王建東 陶瑾 章圣冶

摘 要:土木工程專業(yè)是對(duì)實(shí)踐要求很高的專業(yè),但目前許多高校的本科教學(xué)中偏重理論課程,而忽略了學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性,這對(duì)培養(yǎng)工程型人才極為不利。而實(shí)驗(yàn)實(shí)踐既能鞏固專業(yè)知識(shí),又能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。結(jié)合我校土木工程專業(yè)的自身情況,經(jīng)過(guò)一系列的教學(xué)改革,建立了實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的平臺(tái),形成規(guī)范化實(shí)驗(yàn)室管理制度,并在一定范圍內(nèi)進(jìn)行了實(shí)施,效果明顯。

關(guān)鍵詞:土木工程實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革效果

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(a)-0143-01

1 綜合、設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的必要性

長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的高等教育觀念陳舊,培養(yǎng)模式相對(duì)封閉與落后,教學(xué)方式呆板僵化,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也同樣存在這樣的問(wèn)題。我們應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生充分運(yùn)用已學(xué)到的知識(shí),去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。讓他們能運(yùn)用綜合的方法、手段去分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,最終達(dá)到能力和素質(zhì)的綜合培養(yǎng)的目的。

土木工程專業(yè)具有很強(qiáng)的工程性、技術(shù)性和實(shí)踐性。如果忽視土木工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué),勢(shì)必將不能有效提高本專業(yè)學(xué)生的解決實(shí)際問(wèn)題的能力,后果較其他專業(yè)而言將更為嚴(yán)重。鑒于此,土木工程專業(yè)必須重視實(shí)踐性教學(xué),應(yīng)將實(shí)踐教學(xué)提高到與理論教學(xué)同等重要的地位,樹立實(shí)踐是土木工程專業(yè)人才成功之本的正確教育理念[1]。

2 搭建自主性、綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

結(jié)合我校現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室資源,我們搭建了一個(gè)土木工程本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)結(jié)合結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室、材料實(shí)驗(yàn)室、道路實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備,并在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上,篩選、整合和增加一些具有設(shè)計(jì)性、自主性、綜合性[2]的新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,向新穎、創(chuàng)新、綜合的方向發(fā)展,構(gòu)建層次化、系列化的實(shí)驗(yàn)課程體系,堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)教學(xué)與應(yīng)用結(jié)合且提供個(gè)性化培養(yǎng)空間[3]。

該平臺(tái)主要分為建筑材料試驗(yàn)平臺(tái)、砼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)平臺(tái)、鋼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)平臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)平臺(tái)、模型設(shè)計(jì)平臺(tái)和科研選題平臺(tái)6個(gè)子平臺(tái),在每個(gè)子平臺(tái)下又有自己的分支。這樣可以方便學(xué)生選擇相應(yīng)的課題進(jìn)行試驗(yàn)探索,也讓學(xué)生對(duì)土木工程有更進(jìn)一步的細(xì)化了解。

目前該平臺(tái)在我校已有了雛形,實(shí)驗(yàn)室專門制定了相應(yīng)的規(guī)章制度,編寫了申請(qǐng)流程和相應(yīng)的試驗(yàn)指導(dǎo)書、操作規(guī)程等技術(shù)文件。并且在2011年,土木工程專業(yè)專門開設(shè)了“土木工程專業(yè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”選修課,在課堂上,學(xué)生根據(jù)自己的愛好,結(jié)合平臺(tái)選擇了自己實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,然后利用課余時(shí)間,在相應(yīng)的指導(dǎo)教師幫助下完成自己的實(shí)驗(yàn)。

3 實(shí)踐效果及分析

平臺(tái)建立后,已有17組的學(xué)生在上述的平臺(tái)下進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的研究,之中效果特別好的有材料硬度對(duì)比實(shí)驗(yàn)、鋼梁實(shí)驗(yàn)、高強(qiáng)螺栓實(shí)驗(yàn)、數(shù)字超聲波探傷儀使用方法探究等。

材料硬度對(duì)比實(shí)驗(yàn)是在建筑材料試驗(yàn)平臺(tái)的其他基本材料試驗(yàn)分支下進(jìn)行的,該實(shí)驗(yàn)借助實(shí)驗(yàn)室的洛氏硬度計(jì)測(cè)定了三種鋼制品的硬度值,并得出相應(yīng)的結(jié)論:高強(qiáng)螺栓硬度>試驗(yàn)支座墊板硬度>抗?jié)B試模硬度。實(shí)驗(yàn)報(bào)告體現(xiàn)出:實(shí)驗(yàn)一方面讓學(xué)生對(duì)材料的硬度從原來(lái)定性認(rèn)識(shí)上升到了定量認(rèn)識(shí),并對(duì)幾種不同硬度值之間、強(qiáng)度和硬度之間的換算關(guān)系有了深入的了解。另一方面,學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)儀器的工作原理和操作方法,增強(qiáng)了實(shí)踐動(dòng)手能力,培養(yǎng)了良好的探索研究習(xí)慣。

工字鋼截面應(yīng)力分布驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 所屬的是鋼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)平臺(tái)鋼梁截面應(yīng)力驗(yàn)證分支,該實(shí)驗(yàn)是用電測(cè)法測(cè)定鋼梁橫截面上的應(yīng)力沿高度方向的分布規(guī)律,利用實(shí)驗(yàn)室的加載儀器,在加載不同的外力時(shí),測(cè)定鋼梁跨中截面的應(yīng)變分布值,然后通過(guò)胡克定律計(jì)算得出應(yīng)力值。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析后,學(xué)生既驗(yàn)證了鋼梁的平截面假定,同時(shí)發(fā)現(xiàn):實(shí)驗(yàn)鋼梁的中和軸較理論的中和軸偏下的實(shí)際情況,以及在正常荷載的作用下鋼梁出現(xiàn)了微量彈的塑性變形情況,并對(duì)這兩種現(xiàn)象進(jìn)行了分析,得出了影響結(jié)果的原因。這次實(shí)驗(yàn)學(xué)生印象深刻:不但用實(shí)踐驗(yàn)證了書本上的理論知識(shí),做到了理論是實(shí)踐相結(jié)合,為學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)完善的學(xué)習(xí)條件;另外,在實(shí)踐的過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)去思考新的問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

高強(qiáng)度螺栓扭矩系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)所處的平臺(tái)是建筑材料試驗(yàn)平臺(tái)的新型材料試驗(yàn)分支。實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和檢測(cè)方法,調(diào)試安裝實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng),成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的主導(dǎo)者。另外,通過(guò)開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué),體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位,培養(yǎng)了他們的開拓創(chuàng)新能力、分析并解決問(wèn)題能力,使他們逐漸形成一種科學(xué)的思維方式,為今后工程實(shí)踐打下扎實(shí)基礎(chǔ)。

數(shù)字超聲波探傷儀的使用探究實(shí)驗(yàn)是在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)平臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)分支下進(jìn)行的。本次實(shí)驗(yàn)主要要求學(xué)生對(duì)某一儀器的工作原理、組成部分、操作方法以及儀器能解決的問(wèn)題等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。學(xué)生在學(xué)會(huì)使用檢測(cè)設(shè)備儀器的同時(shí),也學(xué)習(xí)了相關(guān)的設(shè)備原理、檢測(cè)規(guī)程和檢測(cè)細(xì)則,掌握了對(duì)較復(fù)雜設(shè)備熟練使用的方法,為今后研究、使用工程設(shè)備建立基礎(chǔ)。在整個(gè)過(guò)程中,學(xué)生展現(xiàn)出主動(dòng)學(xué)習(xí)、不斷探索的研究態(tài)度,也更深切得體會(huì)到實(shí)踐對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的重要性。

實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立操作、綜合運(yùn)用各種知識(shí)分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,為日后的實(shí)踐或科研工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在所有實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,所有學(xué)生都表現(xiàn)出了濃厚的興趣,紛紛表示獲益匪淺。

4 結(jié)語(yǔ)

土木工程專業(yè)本科生創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是社會(huì)發(fā)展的需要,它關(guān)系著土木工程發(fā)展的方向和水平[4]。實(shí)踐性教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié),它的作用和功能往往是理論教學(xué)所不能替代的[5]。通過(guò)實(shí)踐,學(xué)生從試驗(yàn)的過(guò)程中驗(yàn)證和鞏固了理論知識(shí),培養(yǎng)了動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,激發(fā)了他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。掌握了一些土木工程專業(yè)領(lǐng)域中較深層次的知識(shí),學(xué)習(xí)到了一些先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備、測(cè)試方法。也為今后考研或工作的同學(xué)在實(shí)踐環(huán)節(jié)上打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

將培養(yǎng)既有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)又有較強(qiáng)實(shí)踐能力的人才作為目標(biāo),將結(jié)構(gòu)工程的學(xué)科特點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)作為基礎(chǔ),浙江工業(yè)大學(xué)搭建的土木工程本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),為學(xué)生理解專業(yè)知識(shí)、進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)、參與創(chuàng)新訓(xùn)練和結(jié)構(gòu)競(jìng)賽提供了基地,這符合我校向研究型大學(xué)轉(zhuǎn)變的發(fā)展方向,滿足社會(huì)對(duì)培養(yǎng)綜合性人才的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳永貴,王桂堯,黃生文,等.土木工程專業(yè)巖土工程實(shí)踐性教學(xué)改革思考[J]. 高等建筑教育,2009,18(3):104～107.

[2] 楊醫(yī)博,梁松.土木工程材料課程設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與綜合性實(shí)驗(yàn)的研究[J].土木建筑教育改革理論與實(shí)踐,2009,11:274～278.

[3] 楊艷敏.構(gòu)件地方高校土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2008,27(10):122～124.

[4] 張寶玉,李順勇.土木工程專業(yè)本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方式探討[J].科學(xué)咨詢,2010,1:119.

[5] 黃世斌,黃柳云.土木工程(交通土建方向)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討與實(shí)踐[J].科技信息,2009,22:27～29.