楊嬋娟

摘要 本文完成目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面存在問題的闡述，引發(fā)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施的幾點(diǎn)思考，通過提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、自主創(chuàng)新手段以及教學(xué)考核模式等幾個(gè)改革觀點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例證明該措施能起到一定的成效，為解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題及培養(yǎng)新型的路橋工程不同專業(yè)人才提供指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 路橋工程 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)改革 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.08.042

Thinking on Bridge Engineering Experiment Teaching Reform

YANG Chanjuan

（Nanjing Communications Institute of Technology， Nanjing， Jiangsu 211188）

Abstract This article describes a problem of complete teaching experiments currently experimental teaching reform measures initiated reflections， by proposing experimental teaching method， innovation and teaching evaluation mode means several reform perspectives and teaching cases binding experiments show that the measures will play some success， provide different guidance to solve problems and train new experimental teaching of road and bridge engineering professionals.

Key words bridge engineering; experimental teaching; teaching reform; experimental innovation

路橋工程的專業(yè)作為實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，在發(fā)展歷程中，往往實(shí)踐先于理論，并利用實(shí)踐教學(xué)驗(yàn)證理論教學(xué)。①實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)整個(gè)學(xué)科的建設(shè)具有不容忽視的重要地位，不但能加深理論知識(shí)運(yùn)用，而且能提高創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力。②但目前對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱，因此如何辦好實(shí)驗(yàn)教學(xué)，怎么提高完善教學(xué)體系，應(yīng)達(dá)到何種標(biāo)準(zhǔn)等都是亟待完善的問題。本文結(jié)合目前路橋工程相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的一些情況，對(duì)改革問題提出幾點(diǎn)看法，并進(jìn)行探討。

1實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

由于路橋工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合實(shí)踐性強(qiáng)，理論與實(shí)踐完全統(tǒng)一難以實(shí)現(xiàn)，目前主要存在的問題可以分為以下幾個(gè)方面。

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式呆板，學(xué)生動(dòng)手能力差。在路橋工程相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課中，相對(duì)于理論課而言，安排的課時(shí)是較少的，例如橋梁檢測(cè)技術(shù)課程，理論學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)，而實(shí)驗(yàn)只有8學(xué)時(shí)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是在試驗(yàn)前，實(shí)驗(yàn)老師提前完成試驗(yàn)構(gòu)件，給出詳細(xì)的試驗(yàn)操作步驟以及數(shù)據(jù)記錄表等工作，而學(xué)生在實(shí)際操作過程中，不需思考試驗(yàn)操作原理和查閱相關(guān)資料，只需按指示就可以完成試驗(yàn)，最后的工作只是記錄和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。③在整個(gè)試驗(yàn)過程中學(xué)生缺乏思考和真正的動(dòng)手能力，這種被動(dòng)學(xué)習(xí)模式對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考是極為不利的。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系不完善。在路橋工程專業(yè)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)課與理論教學(xué)兩者一般是獨(dú)立的。④⑤例如在進(jìn)行土的密度、含水率等實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，往往只通過理論講解和演示，而忽略基礎(chǔ)試驗(yàn)的安排。單獨(dú)進(jìn)行理論教學(xué)缺乏實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)，這種方式會(huì)讓學(xué)生感覺枯燥無味，難以培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維，對(duì)知識(shí)的接受困難;若只進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)而忽略理論則顯得實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一，學(xué)生會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生迷茫心理，不懂其真正的原理。在現(xiàn)實(shí)的教學(xué)中由于場(chǎng)地和課時(shí)安排等原因，一般難以將理論與實(shí)踐同時(shí)進(jìn)行，因此，對(duì)該專業(yè)的教學(xué)系統(tǒng)性不強(qiáng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不明顯，對(duì)整體而言，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是不完善的。

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器更新太慢。近幾十年來，隨我國(guó)土木事業(yè)的快速發(fā)展，土木專業(yè)人才需求急劇增加，原有實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊且明顯滿足不了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，⑥例如大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室仍采用以往的手動(dòng)機(jī)械加載裝置，而目前自動(dòng)液壓系統(tǒng)更安全和準(zhǔn)確。所以真正用于提供學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)備不多，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力差，創(chuàng)新思維局限于一定范圍。

（4）實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績(jī)考核不規(guī)范。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)學(xué)生成績(jī)的考核主要來自兩個(gè)方面，一是針對(duì)實(shí)驗(yàn)課中對(duì)學(xué)生考勤情況;二是通過學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后的報(bào)告撰寫，⑦單從這兩方面考慮其實(shí)是不公平的，因?yàn)樵谝话阍囼?yàn)中，大多學(xué)生只是通過觀察試驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)數(shù)據(jù)遵循以往的報(bào)告進(jìn)行填寫，出現(xiàn)的報(bào)告雷同是常見之事，考核的成績(jī)并不能代表真正的評(píng)判，有失公平性。

以上幾個(gè)方面的問題是目前在實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中普遍存在的，不利于學(xué)生的能力培養(yǎng)和創(chuàng)新素質(zhì)提高，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正標(biāo)準(zhǔn)。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施的思考

針對(duì)目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)儀器自主創(chuàng)新以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核等角度提出相應(yīng)的見解，總結(jié)如下：

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的調(diào)整

考慮到路橋工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)類型較多，而高校實(shí)驗(yàn)儀器有限，為了保證實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目順利開展，讓每位學(xué)生都能參與到試驗(yàn)當(dāng)中。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求將教學(xué)方法主要分為三個(gè)階段。第一是理論教學(xué)階段，例如可以在班級(jí)進(jìn)行試驗(yàn)前，先完成實(shí)驗(yàn)的預(yù)前講解，解析實(shí)驗(yàn)步驟、分析試驗(yàn)原理以及整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法;第二是對(duì)基本技術(shù)操作學(xué)習(xí)的培訓(xùn)階段，例如可以通過實(shí)驗(yàn)小組內(nèi)部交流和討論，針對(duì)試驗(yàn)過程中關(guān)鍵操作進(jìn)行模擬教學(xué)，并提出試驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題，擬定解決方案;第三是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)階段，通過以理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合為基礎(chǔ)，從試件制作到數(shù)據(jù)采集讓學(xué)生自己動(dòng)手，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題進(jìn)行解答，并由學(xué)生自己討論后修正，最后由小組提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器自主創(chuàng)新

根據(jù)實(shí)驗(yàn)儀器的特點(diǎn)，試驗(yàn)的原理，查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器的設(shè)計(jì)，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思路，設(shè)計(jì)試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器提出疑問，并在教師指導(dǎo)下完成儀器的修正與創(chuàng)新，充分發(fā)揮高校研制儀器的能力，例如傳統(tǒng)的直剪試驗(yàn)裝置中位移的讀數(shù)是通過人工讀取百分表進(jìn)行，通過對(duì)位移計(jì)改進(jìn)采取電子自動(dòng)采集可以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和人工誤差等，這些措施的改進(jìn)對(duì)推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力有較大的幫助，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體水平也有一定的提高。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成效離不開考核，正確的考核制度對(duì)提高學(xué)生積極性和教師教學(xué)效果有重要作用，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核評(píng)定可采取實(shí)驗(yàn)前的理論考核、實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手能力與數(shù)據(jù)分析報(bào)告三部分，再將每部分考核分為若干個(gè)考核指標(biāo)，依次按完成的程度進(jìn)行評(píng)判定分，最后綜合各個(gè)指標(biāo)給出最終的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，該方法可以將平時(shí)考勤成績(jī)不再作為考核重點(diǎn)，而以實(shí)驗(yàn)的理論考試、試驗(yàn)動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)小組的配合協(xié)調(diào)程度以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)分析結(jié)果代之，整個(gè)考核以實(shí)際操作技能為主，這種改革對(duì)減少學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)和依賴性有較大幫助。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐及成效

結(jié)合學(xué)院建設(shè)實(shí)踐，根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施提出的幾方面思考，建立以下方面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并付諸實(shí)踐。以混凝土簡(jiǎn)支梁橋檢測(cè)實(shí)驗(yàn)為例，結(jié)合本文提出的幾點(diǎn)改革，通過學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、制作、加載、數(shù)據(jù)采集及報(bào)告撰寫的整個(gè)過程，對(duì)比傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行實(shí)踐與成效分析，其整個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段。此階段的考核分?jǐn)?shù)占10%，首先將每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行分工，如方案設(shè)計(jì)，理論計(jì)算，荷載分級(jí)加載，數(shù)據(jù)采集等，再通過對(duì)每位成員進(jìn)行講解，掌握試驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)的基本理論依據(jù)等。對(duì)比傳統(tǒng)通過教師分工，編制實(shí)驗(yàn)詳細(xì)步驟，在實(shí)驗(yàn)前完成鋪墊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，此階段能讓學(xué)生自主完成試驗(yàn)過程資料的查閱，加強(qiáng)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步的深化鋪墊基礎(chǔ)。

（2）實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)階段。此階段考核分?jǐn)?shù)占15%，首先方案設(shè)計(jì)成員將簡(jiǎn)支橋梁按不同工況進(jìn)行分析，理論計(jì)算成員利用結(jié)構(gòu)力學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，再確定簡(jiǎn)支梁橋荷載位置，計(jì)算每個(gè)工況下荷載值大小以及簡(jiǎn)支梁發(fā)生的變形值，完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，對(duì)比傳統(tǒng)依據(jù)教師已提供的理論結(jié)果直接用于試驗(yàn)設(shè)計(jì)，此階段學(xué)生可將理論知識(shí)靈活運(yùn)用到實(shí)踐中來，加深對(duì)理論概念的理解。

（3）實(shí)驗(yàn)制作階段。此階段考核分?jǐn)?shù)占20%，制作成員依次在梁的不同位劃出測(cè)點(diǎn)標(biāo)記，完成應(yīng)變片的粘貼，位移計(jì)的安裝，數(shù)據(jù)線的連接等工作，并對(duì)測(cè)點(diǎn)編號(hào)，完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)試的調(diào)試工作，在實(shí)驗(yàn)制作過程中且完成了試驗(yàn)室傳統(tǒng)的位移計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)比傳統(tǒng)按部就班，不考慮試驗(yàn)優(yōu)化程序的試驗(yàn)，此階段更能加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)成員的基本素質(zhì)和自主創(chuàng)新能力。

（4）試驗(yàn)荷載的施加階段。此階段考核分?jǐn)?shù)占20%，首先荷載施加小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案計(jì)算的荷載位置進(jìn)行布載，分級(jí)將荷載值施加到簡(jiǎn)支梁上，并創(chuàng)新性地運(yùn)用反力撐模式替代千斤頂固定問題，解決加載的難題。對(duì)比傳統(tǒng)教師完成試驗(yàn)，學(xué)生觀察試驗(yàn)變化的方法，此階段更能提高成員的積極性，促進(jìn)彼此間的組織協(xié)調(diào)程度。

（5）數(shù)據(jù)采集階段。此階段考核分?jǐn)?shù)占20%，數(shù)據(jù)采集成員在每個(gè)工況下記錄梁體應(yīng)變與位移的變化，梁底裂縫分布長(zhǎng)度及破壞形態(tài)，傳統(tǒng)的教學(xué)是通過教師讀數(shù)，學(xué)生記錄的形式，此階段打破傳統(tǒng)方法，更能激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，增加學(xué)習(xí)的興趣。

（6）報(bào)告撰寫階段。此階段考核分?jǐn)?shù)占15%，實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程依次完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成不同工況下位移與應(yīng)變的曲線，并對(duì)不同成員在實(shí)驗(yàn)過程中總結(jié)實(shí)驗(yàn)心得。此階段讓整個(gè)小組增加動(dòng)手能力，從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)踐的問題。

（7）最后教師通過對(duì)學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中不同階段完成情況進(jìn)行考核，給出不同階段考核指標(biāo)分?jǐn)?shù)，公平合理地考評(píng)學(xué)生理論知識(shí)和動(dòng)力創(chuàng)新能力，最后綜合給出每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)給予肯定。

同樣的試驗(yàn)，以學(xué)生考核分?jǐn)?shù)為80進(jìn)行對(duì)比，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生只能掌握整個(gè)試驗(yàn)50%的工作，其余由教師完成，通過以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例，學(xué)生參與試驗(yàn)全過程，比較理想地完成了整個(gè)實(shí)驗(yàn)理論學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了整個(gè)試驗(yàn)的100%，有效地培養(yǎng)了學(xué)生試驗(yàn)動(dòng)手操作能力，針對(duì)問題提出了創(chuàng)新性建議，對(duì)改善實(shí)驗(yàn)室儀器也提出有利建議。

4結(jié)語(yǔ)

本文通過對(duì)目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題進(jìn)行闡述，引發(fā)對(duì)改革相關(guān)措施的思考，提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的幾個(gè)方面，并通過對(duì)比傳統(tǒng)的簡(jiǎn)支梁橋檢測(cè)實(shí)例的分析，實(shí)踐證明該措施起到明顯的成效，對(duì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、改善實(shí)驗(yàn)室建設(shè)條件以及培養(yǎng)新型的路橋工程不同專業(yè)人才提供指導(dǎo)意義。

注釋

① 王磊，劉小燕等.土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2009（17）：121-122.

② 熊宏齊，戴玉蓉等.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃的研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008.25（10）：1-4.

③ 李明瑛.土工實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新[J].高教論壇，2007（3）：60-61.

④ 曾磊.土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革探索[J].高等建筑教育，2009.18（2）：357-359.

⑤ 董武忠，曹國(guó)輝.土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].高教論壇，2004（1）：64-66.

⑥ 熊梅.西昌學(xué)院土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探討[J].西昌學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007.21（2）.

⑦ 戈海玉.關(guān)于土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的思考[J].皖西學(xué)院學(xué)報(bào)，2010.26（2）：47-50.