徐曉陽， 于 敏， 但文蛟， 袁 玲， 馬 露， 韓 意， 肖昕迪， 葉 煥

(安徽科技學(xué)院 建筑學(xué)院，安徽 蚌埠 233000)

0 引言

土木工程材料是一切建筑的基本組成，對土木工程專業(yè)的學(xué)生來說，土木工程材料課程的學(xué)習(xí)就顯得尤為重要.土木工程材料試驗課程是理論課程學(xué)習(xí)的補充和延伸，試驗操作是學(xué)生升華所學(xué)理論知識的手段，試驗課的開展能為學(xué)生后期進行科學(xué)研究奠定扎實的基礎(chǔ)[1].目前，高校土木工程材料試驗課的實施效果并不理想，普遍存在著教學(xué)方法陳舊、試驗教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)安排不協(xié)調(diào)、試驗創(chuàng)新性不足以及試驗室和試驗儀器利用率不高等諸多問題.針對上述問題，國內(nèi)部分高校學(xué)者作了相關(guān)探討.高俊麗[2]結(jié)合國內(nèi)外教學(xué)特點和教學(xué)經(jīng)驗，對試驗項目進行了改革，提出了創(chuàng)新性試驗項目的教學(xué)設(shè)計.劉穎[3]等從試驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和師資隊伍建設(shè)方面提出建立多維一體的試驗教學(xué)新體系.金莉[4]創(chuàng)建了較完整的試驗考核評價體系.米文瑜等[5]對土木工程材料試驗教學(xué)設(shè)計進行優(yōu)化,提出了學(xué)教并重的新型試驗教學(xué)設(shè)計模式.本文結(jié)合土木工程材料試驗課教學(xué)現(xiàn)狀，從整合試驗項目、引入智慧課堂授課模式和建立學(xué)生助教模式三個方面進行相關(guān)探討，為應(yīng)用型大學(xué)試驗課教學(xué)的有效開展提供借鑒思路.

1 土木工程材料試驗課教學(xué)存在的問題

1.1 常規(guī)試驗教學(xué)學(xué)時不足

常規(guī)試驗教學(xué)學(xué)時安排不能滿足土木工程材料試驗的要求.當(dāng)前，國內(nèi)高校土木工程材料試驗課大多為12～16學(xué)時不等.縱觀土木工程材料試驗項目可知，從試驗件制備到最終材料的試驗結(jié)果和數(shù)據(jù)參數(shù)的確定，常規(guī)教學(xué)課時安排是遠遠不夠的.以水泥常規(guī)試驗為例，普通硅酸鹽水泥標(biāo)初凝時間、終凝時間及體積安定性測定試驗標(biāo)準(zhǔn)時長分別約為6±2 h、10±2 h、24±2 h，常規(guī)的試驗教學(xué)課時安排是無法滿足水泥技術(shù)參數(shù)測定的，導(dǎo)致學(xué)生很少能夠真正獲取有效數(shù)據(jù)，更談不上針對材料的技術(shù)參數(shù)提出相應(yīng)的創(chuàng)新理論試驗及方法.

1.2 授課形式陳舊

土木工程材料試驗課的常規(guī)授課形式為教師先針對試驗項目進行原理介紹，然后進行教學(xué)演示，最后學(xué)生分小組進行試驗.土木工程材料試驗儀器大多體積較大、質(zhì)量較重、位置固定難以移動，因此在進行試驗演示時會因?qū)W生圍觀而以演示教師為中心形成教學(xué)圈，教學(xué)圈后面的學(xué)生基本看不到規(guī)范完整的操作.雖然教師盡量放慢講解速度，但因?qū)W生知識掌握程度不同及對試驗關(guān)注度和關(guān)注點不同，部分學(xué)生難以及時跟上授課進度.再加上授課班級過多，教師重復(fù)性地講解、操作試驗儀器會導(dǎo)致教學(xué)資源浪費，教學(xué)效果也不理想.

1.3 師資力量匱乏

近年來，開放式試驗室制度的提出為高校學(xué)生利用試驗室進行獨立創(chuàng)新試驗提供了可能，但是真正能夠?qū)嵤┑耐苌?，究其原因主要是土木工程材料相關(guān)研究所涉及的儀器操作要求較高，且試驗所需時間不確定，需要有經(jīng)驗豐富的專業(yè)教師從旁指導(dǎo)，而高校教師及相關(guān)人員的數(shù)量配備、工作時間很難符合要求.一流高校和重點研究機構(gòu)可以采用聘用二年級研究生的方式解決專業(yè)教師缺乏的問題.但是，大部分普通本科高校的可用研究生數(shù)量相對比較匱乏，或沒有招收相關(guān)專業(yè)全日制研究生的資格，因此很難補充教學(xué)相關(guān)人員，更談不上在常規(guī)試驗項目的運行上開放試驗室了.

2 解決對策

2.1 分級整合試驗項目，調(diào)整考核標(biāo)準(zhǔn)

將試驗項目分為一級常規(guī)試驗、二級專業(yè)方向綜合性試驗和三級自主式試驗.一級常規(guī)試驗，具體包括砂石密度、表觀密度和堆積密度測定試驗，砂石篩分試驗，水泥常規(guī)試驗.一級試驗作為基礎(chǔ)試驗，主要鍛煉學(xué)生基本動手能力、儀器操作能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼瀾B(tài)度，是必做試驗.二級專業(yè)方向綜合性試驗，包括混凝土試驗和瀝青材料試驗，由房建方向和路橋方向?qū)W生完成，也是必做試驗.一級和二級試驗項目和要求分別見表1和表2(見54頁).三級自主式試驗，包括固定試驗和創(chuàng)新項目試驗.其中：固定試驗包括混凝土特性影響試驗和瀝青特性影響試驗，分別針對房建和路橋方向的學(xué)生；創(chuàng)新項目包括每年獲得批準(zhǔn)的大學(xué)生創(chuàng)新項目和學(xué)生參與的教師科研項目.三級試驗需要學(xué)生具有深厚的理論基礎(chǔ)知識和創(chuàng)新思維，為選做項目.選做固定試驗項目的學(xué)生，要求針對試驗項目提供詳細(xì)的試驗研究目的、試驗方案和預(yù)期成果，經(jīng)教師評審?fù)ㄟ^后再實施試驗.選做創(chuàng)新項目試驗的學(xué)生則依據(jù)使用開放式試驗室的管理規(guī)定，填寫使用申請單和規(guī)范使用儀器安全承諾書后，方能在申請時間內(nèi)進行試驗.試驗課不固定學(xué)時，由學(xué)生自主選擇時間，依據(jù)試驗參數(shù)測定所需要的時間要求自行在學(xué)習(xí)通平臺上預(yù)約完成.考核以完成試驗參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)測定為判定合格的依據(jù).

表1 一級試驗項目和要求

表2 二級試驗項目和要求

2.2 引入智慧課堂授課模式，提高授課效率

引入智慧課堂授課模式，由“填鴨”式教學(xué)向自由討論、答疑解惑式教學(xué)轉(zhuǎn)換.將教師從大量的重復(fù)性工作中解放出來，將工作重心轉(zhuǎn)為對試驗操作過程的答疑和試驗成績的評定，并有針對性地對選做創(chuàng)新試驗的學(xué)生進行指導(dǎo).將一級和二級試驗項目指導(dǎo)書、試驗視頻上傳至學(xué)習(xí)通軟件，學(xué)生可以通過手機終端預(yù)習(xí)試驗項目并觀看視頻，提前熟悉試驗?zāi)康?、試驗儀器和試驗原理，完成平臺測驗后才能到試驗室進行實際操作.這種教學(xué)模式既可以提高學(xué)時利用效率，也可以更好地完成過程性考核的評定.以水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗為例，學(xué)生必須先觀看學(xué)習(xí)通平臺的水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度試驗視頻，在10 min內(nèi)完成試驗基礎(chǔ)知識測驗，測驗包括試驗原理、儀器構(gòu)成、操作步驟和安全注意事項等內(nèi)容.設(shè)定100分為合格成績，不及格自動打回重做，成績合格后才能進行試驗操作.

2.3 建立學(xué)生助教模式，助力開放式試驗室制度的實施

為順利實施開放式試驗室制度，可建立學(xué)生助教制度，將能夠熟練操作儀器的高年級學(xué)生編入學(xué)生助教導(dǎo)師庫.對于一級和二級試驗項目，學(xué)生可在學(xué)生助教的指導(dǎo)下完成相關(guān)試驗操作以及數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理.對于三級試驗項目，可建立學(xué)生個人學(xué)習(xí)臺賬，將臺賬學(xué)時計入學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練學(xué)時和課程考核評定中，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能.學(xué)生助教模式的建立，使得試驗教學(xué)資源和師資得到了較好地分配和利用，且效果顯著.例如電液伺服拉壓試驗機使用率由30次/學(xué)期提高到了80次/學(xué)期，梁柱測試系統(tǒng)使用時間由每學(xué)期10 d提高到了每學(xué)期50 d，開放式試驗室制度的實施切實提高了高價值儀器的使用率.

3 結(jié)語

上述措施很好地解決了常規(guī)試驗教學(xué)學(xué)時不能滿足試驗項目要求、授課效率低下以及師資力量匱乏的問題，避免了重復(fù)性試驗對教學(xué)資源的浪費，優(yōu)化了教師的授課時間，豐富了師資結(jié)構(gòu)，保證了開放式試驗室制度的有效實施.