楊勇+蔡卡宏+廖原

摘要：土木工程道橋?qū)I(yè)對技術(shù)人員的實踐性要求很高，實驗教學的成效也在一定程度上影響著工科學生的專業(yè)素養(yǎng)，本文通過對實驗教學在整個教學體系中的作用和意義分析，以及對實驗教學的現(xiàn)狀和問題分析，提出了包括實驗設備改進、實驗課時增加、單獨設課、實驗室開放以及完善實驗課考核方式等幾個方面的實驗教學改進措施和建議。

關鍵詞：土木工程；道橋?qū)I(yè)；實驗課程；教學改革；

中圖分類號：G642.4；U41-4；U44-4 文獻標識碼：A

文章編號：

土木工程是一門建立在半理論半經(jīng)驗技術(shù)上發(fā)展起來的學科，其工程的實踐性很強，學科的每一步發(fā)展都離不開大量的科學、嚴密的科學實驗，因此，土木工程專業(yè)的實驗性（或?qū)嵺`性）得到了本行業(yè)內(nèi)學者、專家及各級技術(shù)人員的一致認可和重視。大量翔實充分的調(diào)查數(shù)據(jù)表明：高水平的實驗教學有助于學生掌握扎實的理論知識、增強感性認知、培養(yǎng)團隊精神、提高實操技能，是現(xiàn)代高素質(zhì)工程技術(shù)人員工程訓練的不可或缺的必經(jīng)階段。因此，土木工程實驗教學環(huán)節(jié)是工科類院校教學體系內(nèi)的重要組成部分，但是由于普通院校土木工程專業(yè)實驗教學的制約因素太多，需要改進和完善的方面還很多，諸如實驗室場地限制、設備硬件投入不足、安排課時偏少、教學體系不完善、實驗課考核制度單一等，都致使實驗教學在土木工程教學體系中發(fā)揮的作用明顯削弱，亟待優(yōu)化、完善和改進實驗教學體系的各個環(huán)節(jié)[1]。

道橋工程專業(yè)作為土木工程學科的一個分支，其道路方向的材料性能及橋梁方向的結(jié)構(gòu)性能是本專業(yè)的主要實驗內(nèi)容。這兩個方向的專業(yè)特性對工程的實踐性和技術(shù)指標的實驗性要求很高。為此本專業(yè)開設了《道橋結(jié)構(gòu)試驗與檢驗技術(shù)》這門專業(yè)實驗課，分3個模塊，共計11個實驗項目，包含瀝青三大指標試驗、路面平整度、摩擦系數(shù)試驗、超聲～回彈綜合法測試混凝土強度、簡支梁靜力荷載試驗等實驗項目，分基礎性（演示性）、驗證性、綜合性及設計性等4個層次的實驗類型。對于完善土木工程道橋?qū)I(yè)教學體系，培養(yǎng)學生科研素養(yǎng)，完善實驗室建設等方面發(fā)揮了一定的作用。

一、 實驗教學的作用和意義

實驗教學是土木工程學科路橋?qū)I(yè)學生了解和掌握基本實驗方法、鞏固所學專業(yè)理論、培養(yǎng)科技素養(yǎng)與思維、理論聯(lián)系實際、增強協(xié)作精神和鍛煉科技創(chuàng)新動手能力的重要途徑，既是涉足工程領域感性認識的紐帶，同時也是進入學科深層次研究探索的必經(jīng)階段，實驗教學質(zhì)量和效果的好壞對于應用型及研究型人才的培養(yǎng)均意義非凡[2]。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）從學生角度來說，實驗教學能有效鞏固、深化和驗證理論知識，增強工科學生的實踐意識與實際動手能力，培養(yǎng)其實驗組織能力與團隊協(xié)作精神，是培養(yǎng)學生對所學專業(yè)的感性認知、增強學習興趣點與科學素養(yǎng)的重要途徑，是為日后涉足工程技術(shù)或進行深層次科學研究打下良好基礎的重要學習階段。

（2）從學校及教師角度來說，高標準的實驗教學對于學校及實驗教師既是鞭策也是提高發(fā)展的動力，從主管和客觀兩個方面都是學校和教師希望做到的；為此，學校在實驗場地及實驗設備的經(jīng)費投入、加大引進強有力的師資隊伍、制定科學合理的實驗室管理發(fā)展制度等方面，以及實驗教師在優(yōu)化和改進實驗教學內(nèi)容和方法、強和和提高自身科學功底、實驗教學與科研探索等方面，均能起到良好的推動作用。

（3）從某種意義上來說，實驗教學恰恰是素質(zhì)教育的一個很好的切入點。眾所周之，大部分大學課堂仍然延續(xù)中學階段的灌輸式教學，學生主動學習能力普遍較差，且缺乏創(chuàng)造性思維，因此在素質(zhì)教育方面不能得到很好的體現(xiàn)，這一現(xiàn)實與越來越迫切的大學素質(zhì)教育仍存在較大的差距；而充分發(fā)揮好實驗教學這個陣地，對于實現(xiàn)大學素質(zhì)教育起到以點帶面的作用。

二、實驗教學現(xiàn)狀分析

盡管實驗教學在培養(yǎng)工程應用型與技術(shù)研究型人才方面具有重要作用，且各院校也在不斷加大對實驗教學方面的投入和重視，但從我國高校的教學現(xiàn)狀看， 實驗教學仍是一個較薄弱的環(huán)節(jié)，目前普遍存在的現(xiàn)狀是，專業(yè)教學更注重課堂教學，實驗課程設置多為附屬性課程，實驗課程的考核方式較單一，所占課程分值比例也較低，總體而言，實驗教學所處的地位、教學內(nèi)容、方法體系和物質(zhì)條件等都不能與之相適應；培養(yǎng)出來的學生存在著理論脫離實際的現(xiàn)象， 實踐動手能力較差， 缺乏創(chuàng)造性思維與綜合運用所學知識分析、解決問題的能力。具體說來，目前實驗教學環(huán)節(jié)存在以下的問題：

（1）實驗教學重視程度不足[3]。與其它普通院校一樣，實驗教學從屬于相應的專業(yè)課程，因此，所安排的實驗課時普遍偏少，能夠做到專業(yè)課單獨開設實驗課的普通院校則更少（文獻[4]），另外，高校教師的考評機制主要還是以科研項目為主，因此部分實驗教師難以充分對實驗教學引起足夠重視，當然，也不排除個別實驗教師本身專業(yè)素養(yǎng)不高，因此教學水平也偏低。此外，由于客觀上還普遍存在受實驗場地，設備數(shù)量的限制、加上實驗課時偏少等原因，學生也客觀上形成了對實驗課的預期、興趣與重視程度低，在實驗課堂上，學生多數(shù)是按實驗指導書中已擬定好的方法和步驟操作，因此難以很好的鍛煉和培養(yǎng)實驗操作的主動性、設計綜合性和創(chuàng)造性。

（2）實驗室硬件條件。包含實驗室實際硬件條件和實驗室設備使用率兩個方面，其中，實驗室硬件條件包括實驗場地及實驗室儀器設備兩個方面；實驗場地條件包括實驗場地的大小和功能兩個方面，實驗儀器設備則包括儀器設備的數(shù)量、種類及先進程度；受學校發(fā)展規(guī)模、學科是否重點及經(jīng)費投入度等因素影響，現(xiàn)階段各院校特別是普通院校、非重點學科的實驗室硬件條件都不能完全達到理想狀態(tài)，存在諸如場地小、儀器設備數(shù)量不足、部分儀器設備陳舊落后等現(xiàn)象[5，6]。因此可選可做的實驗項目就受到一定的限制。而實驗室設備使用率受到實驗室開放制度不完善及開放程度不高的因素，導致實驗室設備使用率存在高低不一的現(xiàn)象，特別是較為貴重、先進的儀器設備使用率偏低，實驗場地及實驗室儀器設備的實際條件在很大程度上制約著土木工程實驗課程的水平，是保障實驗教學環(huán)節(jié)最重要的基礎。

（3）實驗室建設、管理及實驗室開放。高校的實驗室建設管理體系一直處在改革和完善的進程中，現(xiàn)狀存在的一些現(xiàn)實和客觀的問題，比如實驗室的開放制度不完善，間接導致了實驗室的開放程度不高（特別是對于本科生），且實驗室的儀器設備使用率偏低等。實驗室在非開課時段對學生封閉，學生只能在開課時段進實驗室，完成實驗指導書上明確規(guī)定的任務。屬被動性的完成實驗，學生無法做到主動性，或者創(chuàng)造性的做一些個性話的綜合設計性實驗，這在一定程度上影響了學生對專業(yè)實驗的興趣，“固定”的教學體系與高校拓寬專業(yè)面、增強適應性的改革思路不相適應，與實踐教學改革要求不相適應，并降低了辦學水平和教學質(zhì)量提升的速度。

（4）實驗教學方式及考核方式。由于目前高校對教師的評價體系以科研、論文為主，因此教師的時間和精力主要投入在科研中，另一方面，實驗室管理人員沒有得到應有的重視，其實驗教學工作的積極性不高。另外由于一系列的客觀問題（如前所述），實驗條件、儀器設備的數(shù)量及課時少的制約，造成學生實驗課小組人數(shù)偏多，實驗內(nèi)容較為單一，實驗過程也趨于簡化，多數(shù)情況下，實驗教學以教師為主、學生為輔，學生在教師的指導下被動地、機械地驗證所學理論，缺乏學習的主動性和研究性，特別是無法充分調(diào)動學生的學習積極性。此外，實驗成績考核不合理。實驗成績不單獨考核（因為無法做到實驗課單獨開課），因此只要參加了就有成績，且實驗成績占所屬的專業(yè)課程成績比例較?。ㄒ话銥榭偝煽兊?0%～ 30%），且實驗課分數(shù)不能真正反映學生真實表現(xiàn)。

另外，實驗教學在一定程度上還存在與工程實踐以及更高層次的科研平臺實驗脫節(jié)的現(xiàn)象，主要成因在于硬件、技術(shù)及經(jīng)費投入等的巨大區(qū)別以及實驗綜合教育體系的不完善等因素造成。由于各種客觀現(xiàn)實，上述各種現(xiàn)狀問題的出現(xiàn)存在一定的相互關聯(lián)性[7]，比如校方對實驗教學的重視程度與否，最終會影響到實驗室儀器設備等硬件條件，另外也會簡介的影響到各實驗室的建設管理和發(fā)展，當然學校對實驗教學的重視程度也會影響實驗教學及考核的質(zhì)量水平上。

三、實驗教學的改進措施探討

由于土木工程道橋?qū)I(yè)實驗教學在高校綜合教育體系中的作用，綜合上述對各個環(huán)節(jié)中的現(xiàn)狀及存在的問題分析，筆者認為，要系統(tǒng)全面的改進和提升實驗教學在大學教育體系中應該發(fā)揮的作用，要從以下幾個方面進行著手：

（1）加大重視力度，增加實驗經(jīng)費的投入。高校應繼續(xù)加大對實驗教學的重視，并盡可能的增加實驗儀器設備，增加實驗室面積和改善實驗環(huán)境，在具備一定的條件下，優(yōu)先重點發(fā)展幾個重點實驗室，并以此為契機帶動其它實驗室的建設發(fā)展，學校除對實驗室的建設加大重視和投入外，在實驗教學日常使用階段，也要增加經(jīng)費，包括實驗室的開放管理、實驗耗材的管理以及損害儀器設備的日常維護方面。校方應鼓勵實驗教職員工積極動手改進、更新設備， 節(jié)約實驗經(jīng)費， 并予以一定的獎勵。

（2）全面提高實驗教師綜合素質(zhì)。實驗教師的教學水平需要進一步提高，要求實驗教師既要具備扎實的理論知識，又要具備豐富的實踐經(jīng)驗，同時需要有科研工作經(jīng)歷，具備解決問題和實際操作的能力。因為教學與科研是相互促進的，教師直接參與科研工作有利于知識結(jié)構(gòu)的更新，在理論和實踐的結(jié)合中提高自己的業(yè)務能力和教學水平。教師通過科研及時掌握本學科的最新動態(tài)以及社會對人才培養(yǎng)的要求、更新教學內(nèi)容、完善課程體系。通過科研改進教學方式、方法、提高教學效果，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。此外，應完善和改進對實驗教師的考評機制。在高校里對教師的評價體系以科研、論文為主體，教師的時間和精力主要投入在科研中，這就必然導致教學和科研的天平存在傾斜，校方應更多的激勵先進、高水平的實驗教學人員，在教學和科研兩者中找尋合理的平衡點。

（3）增加實驗課時，完善實驗室開放和考核機制。這一點與上述第（1）點是一個問題的兩個方面，關于增加實驗課時和增加實驗室開放時間，都是本著實際存在的問題而提出，在實驗課時保證的前提下，方能談及高水平的實驗教學效果和作用。在有條件的情況下，如能單獨設課，則必然能有助于實驗教學水平的提高、學生科研和實踐能力的培養(yǎng)。改革實驗課的考試方法?？荚囀菣z驗學習效果的手段之一， 在教學計劃中， 加大實驗課成績所占的比重，并在理論課考試中加強對實驗方面的內(nèi)容考核。

（4）實驗與生產(chǎn)實踐以及科研實驗相結(jié)合。為了培養(yǎng)土木工程道橋?qū)I(yè)學生應該具備的基本素養(yǎng)， 應該提倡將教學、科研、社會實踐有機地結(jié)合起來。為此，鼓勵學生多參加各種工程社會實踐及生產(chǎn)實習活動，并憑有效證明，獎勵一定的學分。制定能將實驗課程與相關的課程設計、工程實踐聯(lián)系起來的培養(yǎng)方案，鼓勵學生能夠主動完成綜合性、設計性及個性話實驗，激發(fā)部分有潛質(zhì)的學生繼續(xù)深入的進行其它實驗，并提供機會讓其提前涉足研究生參與研究性實驗，逐步培養(yǎng)其解決各種實際問題的能力和意識，全面提升其專業(yè)素養(yǎng)和主動型綜合素質(zhì)。

參考文獻：

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[2] 焦峪波，羅國寶，程永春，等.道路建筑材料課程實驗教學模式探討，2015，12（3）：248～249.

[3] 鄭傳峰，王磊. 研究型大學道路橋梁專業(yè)實踐教學改進措施研究[J].高等建筑教育，2011，20（2）：114～117.

[4] 金南國，錢匡亮，孟濤.高校土木工程材料實驗教學單獨設課的探討[J].實驗室研究與探索，2009，28（9）：111-116.

[5] 李琮琦，肖鵬，張靖靜.土木工程專業(yè)本科系列實驗教學平臺的構(gòu)建[J].結(jié)構(gòu)工程師（增刊），2011，27（1） ： 215～218.

[6] 錢潔，劉志學，唐吉吉，等.開放式研究型實驗教學平臺建設[J].實驗室研究與探索，2009，28（6） ： 155～158.

[7] 馬惠彪，李強.土木工程專業(yè)課程體系與實踐教學改革[J].高等建筑教育，2010，19（ 3） ： 31～34.

作者簡介：

楊 勇（ 1978- ） ，男，湖北孝感人，實驗師，從事路橋?qū)I(yè)方面的教學和科研。