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摘 要：针对传统的土木工程材料实验教学存在的诸多问题,本文总结了实验教学改革的若干经验,即：改革实验教学内容,注重培养学生的研究、创新能力；注重培养每个学生的动手能力、严谨认真的科学工作态度与作风；加强工程师的基本训练,规范学生的实验报告；改革课程的考核与评价方法,全方位考核学生的能力；课内与课外相结合,努力提高学生的研究创新能力等.
关 键 词：土木工程材料实验；教学改革；研究与创新
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）48-0043-02
《土木工程材料》是土建类专业必修的一门十分重要的专业基础课,通过本课程的学习,获得土木工程材料科学的基础理论、基础知识和材料试验检测的基本技能,进行科学研究的基本训练,培养学生严谨认真、实事求是的科学态度,提高分析问题和解决问题的能力.以便今后在专业设计和施工工作中能正确选择与合理使用建筑材料,也为今后在工程第一线从事建筑材料的科研奠定必要的基础.因此,《土木工程材料》是实践性很强的课程,材料试验是其重要组成部分,同时也是学习和研究土木工程材料的重要方法[1].21世纪是充满活力、不断创新的知识经济时代.面对全球科学技术的飞速发展,加强素质教育,培养创新能力成为高等教育改革的一项迫切任务.土木工程材料实验对于培养学生的实验研究及创新能力具有重要意义,因此近几年国内许多院校对其进行了教学改革.笔者在实验教学方面进行了探索改革,其重点是注重提高学生的动手能力,培养工程素养与研究性学习能力.具体方法如下.
一、改革实验教学内容,注重培养学生的研究、创新能力
为了提高学生的实验动手能力以及培养学生进行科学研究的初步能力,采取的主要措施是：（1）常规实验主要加强对水泥、混凝土及建筑钢材等核心土木工程材料的基本检测方法的训练,满足工程第一线对实验技术人员的要求.（2）对实验内容进行改革与创新,减少验证性实验,增加综合性、设计性、研究性实验,突出研究、创新能力的培养.自编实验讲义,在已开出的综合性、设计性实验项目的基础上,增加研究性内容,开出研究性实验.编写了《土木工程材料综合性、设计性、创新性实验指导书》,目前已开出两个综合性、设计性与研究性实验项目：普通混凝土绿色高性能化配合比设计实验、新型绿色建筑砂浆配合比设计实验.其实验学时占总学时的比例达到40%.在指导研究性实验项目《普通混凝土绿色高性能化配合比设计实验》、《新型绿色建筑砂浆配合比设计实验》时,采用的方法是：将学生分为2人一组,分别研究探讨所设计的不同强度等级、不同水胶比的混凝土或砂浆中掺入不同比例的矿渣粉、粉煤灰取代不同量的水泥时对其强度的影响规律.每个小组的实验参数都不一样,最后把实验结果进行汇总,实验数据共享,进行分析研究,据此写出研究性实验报告,有能力的学生还可写出试验研究小论文,如2008级土木工程专业的学生段邦政据此写出了一篇实验研究小论文.学生对某一问题进行了较为全面的试验研究,得到了进行科学研究的初步训练,还培养了团队合作精神,获益匪浅[2].
二、注重培养每个学生的动手能力、严谨认真的科学工作态度与作风
每学期根据实验教学大纲和实验教学内容改革的要求,精心设计实验教学方案,包括实验教学计划及进度表、实验课表等,减少实验小组每组人数,每个实验组由过去的4～5人缩小为2～3人,尽量保证每个学生都能动手操作,并加强实验的考勤与考核,尽量让每个学生都得到实验技能的训练.教师在实验过程中满腔热情地精心指导,要求每个学生都动手操作,对学生的实验以及实验报告严格要求.若实验结果达不到有关标准,要求学生认真分析原因,不得对试验数据进行修改,培养实事求是、严谨认真的科学工作态度与作风.实验教学的教学质量与效果达到优良,受到学校教学督导组的好评以及教务处的通报表彰.
三、加强工程师的基本训练,规范学生的《土木工程材料实验报告》
根据以往历届学生的实验报告的书写比较混乱、不规范的现象,编写了《土木工程材料实验报告》的规范格式与表格,对学生加强工程师的基本训练.经过几届学生使用,效果良好,学生的实验报告的质量有了较大的提高.
四、改革课程的考核与评价方法,全方位考核学生的能力
以往本课程的考核方法为期末考试成绩占80%,平时成绩占10%,实验成绩占10%.这种考核评价方法,考核方式不全面,实验成绩所占权重较小,学生的工程素养、科学素养与创新精神未得到很好的培养与训练.近几年对考核与评价方法进行了探索改革,课程成绩由作业、实验成绩、课程小论文及期末考试综合评定,其中作业占10%、实验占30%、课程论文占10%、期末考试占50%.课程考核加大了实验成绩权重,加强了工程师的基本训练,并增设课程小论文,培养学生的科学素养,全方位考核学生的能力,初步探讨建立符合人才培养目标的全方位能力发展的考核评价体系.增设课程小论文,是为了尝试初步培养学生的科学素养.课程小论文的选题如下：（1）对某一研究性实验的探索与分析.（2）对某一工程实际问题的研究.（3）对某一课题的文献综述.（4）对建筑材料学科前沿的某一问题的思考等.
五、课内与课外相结合,努力提高学生的研究创新能力
在课内实验教学之外,采取下列措施提高学生的研究创新能力.
1.实验室开放,鼓励大学生搞科研.如2008级土木工程专业段邦政的在教师指导下完成了科研项目《再生骨料对砂浆力学性能探索研究》,在学术期刊《粉煤灰综合利用》发表了论文《再生砂对砂浆的施工和易性及抗压强度的影响》,若干学生参加了教师的湖北省教育厅青年项目《轻质保水隔热屋顶绿化层的研究》等.
2.学生的毕业论文均采用研究性课题,提高其研究性学习的能力.如：2004级土木工程专业王晓阳的毕业论文《22.5级建筑砂浆新型胶凝材料的试验研究》,2006土木工程专业庙诗祥的毕业论文《全固体废弃物资源化利用的绿色建筑砂浆的研究》,2005级土木工程专业李济林的毕业论文《绝热材料与建筑节能》均获得湖北省大学生优秀学士学位论文奖.
3.给学生做学术讲座,提高学生的研究兴趣.近几年,每年给学生做专业学术讲座,提高学生的研究性、创新性学习能力,如：①建筑材料研究中的科学实验方法；②粉煤灰在土木工程中的应用技术研究简介；③解决建筑砂浆胶凝材料目前存在问题的技术途径；④低等级粉煤灰的活化处理与应用技术等.
4.土木工程施工实习中加强建筑材料的实习.在近几年的土木工程施工实习中,课程组都尽量派出任课教师参与协助,在实习中注重指导学生把建筑材料的理论知识与工程实际相结合,了解工程中使用的新材料与新技术,收到了良好的效果.
5.开展土木工程材料的实验技能培训和混凝土配合比实验比赛.为进一步提高学生的实验动手能力,培养专业技能,课外开展了土木工程材料的实验技能培训和混凝土配合比实验比赛,收到了很好的效果.