閆渤文 周旭 楊慶山 劉猛 謝強(qiáng) 黃國慶 韓軍 鄭妮娜

doi：10.11835/j.issn.1005-2909.2024.03.015

歡迎按以下格式引用：閆渤文，周旭，楊慶山，等.融合工程實(shí)踐項(xiàng)目的風(fēng)工程類實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索［J］.高等建筑教育，2024，33（3）：123-129.

修回日期：2022-08-23

基金項(xiàng)目：教育部第二批新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目（E-TMJZSLHY20202144）；重慶大學(xué)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革項(xiàng)目（2021S14）；重慶大學(xué)土木工程學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目（TMJG201807）；重慶大學(xué)本科教學(xué)改革項(xiàng)目（2023Y20）；重慶大學(xué)研究生教學(xué)改革項(xiàng)目（CQU230319）

作者簡(jiǎn)介：閆渤文（1989—），男，重慶大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，博士，主要從事防災(zāi)減災(zāi)工程研究，（E-mail）bowenyancq@cqu.edu.cn。

摘要：根據(jù)目前土木工程專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，從重視程度、硬件條件、組織管理和考核方式四個(gè)方面分析存在的問題，提出以解決實(shí)際工程項(xiàng)目問題為主線的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，采用“學(xué)生為中心，小組為單位”的教學(xué)模式，優(yōu)化成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)學(xué)生建立系統(tǒng)的知識(shí)體系，激發(fā)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)探索的興趣和動(dòng)力。以風(fēng)荷載實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，討論了教學(xué)改革方案的實(shí)施情況。從課后反饋可以看出，該教學(xué)方法培養(yǎng)了學(xué)生分析解決問題和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，并明顯提升了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，教學(xué)效果較為顯著。

關(guān)鍵詞：工程實(shí)踐項(xiàng)目；風(fēng)工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1005-2909（2024）03-0123-07

土木工程專業(yè)具有明顯的工科特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)綜合性和實(shí)踐性。創(chuàng)新型和綜合型土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)，不僅要求學(xué)生掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)還要求學(xué)生具備發(fā)現(xiàn)問題、分析解決問題、綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高校人才培養(yǎng)計(jì)劃中的重要組成部分，是培養(yǎng)卓越土木工程師和高校工程教育認(rèn)證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［1］，有助于學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)理論知識(shí)、提升創(chuàng)新實(shí)踐能力，同時(shí)也是衡量學(xué)?？蒲兴?、教學(xué)水平和學(xué)生綜合能力的重要指標(biāo)［2］。目前，實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在弱化、形式化、理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合不緊密等問題［3-5］，學(xué)生缺乏相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，僅僅通過傳統(tǒng)的“填鴨子式”課堂理論教學(xué)，難以對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用。充分利用高等院校大型科研儀器設(shè)備平臺(tái)，結(jié)合實(shí)際工程案例系統(tǒng)化地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用，是目前高等院校普遍關(guān)注和討論的焦點(diǎn)問題之一，也是高等教育教學(xué)改革研究面臨的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

以重慶大學(xué)土木工程學(xué)院本科生專業(yè)基礎(chǔ)課荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中的建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)為例，探索風(fēng)工程類實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。該課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生具備一定的結(jié)構(gòu)抗風(fēng)分析理論基礎(chǔ)，掌握抗風(fēng)設(shè)計(jì)原理，熟悉風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)抗風(fēng)研究方法，并結(jié)合行業(yè)規(guī)范從事簡(jiǎn)單建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載受力分析。該課程集成了空氣動(dòng)力學(xué)、隨機(jī)振動(dòng)學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等理論課程，同時(shí)又涉及風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)基本理論和實(shí)驗(yàn)方法，知識(shí)面廣而分散，相關(guān)概念和假定晦澀難懂。將實(shí)際工程項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，相互融合促進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生建立起系統(tǒng)的知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的綜合能力，值得積極研討。

基于土木工程專業(yè)課的特點(diǎn)，分析目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題，提出以解決實(shí)際工程項(xiàng)目問題為主線，并結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革探索，并通過風(fēng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例實(shí)踐加以驗(yàn)證。

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前本科生風(fēng)荷載實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要存在以下幾個(gè)方面的問題。

（1）風(fēng)荷載因其隨機(jī)性、作用機(jī)理復(fù)雜、作用現(xiàn)象難以觀測(cè)等特點(diǎn)，是教學(xué)過程中學(xué)生最難以理解和掌握的知識(shí)點(diǎn)之一。與土木工程重力、壓力等傳統(tǒng)的荷載作用相比，風(fēng)荷載作用具有顯著的學(xué)科交叉特征，從Davenport風(fēng)荷載鏈［6］可以看出，風(fēng)荷載在工程實(shí)踐運(yùn)用中涉及較多基礎(chǔ)課程，如流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)（動(dòng)）力學(xué)、氣候?qū)W、隨機(jī)振動(dòng)學(xué)等，知識(shí)面廣而分散、邏輯性不強(qiáng)，如圖1所示。僅僅靠傳統(tǒng)枯燥乏味的課堂教學(xué)，學(xué)生難以建立起系統(tǒng)完整的知識(shí)體系，往往“知其然而不知其所以然”，難以運(yùn)用相關(guān)知識(shí)分析實(shí)際工程問題。特別是對(duì)于隨機(jī)振動(dòng)學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)，雖然教學(xué)過程中涉及的專業(yè)理論深度較淺，但由于其理論性強(qiáng)、不易掌握，且土木工程專業(yè)學(xué)生沒有相關(guān)的知識(shí)儲(chǔ)備，直接跳過該部分內(nèi)容又容易造成學(xué)生對(duì)風(fēng)荷載的理解不深入，甚至無法理解的情況，嚴(yán)重影響教學(xué)效果［7］。

（2）高校普遍存在重理論輕實(shí)踐、重科研輕教學(xué)的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)教學(xué)未得到充分的重視，教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入和課時(shí)分配不足。

風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室作為承擔(dān)國家級(jí)或省部級(jí)縱向科研基金和重大工程項(xiàng)目抗風(fēng)研究的大型科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，投資額較大，基本在百萬級(jí)或千萬級(jí)，建設(shè)的初衷和定位主要著重于科研和學(xué)科建設(shè)發(fā)展，使用群體主要集中于高校教師、碩士和博士研究生，以及其他相關(guān)科研人員［8］，實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能一般未納入其重點(diǎn)考量的范圍。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室一般同時(shí)承擔(dān)著多個(gè)學(xué)科方向的實(shí)驗(yàn)研究，例如工程結(jié)構(gòu)抗風(fēng)防災(zāi)、城市風(fēng)環(huán)境和風(fēng)資源利用等，縱向科研課題及橫向服務(wù)項(xiàng)目較多，難以抽出獨(dú)立的時(shí)間開展本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

高校實(shí)驗(yàn)課程體系不完善，實(shí)驗(yàn)教學(xué)被軟化、弱化甚至逐步走向形式化［9］，未得到足夠的重視，實(shí)驗(yàn)教學(xué)所分配的課時(shí)嚴(yán)重不足。以荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法課程為例，實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅分配4課時(shí)，低于總課時(shí)的20%。在如此短的課時(shí)內(nèi)，要求學(xué)生熟悉風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室并進(jìn)一步獨(dú)立開展風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)幾乎不可能，因此，通常的做法是將本科生帶到風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室參觀，簡(jiǎn)要介紹實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)造、功能、儀器設(shè)備及所完成的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該做法缺乏系統(tǒng)的講解，“走馬觀花”式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不能產(chǎn)生較好的教學(xué)效果。

（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)備硬件條件和教學(xué)人員不足。

風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備大部分是較為精密的貴重進(jìn)口設(shè)備，種類多但數(shù)量少，主要面向于科研項(xiàng)目，采購初期一般未考慮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，基本為單機(jī)形式，且一旦操作不當(dāng)易損壞，維保周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，儀器設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)大，管理成本高、責(zé)任大。面對(duì)數(shù)量龐大的本科生群體，較難保證每個(gè)學(xué)生都有實(shí)操的機(jī)會(huì)。

長(zhǎng)期以來，高等院校特別是“雙一流”建設(shè)高校中實(shí)驗(yàn)技術(shù)崗位人員與教學(xué)科研崗位人員待遇方面有一定差異，科研工作在高校教師工作績(jī)效中占比較高，使得較少有教師愿意投入專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一線工作，而專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)崗位人員編制較少，以重慶大學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室為例，目前僅有1名專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員。高校內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員嚴(yán)重不足，且教學(xué)隊(duì)伍不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)不合理、缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃和培養(yǎng)［10］。

（4）考核方式不合理，無法對(duì)學(xué)生起到充分的約束和激勵(lì)作用。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核內(nèi)容主要包括相關(guān)基本實(shí)驗(yàn)原理的理解和運(yùn)用、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理，以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫等，考核內(nèi)容體現(xiàn)出實(shí)踐性、真實(shí)性和全面性特點(diǎn)，以期對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)開展情況進(jìn)行監(jiān)督和促進(jìn)［11］。一方面，實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅占總成績(jī)較少的一部分，且考核結(jié)果往往和理論課程學(xué)習(xí)成績(jī)的掛鉤，難以引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地投入實(shí)驗(yàn)課程；另一方面，實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式單一，如僅根據(jù)上課考勤或?qū)嶒?yàn)報(bào)告的撰寫情況進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定，不能完全反應(yīng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中表現(xiàn)出來的綜合能力，特別是實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在較為普遍的抄襲現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析結(jié)論雷同，無法區(qū)分學(xué)生是否認(rèn)真參與了實(shí)驗(yàn)，為此，僅以實(shí)驗(yàn)報(bào)告來考核學(xué)生會(huì)嚴(yán)重挫傷認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)學(xué)生的積極性［12］。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐方案

基于以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，為充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高等教育體系中的重要作用，從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、組織方式和成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行改革。

（一） 加強(qiáng)重視，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目?jī)?nèi)容

首先，無論是教師還是學(xué)生，應(yīng)從思想上加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視，作為課堂理論教學(xué)的延伸和補(bǔ)充，特別是土木工程這種專業(yè)實(shí)踐性較強(qiáng)的理工學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)和理論教學(xué)并重，需優(yōu)化教學(xué)課時(shí)安排，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)所占比例，讓學(xué)生有足夠的時(shí)間開展實(shí)驗(yàn)。

其次，優(yōu)化現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，減少驗(yàn)證型、演示型實(shí)驗(yàn)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的綜合性、設(shè)計(jì)性和探索性。土木工程學(xué)科著重培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題能力和工程設(shè)計(jì)能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為聯(lián)系理論課堂知識(shí)和實(shí)踐運(yùn)用之間的紐帶，實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)置應(yīng)以問題為導(dǎo)向，提升學(xué)生投入時(shí)間開展實(shí)驗(yàn)探索的興趣。對(duì)于類似風(fēng)工程這種具有典型學(xué)科交叉特點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生面對(duì)廣而分散的知識(shí)點(diǎn)往往無從下手而感到茫然，從而失去學(xué)習(xí)興趣，通過參與帶有問題屬性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生積極探索欲望，并將知識(shí)點(diǎn)中的重要部分聯(lián)系起來，有助于建立起系統(tǒng)性的知識(shí)體系，在解決實(shí)際工程問題的過程中提升成就感，培養(yǎng)分析和解決問題的能力，達(dá)到“知行合一”的培養(yǎng)目標(biāo)。

（二） 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織管理方式

面對(duì)人數(shù)眾多的本科生群體，可通過分組的方式控制每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的學(xué)生人數(shù)，采用“學(xué)生為中心，小組為單位”的模式，在數(shù)量有限的實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件下保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展的質(zhì)量。根據(jù)以解決某一典型實(shí)際工程問題為目標(biāo)所需的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，合理細(xì)分出若干實(shí)驗(yàn)子項(xiàng)目，一個(gè)教學(xué)班級(jí)分組的數(shù)量與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量一致?？紤]到儀器設(shè)備臺(tái)套數(shù)和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地有限，特別是對(duì)于大型科研設(shè)備平臺(tái)，基本為單機(jī)形式，各小組同時(shí)開展實(shí)驗(yàn)具有較大的難度，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)又非常有限，因此每個(gè)小組僅選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展實(shí)驗(yàn)，各小組之間實(shí)驗(yàn)內(nèi)容互不相同，但均屬于同一實(shí)際工程問題中的一部分，是一個(gè)有機(jī)的整體，可通過課堂匯報(bào)討論的方式將各部分聯(lián)系起來。

實(shí)驗(yàn)室應(yīng)在每學(xué)期或每一學(xué)年為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供足夠的、固定的連續(xù)使用時(shí)間，而不是一味地向縱橫向科研項(xiàng)目讓步，實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目開展的時(shí)間可安排在學(xué)期末的教學(xué)活動(dòng)周，學(xué)生在時(shí)間上具有較大的靈活性，不受其他課程安排和考試的干擾，實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目可連續(xù)開展，提升實(shí)驗(yàn)室的利用效率，減少實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的占用時(shí)間。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交還給學(xué)生自己，其難點(diǎn)不在于教師的講授，而在于對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)開展過程中的引導(dǎo)和監(jiān)管。針對(duì)目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員不足的問題，可充分整合利用現(xiàn)有資源，如鼓勵(lì)具有一定實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的高年級(jí)研究生或博士生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)監(jiān)督管理，保障人員和設(shè)備的安全。

（三） 改進(jìn)成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是一面旗幟，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展具有重要的引導(dǎo)作用，應(yīng)提高實(shí)驗(yàn)部分成績(jī)所占的比例，引起學(xué)生的重視。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定需全面綜合反映學(xué)生在利用理論知識(shí)解決實(shí)際工程問題過程中所表現(xiàn)出來的綜合素養(yǎng)，如創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、發(fā)現(xiàn)問題和分析解決問題的能力等。成績(jī)的評(píng)定應(yīng)采用靈活多樣的方式，如成果匯報(bào)、答辯、學(xué)生互評(píng)等，不再拘泥于“標(biāo)準(zhǔn)答案”，鼓勵(lì)學(xué)生查閱課外文獻(xiàn)資料，完善實(shí)驗(yàn)方案和成果報(bào)告，對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)基本的自主科研能力。

三、教學(xué)實(shí)踐案例分析

為充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案具體實(shí)踐細(xì)節(jié)和教學(xué)成效，以重慶大學(xué)土木工程學(xué)院本科生專業(yè)基礎(chǔ)課荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中的建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行試點(diǎn)探討說明。

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織管理

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目從實(shí)驗(yàn)室已完成的橫向科研項(xiàng)目中轉(zhuǎn)化而來，每學(xué)年更新一次，具有顯著的工程背景，同時(shí)可利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，減少教學(xué)經(jīng)費(fèi)支出。根據(jù)Davenport風(fēng)荷載鏈，風(fēng)工程問題均可從風(fēng)環(huán)境、風(fēng)荷載和風(fēng)響應(yīng)三個(gè)方面進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)抗風(fēng)分析，因此每學(xué)年實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的更新主要體現(xiàn)在工程背景和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)象的不同。以CAARC高層建筑抗風(fēng)分析為例，該項(xiàng)目需確定B類地貌條件下建筑模型的風(fēng)荷載作用特征和風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)，可分解為B類地貌邊界層風(fēng)場(chǎng)模擬、剛性模型測(cè)壓和氣彈模型測(cè)振三個(gè)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如表1所示。學(xué)生結(jié)合自身興趣，按照“自愿選擇、合理調(diào)配”的原則分為三個(gè)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)小組，每個(gè)小組的學(xué)生人數(shù)基本一致，10人左右。各小組根據(jù)所選取的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所需解決的實(shí)際問題進(jìn)行組內(nèi)分工，擬定實(shí)驗(yàn)方案，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图皟x器等內(nèi)容，并在課堂上通過PPT展示匯報(bào)，各組學(xué)生可現(xiàn)場(chǎng)提出問題和建議，展開討論，指導(dǎo)教師控制討論的節(jié)奏和方向，在關(guān)鍵問題上進(jìn)行把關(guān)，引導(dǎo)學(xué)生不斷細(xì)化完善，形成可執(zhí)行開展的實(shí)驗(yàn)方案。

（二） 時(shí)間和人員安排

實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排于學(xué)期末的教學(xué)活動(dòng)周，即在學(xué)期內(nèi)所有課程和考試結(jié)束之后，使學(xué)生有整塊充裕的時(shí)間參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。課堂理論教學(xué)結(jié)束到實(shí)驗(yàn)教學(xué)開始之前的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生有足夠的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行論證、優(yōu)化，并利用課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室參與科研實(shí)驗(yàn)輔助工作，開闊科研視野，同時(shí)學(xué)熟悉實(shí)驗(yàn)流程和儀器設(shè)備的使用，為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開展做準(zhǔn)備。

實(shí)驗(yàn)室在新學(xué)期開始前預(yù)留一周的實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用時(shí)間，供各組開展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)以學(xué)生自主開展為主，教師引導(dǎo)為輔。同時(shí)，為保障人員和設(shè)備的安全，需加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程監(jiān)管。針對(duì)目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理人員的不足，改革結(jié)合重慶大學(xué)學(xué)術(shù)型碩士和博士研究生培養(yǎng)方案中對(duì)“三助一輔”的學(xué)時(shí)要求：碩士生至少120學(xué)時(shí)、博士生至少200學(xué)時(shí)，讓熟悉風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)開展的碩士生和博士生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理工作，規(guī)范本科生實(shí)驗(yàn)操作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、制止、排除安全風(fēng)險(xiǎn)，保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)安全有序開展。

（三） 成績(jī)考核評(píng)定方式

采用“小組+個(gè)人”的考核方式，通過PPT課堂答辯的方式并結(jié)合實(shí)驗(yàn)成果報(bào)告書，從文獻(xiàn)拓展閱讀、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析等方面對(duì)小組進(jìn)行考核，考察小組自主學(xué)習(xí)、分工協(xié)作、運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)分析解決問題等方面的綜合能力；個(gè)人考核主要采用個(gè)人工作匯報(bào)的方式，考察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展過程中的參與程度和個(gè)人收獲。小組和個(gè)人均采用互評(píng)的考核方式，每個(gè)學(xué)生的成績(jī)根據(jù)小組得分并結(jié)合個(gè)人表現(xiàn)確定，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和集體榮譽(yù)感。

各組學(xué)生按照既定實(shí)驗(yàn)方案開展風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的安全管理制度，規(guī)范操作儀器設(shè)備，并對(duì)實(shí)驗(yàn)照片、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如實(shí)記錄。各組學(xué)生克服困難，順利圓滿地完成了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，圖2—圖6為部分實(shí)驗(yàn)圖片。

第1組學(xué)生在調(diào)試B類大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)的過程中，發(fā)現(xiàn)無論怎么調(diào)整尖劈和粗糙元的排列組合方式，底部區(qū)域的風(fēng)速均偏大，通過查找文獻(xiàn)、專著、論文等，嘗試采用在風(fēng)洞地面鋪設(shè)地毯的方式，最終調(diào)試出了符合規(guī)范要求的風(fēng)速和紊流度剖面。第3組學(xué)生在完成既定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的情況下，針對(duì)在7 m/s左右實(shí)驗(yàn)風(fēng)速下，氣彈模型進(jìn)入渦激振動(dòng)鎖定風(fēng)速區(qū)間，振動(dòng)幅度較大，學(xué)生們充分發(fā)揮想象力，通過指導(dǎo)教師的引導(dǎo)并結(jié)合文獻(xiàn)資料，在模型表面粘貼條形附屬物，改變模型氣動(dòng)外形，大幅度減小了模型風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)。

各組實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目屬于同一個(gè)工程問題中的一部分，相互銜接，是一個(gè)有機(jī)的整體，如邊界層風(fēng)場(chǎng)的模擬是剛性模型測(cè)壓和氣彈模型測(cè)振實(shí)驗(yàn)開展的風(fēng)場(chǎng)條件基礎(chǔ)；而剛性模型測(cè)壓實(shí)驗(yàn)得到的模型表面風(fēng)壓數(shù)據(jù)可通過理論公式計(jì)算出風(fēng)振響應(yīng)，與氣彈模型測(cè)振實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成交叉對(duì)比驗(yàn)證，如圖7所示。通過課堂展示、成果互評(píng)的考核方式，各組之間相互討論交流，不再囿于所在小組的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，有利于建立起系統(tǒng)的知識(shí)體系，完整地掌握針對(duì)于實(shí)際工程抗風(fēng)問題的實(shí)驗(yàn)研究方法。

學(xué)生表示，結(jié)合實(shí)際工程問題開展的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目讓自己在參與中充滿目標(biāo)感和成就感，不僅激發(fā)了自己參與實(shí)驗(yàn)的激情，而且增加了自身的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新探索意識(shí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展過程中采用“學(xué)生為中心、小組為單位”的教學(xué)模式，讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)，雖然充滿困難和挑戰(zhàn)，但學(xué)生一一克服并堅(jiān)持到最后，在此過程中加強(qiáng)了對(duì)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用，提升了發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，同時(shí)培養(yǎng)了創(chuàng)新思維意識(shí)。在課堂展示和成果互評(píng)中，學(xué)生自學(xué)數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過圖表的方式匯報(bào)交流，增強(qiáng)了學(xué)生數(shù)據(jù)處理、成果整理和語言表達(dá)能力，提升了綜合素質(zhì)。

四、結(jié)語

工程類高校應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用，保障足夠的時(shí)間和人力物力投入，避免形式主義。實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)置應(yīng)結(jié)合實(shí)際工程問題，激發(fā)學(xué)生興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)探索，在完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過程中，鍛煉其分析和解決問題的能力，并加強(qiáng)對(duì)課堂理論知識(shí)的理解和運(yùn)用，建立起系統(tǒng)的知識(shí)體系，培養(yǎng)綜合型土木工程人才，以期實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)。

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Exploration of wind engineering experimental teaching integrating engineering practice projects

YAN Bowen， ZHOU Xu， YANG Qingshan， LIU Meng， XIE Qiang， HUANG Guoqing， HAN Jun， ZHENG Nina

（School of Civil Engineering， Chongqing University， Chongqing 400045， China）

Abstract： To solve the problems encountered in the civil engineering courses pertinent to the experimental tests， this study analyzes the existing problems from the aspects of attention degree， hardware conditions， organization management and assessment methods. And an experimental teaching method to solve the practical engineering project problems was proposed. The teaching mode of "student as center， group as unit" optimizes performance evaluation standards， guides students to establish a comprehensive knowledge system， and stimulates the interests of students and motivations to actively be involved in the experimental investigations. Taking the experimental teaching of wind loads as an example， the implementation of the teaching reform program is discussed in detail. The results show that the proposed teaching method could cultivate the ability to analyze and solve practical problems in engineering practices， teamwork spirits and scientific innovations， and the teaching effects are quite remarkable.

Key words： engineering practice project; wind engineering; experimental teaching; teaching reform

（責(zé)任編輯? 鄧? 云）