王淑嬙　賀行洋　鄒貽權(quán)　梁正偉

摘要：文章在明確土木工程與建筑實驗教學中心定位的基礎(chǔ)上，闡述了“4-4-12-X”的開放式實驗教學體系中4平臺、4層次、12模塊和開放式實驗項目之間的關(guān)系，重點介紹了中心開設(shè)實驗項目類別、特色實驗項目以及虛實結(jié)合的實驗教學方法。實踐表明，中心實驗教學資源在實驗教學、科研和校企合作方面發(fā)揮著重要的作用，尤其是在學生能力及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)方面取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：實驗教學；土木工程與建筑；教學資源

中圖分類號：G424-31 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2016）01-0158-04

湖北工業(yè)大學土木工程與建筑實驗教學中心以土木工程與建筑學院為依托，面向土木工程（含建筑工程、道路與橋梁工程、地下工程、防水材料與工程四個方向）、交通工程、工程管理、建筑學、風景園林、城鄉(xiāng)規(guī)劃，以及全校共計14 個本科專業(yè)。2007年被評為湖北省實驗教學示范中心，2004年設(shè)置虛擬仿真實驗教學分中心，2013年被評為湖北省虛擬仿真實驗教學中心。該中心的建立實現(xiàn)了實體實驗和虛擬仿真實驗之間的互補教學。隨著中心規(guī)模不斷壯大和各項資金的持續(xù)投入，中心定位、實驗教學體系優(yōu)化、實驗教學項目特色建設(shè)、實驗教學方法探索等工作已陸續(xù)展開，文章重點圍繞上述內(nèi)容進行研究和探討。

一、土木工程與建筑實驗教學中心的定位

根據(jù)學校確立的“高水平工業(yè)大學，某些學科水平達到國內(nèi)一流、在國際上有一定知名度，成為培養(yǎng)工程師的搖籃”的總體發(fā)展目標，結(jié)合多年的建設(shè)成果和實踐經(jīng)驗，將土木工程與建筑實驗教學中心定位為：樹立以學生為本，知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高、全面發(fā)展的教育理念，以培養(yǎng)學生動手能力、創(chuàng)新意識和吃苦耐勞精神為核心，以提高學生實踐能力、工程素質(zhì)和國際視野為宗旨，營造一個硬件、軟件齊備，學生實習實訓(xùn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)興趣濃厚的優(yōu)良環(huán)境，最終達到培養(yǎng)和造就土木工程與建筑類各專業(yè)高素質(zhì)應(yīng)用型人才和特色創(chuàng)新型人才的目的[1-2]。

二、土木工程與建筑實驗教學體系的構(gòu)建

針對土木工程與建筑行業(yè)實踐性強的特點，從人才培養(yǎng)體系出發(fā)，以培養(yǎng)創(chuàng)新務(wù)實、高素質(zhì)、多層次人才為核心，按照循序漸進地培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力的原則，從實驗教學理念出發(fā)， 建立與理論教學有機結(jié)合、寓知識傳授于實踐能力和創(chuàng)新思維訓(xùn)練中的實驗教學體系，構(gòu)建了“4-4-12-X”的開放式實驗教學體系。

為適應(yīng)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和學科發(fā)展，各模塊下的實驗項目可以逐步拓展、動態(tài)改進，形成開放式的實驗體系。土木工程與建筑實驗教學體系如圖1所示。

（1）實驗教學體系的構(gòu)建以人才培養(yǎng)為核心：在已有實驗體系中設(shè)置了不同層次、面向不同專業(yè)、難易程度各異的實驗項目。學生可自行選擇實驗項目進行組合與嘗試，實現(xiàn)以學生探索為主線，教師引導(dǎo)為輔的新型實驗教學方法。

（2）依托途徑多元的“4平臺”：有機整合校內(nèi)實踐環(huán)節(jié)（實驗、課程設(shè)計）、校外實踐環(huán)節(jié)（生產(chǎn)實習）和校企產(chǎn)學研合作三個實踐環(huán)節(jié)，形成校外生產(chǎn)實習基地、校內(nèi)實驗室和校企聯(lián)合研發(fā)中心。

在現(xiàn)有實驗設(shè)備基礎(chǔ)上，開發(fā)了一批獨具特色的實驗項目和系統(tǒng)，構(gòu)建基礎(chǔ)實驗教學平臺、開放實驗教學平臺、多個校企合作實驗基地構(gòu)成的工程實踐實驗教學平臺和研究探索實驗教學平臺，為培養(yǎng)土木工程與建筑類應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型高級人才提供了良好的實踐訓(xùn)練環(huán)境。

（3）階梯性實踐教學的“4層次”：根據(jù)學生不同學習階段的目標、要求和認知規(guī)律，構(gòu)建了由易到難、由淺入深的階梯性實踐教學“4層次”，依次為學科基礎(chǔ)層次→專業(yè)應(yīng)用層次→工程實踐層次→自主創(chuàng)新層次。

學科基礎(chǔ)層次以土建學科基礎(chǔ)類實驗為主，包括工程測量、力學和建筑材料等相關(guān)實驗，以基礎(chǔ)操作和專業(yè)知識儲備為主要內(nèi)容。學科基礎(chǔ)類實驗項目已列入相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計劃，為必修實驗項目。

專業(yè)應(yīng)用層次包括建筑技術(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工技術(shù)和工程管理模塊，以提高學生專業(yè)知識和動手技能為主，也已列入相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計劃，為必修實驗項目。

工程實踐層次包括設(shè)計實踐、施工實踐和管理實踐模塊，重點訓(xùn)練學生綜合運用知識開展實踐活動的能力和解決工程實際問題的能力。該類實驗以實習實訓(xùn)和工程項目現(xiàn)場體驗為主。

自主創(chuàng)新層次類實驗以培養(yǎng)學生探索精神和創(chuàng)新意識為主，同時培養(yǎng)學生的團隊精神、交流溝通能力和責任感。自主創(chuàng)新類實驗項目為選修項目，師生可以根據(jù)自身需要有選擇性地開展實驗，學生完成后可獲得相應(yīng)學分。

三、開放式實驗項目的建設(shè)

根據(jù)階梯性實踐教學的“4層次”，每個層次均設(shè)計涵蓋土木工程與建筑專業(yè)方向的多個實驗?zāi)K，其中自主創(chuàng)新模塊以產(chǎn)業(yè)前沿探索和創(chuàng)新競賽轉(zhuǎn)化類實驗為主。在建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化背景下，新型建筑工業(yè)化、建筑信息化和綠色化是行業(yè)主要發(fā)展趨勢，探索和創(chuàng)新土建類專業(yè)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)途徑、培養(yǎng)滿足行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展需求的土建類專業(yè)應(yīng)用型人才的任務(wù)非常艱巨，因此，在理論教學和實踐教學過程中積極探索符合未來行業(yè)發(fā)展需求的途徑，在自主創(chuàng)新層次設(shè)置了專業(yè)競賽模塊、BIM模塊、建筑工業(yè)化模塊和綠色建筑技術(shù)模塊，在開放式實驗體系下，實驗項目可以隨著行業(yè)發(fā)展需求進行優(yōu)化、合并、刪減和提升[3]。

（一）實驗項目介紹

4層次、12模塊及其實驗項目介紹如表1所示。

（三）虛實結(jié)合、虛實互補的實驗教學方法

根據(jù)學科特點，理順虛擬實驗和實體實驗的關(guān)系，部分實驗項目先開展虛擬仿真實驗教學，待學生對工業(yè)、流程和工法了解后再進入實體實驗環(huán)境；部分實驗先開展虛擬仿真實驗然后通過實體實驗進行驗證；對于實驗教學過程中存在的實體實驗不具備或難以完成、或部分實體實驗教學效果不佳的情況開展虛擬實驗。實踐表明，在土木工程與建筑專業(yè)部分實驗教學中采用虛擬仿真技術(shù)，能夠啟發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，緩解實驗學時和實驗室資源有限的矛盾，同時也使無法使用各種大型實驗儀器設(shè)備的學生對現(xiàn)代化的分析技術(shù)有了較為軸象的感官認識和了解，加深了對實際問題

的認知[4]。

四、結(jié)語

湖北工業(yè)大學土木工程與建筑實驗教學中心面向全校14個專業(yè)開設(shè)33門實體實驗課程和22門虛擬仿真實驗課程，每年學生參與實驗人數(shù)達2 400余人，教學示范作用明顯。近3年，學生參與中心成員負責的實際工程項目100余項，本科生以第一作者發(fā)表論文30余篇，申請專利35項，科研立項47項，參與凌云計劃創(chuàng)新項目33項。在全國大學生結(jié)構(gòu)競賽、“高教杯”全國大學生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽、全國周培源大學生力學競賽等重要賽事中取得突破性成績。學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍濃郁，受到了社會媒體的廣泛關(guān)注。在中心發(fā)展過程中，我們

將繼續(xù)完善實驗教學體系和實驗教學項目，使其在實驗教學、科研和校企合作中發(fā)揮更大的作用[5-6]。

參考文獻：

[1]吳世華，楊光明，王秋長，等.加強實驗教學示范中心建設(shè)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[J].實驗技術(shù)與管理，2012，29（1）：4-6.

[2]梁秀玲，李瓊生，徐杜，等.“一主線、兩平臺、三層次”實踐教學體系的構(gòu)建與實施[J].實驗室研究與探索，2012，31（8）：304-307.

[3]何克抗.我國教育信息化理論研究新進展[J].中國電化教育，2011（288）： 1-19.

[4]許秀云，張玉梁.依托現(xiàn)代信息技術(shù)提高實驗教學質(zhì)量[J].實驗室研究與探索，2011，30（ 5） ：130-132.

[5]王淑嬙，賀行洋，鄒貽權(quán)，等.綠色建筑虛擬仿真實驗教學中心建設(shè)思考[J]. 高等建筑教育，2014，23（6）：134-137.

[6]王淑嬙，梁正偉，賀行洋，等.綠色建筑虛擬仿真實驗教學中心合作與共享實踐探索[C].土木工程與建筑教育改革理論及實踐，2014：185-188.

（編輯 梁遠華）