大纲进行了修订,删除了部分较为简单的验证性实验,增加了设计性和综合性实验,编写了新型的实验指导书。在实验课时不足的情况下,我们增设了开放实验,学生根据自己的兴趣与实验指导老师预约进行实验,解决了实验教学时间与学生课程的冲突。在设置开放实验时,力求使实验内容与实际联系起来,突出其在以后工作中的实用价值。例如,水泥是当今建筑行业最主要的建筑材料,而且在将来的相当长的时间里仍然是如此。因此,在掌握基本性能之外,适当添加相关的新型材料,如涉及环保问题的复合型材料。指导老师引导学生查资料,配置不同配比的秸秆粉煤灰复合材料,经过养护,测定此材料的抗折和抗压强度,并分析强度的影响因素。我们经过一届学生的实验,学生普遍反映综合能力得到了一定的提高。

由于本科生在大三要开设混凝土课程,鉴于实验课时的限制,我们把混凝土实验作为课内和开放实验的重要内容。从骨料、水泥的选取、配合比的计算、试件的制作养护、试件的抗压劈裂强度等过程,全部是学生在指导老师的指导下完成,并对试验结果进行分析。

在开放实验中,我们还把部分研究生的论文实验方法介绍给本科生,使他们对科研工作有一个初步的了解,为以后的工作和学习打基础。如植被混凝土、沥青混凝土。

2.2 运用多媒体教学手段,增强实验教学的生动性

随着全球信息技术的迅速发展,计算机多媒体已成为现代化社会的基础设施,它在学校的教学活动中得到了日益广泛的应用。传统的实验课教学模式缺乏趣味,容易使学生感到枯燥,不易激发学生学习的兴趣。近几年,我们指导老师把多媒体引入实验教学,具体办法是制作和搜集相关的实验动画和录像,通过课堂播放,使学生熟悉实验操作过程,通时引导学生观察实验现象,理解材料的基本性能,提高对材料的感性认识。使讲课、演示、实验等均在实验室进行,既为教师授课提供了方便,又加深了学生的印象,保证了教学效果。同时使学生对实验仪器设备和实验内容做到心中有数,对实验全过程进行充分了解[4]。例如:混凝土的坍落度、在振动台上制作水泥胶砂试件、回弹仪测混凝土强度等实验采用flash动画演示,把实验具体操作过程用图像反映出来,既形象又直观也便于学生理解。避免了学生自己操作时的盲目性。同时,多媒体技术的运用可以让实验内容得到有效的补充,让学生及时接触到在课堂无法完成而在实际工程又常用的先进实验测试技术。

2.3 建立公平合理的实验成绩评定制度

实验考核是对学生实验学习的检查,是促进学生学习积极性的一种有效方式,因此建立合理的考核方式也是必要的。土木工程材料实验成绩有四部分组成:

(1)实验考勤(10%):实行签到制,保证学生的出勤率和充分的试验时间。

(2)实验预习(10%):指导老师针对实验内容进行提问,检查学生的预习情况。

(3)实验操作(40%):观察实验操作过程,记录学生的表现。

(4)实验数据的处理(40%):按统一的规范格式按组上交试验报告,根据试验结果的处理和分析质量、思考题等评定成绩。

课堂提问的方式既检查了学生的预习效果,又调动了课堂的气氛。由于实验课的教学目标是培养学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力,实验操作和实验数据处理分析两项是实验成绩考核的重要部分。

2.4 走向生产,实现理论与工程实际的结合

为了让学生充分而深刻地理解材料的特性以及实用价值,一方面,我们实验中心的指导老师利用业余时间到施工现场拍摄照片,制作多媒体课件,以便在上课时,将理论的讲解融入到工程实际,与工程实例紧密的结合起来。另一方面,我们利用假期时间把学生安排到施工现场进行实习,回校后写出实习报告,作为实践教学环节的一部分。让学生带着问题到工程实际中寻找答案,在亲身体验中巩固理论知识的学习,可以大大地激发学生的求知欲望,提高他们分析问题、解决问题的能力。

3 结语

通过实验教学的改革,更新了教学观念,提高了教师的教学水平,增强了试验的趣味性,使课堂气氛活跃起来。对培养学生主动学习、探索并灵活运用知识的能力,对激发学生的学习热情及创新能力,对培养学生掌握解决分析问题的方法以及严谨的科学作风和团结协作的精神,都具有独特的作用与明显的效果。开放实验不但可以提高学生动手能力,提高实验设备使用率,对优化实验室使用情况也起到了不可或缺的作用。通过生产实习,能够有效地将理论知识与工程实践有机地结合起来,提高了学习效率,增加了对知识的综合运用能力。

尽管经过一系列的实验教学改革,取得了良好的教学效果,为了将这样的教学改革实践继续深化下去,还需要我们进一步地努力探索。

摘要：实验教学是土木工程材料教学的重要环节,是联系理论与工程实践的重要纽带。通过对以往实验教学中存在问题的分析,从教学内容、教学方法、实验成绩评定办法等方面对实验教学进行改革,培养了学生的实践动手能力和创新精神,使学生的综合素质得到了很大提高,取得了较好的教学效果,

关键词：土木工程材料,实验教学,改革

参考文献

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[2]谢桂花,王军.土木工程材料教学改革的探讨[J].山西建筑,2009,35(25):214～215

[3]佘跃心,袁启旺.土木工程材料实验教学改革研究[J].高等建筑教育,2008,17(1):114～117

[4]周文峰,刘伟,阳霞.提高土木工程实验教学质量的初步探讨[J].攀枝花学院学报,2006,23(6)

土木工程实验教学研究 篇11

关键词：爆破工程；实验教学内容体系；实验教学方式；构建

作者简介：蒲传金（1979-），男，四川射洪人，西南科技大学环境与资源学院，副教授。（四川 绵阳 621010）

基金项目：本文系四川省2009-2012年高等教育人才培养质量和教学改革项目（项目编号：P09218）、西南科技大学教学改革与研究项目（项目编号：10xn0071）的研究成果。

中图分类号：G642     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）01-0107-01

一、“爆破工程”实验教学目的

2011年，中华人民共和国公安部出台的《关于进一步加强和改进爆破工程技术人员培训考核工作的通知》（公治[2011]28号）及《爆破工程技术人员考核大纲》等相关文件对从事爆破工作的要求非常明确，就是要求爆破技术人员必须具有较强的理论知识，同时必须能够灵活运用各类爆破工程的基本原理和准则，作出合理可行的设计方案、技术设计和施工组织设计；同时能够辩识爆破危险源和分析爆破有害效应的影响，并作出相应对策，确保工程本身和周围环境的安全。也就是说，爆破技术人员必须具有理论指导实践的能力。爆破工作是一项具有很大潜在危险性的工作，稍有不慎，后果不堪设想。

“爆破工程”课程是西南科技大学采矿工程、交通工程和安全工程本科专业的一门专业技术课程，大多数学生毕业后都从事矿山生产、矿山安全、交通土建等方面的工作，实际动手能力和现场实验能力都是非常重要的，本科阶段的“爆破工程”课程理论和实验学习是学生培养这些能力的重要阶段。长期以来，在“爆破工程”课程教学中，为保证参与实验学生的绝对安全，只简单地开设一些演示性实验，实验教学没有起到应有的作用，学生实际的爆破设计能力和工程动手能力较差，学生毕业参加工作后，需要很长时间来完成本该在大学阶段完成的实践教学环节，使其不能很快适应工作要求。为改变这种现状，实现课堂教学与工程实践环节的无缝对接，近年来，在进行“爆破工程”四川省精品课程建设、四川省2009-2012年高等教育人才培养质量和教学改革项目（项目编号：P09218）和西南科技大学教学改革与研究项目（项目编号：10xn0071）研究以及课程日常教学过程中，不断探索和优化“爆破工程”实验实践教学内容体系，改革实验教学方式，取得了良好的教学效果。

二、传统“爆破工程”实验教学内容体系及教学方式存在的问题

长期以来，由于实验条件限制以及为绝对保证参与实验学生的安全，在课程实验教学内容体系的设计上，偏重于以炸药和起爆器材性能方面的实验项目，几乎没有开展爆破方面的实验项目；实验教学方式以演示性实验为主，即教师操作实验，同时讲解实验过程，学生看和听。实验实行大班制，即参加实验学生人数通常都在30人以上。

这种教学内容体系和教学方式虽然保证了学生安全，但由于学生未能亲自操作实验，无法切实感受爆炸的威力，也无法满足学生的求知欲望。学生学习这门课程后，虽然理论教学课时多，但由于没有实验去验证理论，导致学生实际动手能力差，对理论的认识也是一知半解的。同时，扼杀了部分有求知欲望学生进一步学习的机会。

三、“爆破工程”课程实验教学内容体系的构建

1.构建了多层次多角度“爆破工程”课程实验教学内容体系

为提高“爆破工程”课程实验的实用性，开阔学生的视野，提高学生的动手能力和工程实践能力，真正实现课堂教学与工程实践的有机衔接，在课程实验教学内容体系的构建上，以传统实验项目为基础，采取多重措施，构建基础性、综合性和创新性相结合的、多层次的“爆破工程”课程实验教学内容体系：

（1）基础性实验项目。基础型实验项目主要是以炸药和起爆器材为基础设置的内容比较单一的实验项目，这些实验项目也是所有学生必须掌握的项目，如电雷管电阻检测与起爆实验，炸药猛度实验，炸药殉爆距离实验，导爆管起爆实验等。学生完成这个板块的实验项目后，能够掌握炸药和爆破器材的性能及安全使用注意事项，为进一步开展综合性和提高性实验项目奠定基础。

（2）综合性实验项目。综合型实验项目主要是对部分基础型实验项目增加难度和内容，或将两个或多个基础性实验项目组合设计一个新的实验项目，实现实验项目综合化、系统化，以更加接近具体的工程爆破要求。这个板块的实验项目增加了学生按要求进行自主设计环节，锻炼学生综合运用各种爆破器材和爆破理论知识的能力。如假设某台阶爆破有10个炮孔，分为3排。要求学生分别设计齐发起爆、排间微差起爆和逐孔起爆三种起爆

（3）创新性实验项目。充分利用爆破实验室的先进仪器、工程爆破方向硕士研究生学位论文实验和教师科研项目实验成果，设计综合性和创新性实验项目。这个板块的实验项目主要面向学有余力、对爆破技术有兴趣的学生，是在课余完成的实验。爆破实验室有高速摄影仪、爆破振动记录仪、超动态应变测试仪、智能声波仪等先进的仪器设备，利用这些先进仪器设备，对传统的实验项目进行改进，如利用高速摄影仪进行不同直径炸药卷的爆速测试和有缺陷导爆管传爆速度实验等；利用爆破振动记录仪进行不同数量炮孔、不同孔深的爆破振动测试实验；利用教师科研项目设计了不同装药结构爆破对岩体的损伤及声波的损伤评价实验等。这部分实验项目的特点如下：

1）先进性。利用先进仪器设备开展实验。学生完成实验项目的同时，也初步掌握了这种实验设备的使用方法。

2）创新性。创新性实验要么是做别人没有做过的实验，要么是改进了别人的实验，一般不重复别人的实验项目。

3）自主性。老师制定实验项目，本科学生在研究生的帮助下，查阅文献资料，自主设计实验内容和实验过程，然后提交老师审定，修改后开展实验。

实验教学内容体系分为基础性、综合性和创新性三个层次，从认识爆破器材、学好爆破理论、应用爆破技术方面构建实验内容体系。

2.设计规范的实验项目操作步骤

对于基础性实验项目，实验项目较为单一、简单，将实验项目进行一步一步的分解，制定成规范性的操作步骤，让学生自己操作，完成实验。比如电雷管电阻检测实验，分解为如下步骤：（1）将雷管放入防护箱内或防爆墙后，将雷管脚线从安全孔中引出；（2）打开电雷管电阻测试仪，完成仪器设置；（3）将电雷管脚线连接到电阻测试仪的街头上；（4）读取电雷管电阻值并进行记录；（5）取下雷管脚线；（6）关闭电雷管测试仪。

四、“爆破工程”课程教学方式改革

1.实行小组制教学模式

实验教学实行小组制，即每组实验学生人数控制在10～20人。

2.加强实验安全教育，加强学生基本实验技能培养

根据国家《民用爆炸物品管理条例》和《爆破安全规程GB6722-2003》相关规定，制定了保证“爆破工程”课程实验教学过程中师生人身财产及实验室仪器设备安全的《爆破实验安全规程》。

在学生进行课程实验以前，组织学生认真学习《爆破实验安全规程》和实验项目标准步骤，加强学生基本实验技能培养。对学生进行安全教育，提高学生的安全认识和意识，保证实验教学过程中学生的人身安全。

3.规范实验操作过程，提高学生实验操作技能

实验时，教师按实验步骤一步一步地操作示范实验过程，边操作边讲解，学生看和听。教师完成一次示范性试验后，学生根据实验步骤，在教师的指导下，一步一步地完成实验。每个实验项目进行2～3次，力争让每名学生都能亲自参与操作实验。学生不仅能够感受到实验操作的成就感，克服对爆破器材和爆破的恐惧感，还能培养学生的实际动手能力和严禁、踏实的工作作风。

4.加强实验过程管理，切实提高学生综合实验能力

“爆破工程”实验教学和实验过程是一个系统工程，稍有不慎，后果将非常严重。实验教学过程中，教师必须具有安全责任意识和严谨求实的工作作风，切实努力提高实验教学水平和实验过程中的安全水平。参与实验学生在实验的各个环节都马虎不得，必须认真操作实验项目，严格遵守实验室各项规章制度，珍惜实验机会，规范完成实验中的各种记录。

5.坚持因材施教原则，培养学生基本的科学研究技能

鼓励学生在毕业设计环节，进行爆破方面的专题论文研究，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，训练学生科技论文写作能力。

五、小结

构建多层次多角度的“爆破工程”课程实验教学内容体系，改传统的教师演示学生观看的实验教学方式为学生自主操作的实验教学方式，有利于提高实验教学质量，进而提高学生的实际动手能力。

（责任编辑：刘丽娜）

土木工程实验教学研究 篇12

上海理工大学医疗器械与食品学院是一所专门培养医疗器械专业人才的本科学院。学院现有的医疗器械三大专业、七个专业方向几乎涵盖了医疗器械学科的各个分支,是国内高校专业最全、规模最大的医疗器械学科[3]。学院医疗器械工程实验中心在医疗器械、医学影像、医用电子等原有实验室的基础上组建而成。实验中心依托多学科交叉优势获得快速发展,已建成涵盖精密医械、临床工程、康复工程、医学信息、医学影像等专业方向在内的17个专业实验室,形成了较完备的医疗器械工程实验教学平台,成为我国医疗器械应用型人才的重要培养基地。根据上海高校实验教学示范中心建设要求和医疗器械产业对创新人才的需求,近几年实验中心在实验教学改革实践中,大胆探索,力求创新,形成了自己的特色。

1 实验教学创新理念和改革思路

实验中心以“集中管理、资源共享、思路创新、特色发展”的建设方针、“医工结合、强化实践、激发创新”的实验教学理念为指导,统一规划建设,引入企业软硬件资源构建与行业应用型人才相适应的实验教学新体系,目的是培养适合我国医疗器械行业实际需要、医工结合、具有较强实践技能的应用型人才。

实验教学改革总体思路:构建一体化、多层次、模块化、综合性实验教学体系;加强校企合作,引入企业软硬件资源建立实验教学平台;模拟医院环境进行实景化教学;建立全天开放式实验教学管理平台;加强实验教学队伍建设。

2 创新实验教学改革

2.1 构建创新实验教学体系

实验教学体系是高等教育质量工程改革的重点和热点;创新实验教学体系改革是一项系统工程[4]。实验中心根据医疗器械行业对人才的特殊需要,科学地设置实验项目,紧密结合理论教学和学科发展,加强实验教学内容和科研成果的衔接,构建一体化、多层次的实验教学体系。

从医疗器械工程各专业创新人才培养方案的整体考虑,不断完善教学大纲,改革教学内容,加强教材建设,制订一套统一的、完整的、系统的实验教学体系。在教学内容方面,结合各专业特点,强调医疗器械学科群建设,进行循序渐进的分层次教学。具体分为:基础实验、综合/设计实验、创新(创业)实验和职业技能培训四个层次。通过重组现有实验室资源,形成共享性公共实验和专业创新实验两大实验室模块架构体系。将两大实验室模块(图1)、四个层次实验(图2)在开放实验室信息集成管理平台上进行资源共享、集中管理[3]。

基本类实验紧密结合学生的主修专业,设立公共实验课程,从基础医学到医学影像、医用电子仪器、医学信息系统、精密医疗器械、医疗器械检测、康复工程、临床工程等都开设了系列实验,实验内容集基础性和应用性。设置的相关实验以演示性和验证性实验为主,使学生掌握基本实验原理、基本实验技术、基本实验方法,均衡发展学生的知识结构、能力结构和素质结构。

综合、设计类实验结合学生具体专业方向,设计了以专业为导向实验模块,7个模块共开出或更新实验项目166项。综合类实验针对某一门课程全部内容设计,是专业课重要的实训环节,如康复器械综合实验等;设计类实验是综合性最强的实验形式,须将多门或全部专业课组合在一起,对培养学生的综合应用能力具有重要的意义。如血液透析器溶血检测设计实验。

创新实验结合企业实际和科研课题,使学生的实际工作能力和创新能力得到切实的锻炼与提高。在注意实验平台层次性的同时,根据不同专业的特点和要求,对实验项目进行模块化组合,不但增加了大量模拟仿真的实验,还增加了综合交叉的、具有研究性、创业性特点的实验内容,如基于无线定位技术的患者看护系统设计,放射治疗中呼吸控制装置的设计等。

职业技能培训是为了提高学生实践技能,积极开展的职业技能证书培训(包括医疗器械维修操作技能培训、CAXA三维设计实训、三维CAD等),为学生创新设计打下必要的技能基础,为将来就业提高其竞争力。在教学计划外的时间授课,进行教师指导下的自主课外实验,积极组织学生参加国内外各种创新设计竞赛,为学生主动参与创新教育与创新能力训练创造机会。

2.2 优化实验教学方法与技术手段

实验中心把当前的多媒体和网络信息技术应用到实验教学过程中,教学实现了“多媒体再现、网络化传播”;另外,根据医疗器械教学的要求,建立了诊断、模拟手术和ICU实验室,实现了实验室与医院实景应用环境的“无缝对接”;依托门禁与监控系统的管理信息平台,建立了自主创新设计的基于校园一卡通的门禁授权与实时监控指导的全天开放实验管理系统。建立以学生为中心的自主式、引导式实验教学模式,激发学生的学习主动性与创新性。例如,在“医学数据库设计”的综合性实验中,教师布置实验基本要求和考核标准,2～3名同学自愿组成小组,从设计方案、数据库选择、编程语言等完全由学生自主决定和实施。实验教学活动的设计、协调、监督、控制与评估等职责主要由教师承担,而组织与实施由学生来承担。同时引入多元化的实验考核方式在原来平时考核、理论考核与技能操作考核的基础上,增加了课外自主参加开放实验的考核。

2.3 完善实验教学管理体制

实验中心实行校、院两级管理的体制,集中分散相结合的管理模式。为了提高运行效率,实验中心在人员、仪器设备、实验设施、教学安排等方面实行统一管理,各种资源如经费、人员、设备在全院范围内,不分专业由中心统一使用与调配。另一方面,实验室管理施行责任制,实验教师分别负责部分实验室,做到实验室使用和借用、大型设备使用、仪器设备借用有登记,保证设备运行完好,固定资产不流失。另外,在一定的范围内,实验室教师也可合理流动,对实验室交叉管理。各实验室对教师、学生均采取基于有效软硬件管理平台的开放式管理,使用校园一卡通,通过实验中心信息系统申请,可以相对自由地使用实验室及其所属仪器。通过建立实验室资源高度共享的实验教学体系管理和技术平台,有力地促进了实验教学改革。

为了加强实验教学的全面质量管理,中心建立了教学质量管理与督导制度,每年对实验教师进行业务考核,并形成一套专属的多元化、综合性考评体系,激励和监督教师搞好实验教学工作。

2.4 重视实验教学队伍建设

高水平的师资队伍是创新实验教学建设的重要保证[5]。实验中心一直特别重视师资队伍的培养和培训。通过教改项目带动、人才引进、人员培训、整合实验教师人力资源等措施,构建了一支具有现代教学理念和创新精神,形成一支结构合理、学术水平高,教学经验丰富,科研能力强,具有较强责任心的高素质实验教学队伍。其中专职实验教师高级职称占46.2%,大部分实验教师同时承担相关理论课教学,使理论和实践密切结合;实验中心同时聘请兼职教师参与实验教学工作,参与专业实验的组织、规划与设计。他们均为医疗器械相关专业的专家,有较高的学术造诣和长期的实验教学经历,积累了丰富的实验教学改革与创新经验;此外,中心建立了一支由资深教授组成的专家咨询组,对实验教学改革的重大事项进行决策把关,并对青年教师进行指导。

实验中心鼓励实验教师积极从事科学研究、教学改革和社会实践。近两年中心教师先后承担了30多项教学改革项目(其中7项市级以上),设计新实验项目50多项,发表论文30余篇,20多项专利,成果颇丰。

3 改革的成效与特色

医疗器械工程实验中心经过几年探索,以“深化内涵建设、争创一流实验平台、培养应用型创新人才”的指导思想,“培养创新人才,服务创新社会”为目标,在实验教学中不断改革,取得了一定成效,形成一定特色。(1)在实验内容上,综合性、设计性、创新性实验的比例不断提高,目前已达到全部实验的68%;成功完成3期职业技能培训。(2)利用中心创新实验平台,有近300多人次参与大学生创新基金项目的申报,获得国家级创新基金5项,市级项目20多项,校级项目40多项。近两年,在全国大学生数学建模竞赛和大学生三位数字创新设计大赛中获得全国二等奖、上海市特等奖、上海市一等奖等多个奖项。(3)与科研、工程和社会应用实践紧密结合是本中心一大亮点。在创新实验教学体系中,综合设计类与创新实验项目大部分来自企业、医院的实际应用与教师的科研课题。如:医疗器械工程实验中心先后与日本光电株式会社、德国德尔格医疗设备公司、德国卡尔史托斯内窥镜公司等国际著名医疗器械公司建立了“医学诊断实验室”、“模拟手术室”、“模拟ICU实验室”等模拟真实医院应用环境的实验室,极大地增强了学生对实验知识的理解深度;又与上海诺诚公司和上海纽曼公司分别共建“医用电子实验室”和“医学影像实验室”,大力实施校企共建实验室战略。此外,实验教师结合科研课题改革了一系列实验项目,自制了实验装置12多项用于本科实验教学。如“医用电气安全测试仪”是医疗器械检测方向的教师结合科研课题研制的典型本科实验教学装置,用于“医用电气安全分析”等实验。(4)实验中心建立的几乎覆盖医疗器械工程全学科群及医工专业基础的高水平实验室教学模块,为培养具有实践技能与创新能力的应用型医疗器械工程人才创造了条件。近两年来,作为国家食品药品监督管理局的培训基地,共有6期500多人来校培训;作为全国假肢师矫形器师执业资格考试培训基地与考点,每年有来自全国康复器具行业的100多名学员来实验室学习;作为国家信息化三维CAD培训基地,定期对校内外学生开设了CAD、CAXA软件及其在医疗器械中的应用培训班,为社会培养了该领域的高级人才。

4 结语

创新教育的实验教学改革是一项长期而复杂的系统工程,需在探索和实践中不断完善和修正。根据我国医疗器械产业亟待快速发展和创新的现状[6],实验中心继续积极探索多学科交叉、知识密集的应用型人才培养模式,进行多方面改革,发挥实验教师队伍的创新精神、建设创新教育管理平台;开展学生技能培养与创新活动,培养学生创新能力与激情;创新实验中心建设与管理机制,继续推行已取得重要进展的“校企共建实验室”战略;加强实验室内涵建设,使各项指标达到一个新的台阶,力争成为国内一流的高水平实验创新基地。

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