土木工程專業材料實驗課程優化創新的論文

土木工程專業材料實驗課程優化創新的論文范文

　　摘 要：實驗教學是土木工程材料課程重要的實踐教學環節。文章針對目前土木工程材料實驗教學現狀及存在的問題，從實驗內容方面提出了改革建議，旨在達到提高實驗教學質量從而培養創新型、高素質土木人才的目的。

　　關鍵詞:土木工程材料，實驗教學，改革創新。

　　土木工程材料是土建專業必修的一門重要專業基礎課，課程內容包含理論教學和實驗教學兩部分。 該課程在大學二年級下學期開設，土木工程材料實驗教學對于培養學生實踐動手能力、創造性思維、嚴謹科學態度和綜合素質有著重要作用，同時對于激發學生學習積極主動性和科研熱情也起著決定性作用。 目前，土木工程材料實驗課程是包含在理論課程中，學時較少，一般為 6 至 10 學時，同時實驗課內容繁多，涉及到水泥、砂、石、混凝土、砂漿、瀝青六個大項，因此要在這么短的學時內完成以上實驗內容幾乎不可能，教學效果也不理想。 不僅如此，實驗課內容也主要為驗證性實驗，學生在開始前已知道實驗結果，只需按照實驗教材或實驗指導書操作，缺乏探索性和挑戰性，因而學生學習熱情不高，不利于培養發現問題、思考問題和解決問題的能力。 此外，由于實驗設備有限且學生較多，多數情況下是多名學生分成一組參與實驗，這樣就存在一兩名學生操作設備，其余學生“旁觀”的現象，而實驗課考核的方式多以實驗報告為主，因此許多學生便相互抄寫實驗報告，使得實驗課“流于形式”，這對培養學生動手能力、創新思維和創新能力毫無裨益。 如何在學時少、實驗內容多的情況下提高土木工程材料實驗課程的有效性，達到培養高素質工程技術人才的目的是教育改革的一個重要課題，對此作者作了一些思考，從實驗內容改革方面提出如下建議。

　　1 改革與創新。

　　1.1 優化驗證性實驗，激發學生學習興趣。

　　如前所述，目前的土木工程材料實驗多以驗證性為主，內容和形式過于單一，學生學習興趣不高。然而， 一些驗證性實驗對于學生學習材料性能知識、掌握材料測試基本方法是有必要的，因此必須對現有驗證性實驗進行改革和創新，其中應注重兩個原則：一是把實驗的主動性交還給學生，二是注重激發學生的實驗興趣，提高學生主動學習的積極性。 例如，在進行“水泥膠砂強度”實驗時，可以選用新出廠和放置 3 個月且結塊的水泥，將學生分為兩大組分別進行實驗，大組內有若干小組進行相同實驗。 首先，學生具有好勝心，希望自己組比別人組的試塊強度大一些，這樣便保證了他們學習的主動性和積極性，會更加認真地做好每個實驗，并不斷反思試塊制作過程中存在的問題。 其次，使用不同水泥進行實驗的大組之間進行實驗結果的對比，發現后者水泥制作的膠砂試件強度低于前者水泥，這便能引導學生領會水泥的存放時間是影響水泥性能的重要因素。

　　1.2 增加綜合設計性實驗，培養學生動手能力。

　　為更好調動學生參與實驗課的積極性和培養學生綜合運用知識的能力，在該教學中可增加設計性和綜合性實驗。 如將水泥、砂、石、混凝土和砂漿實驗合并，作為 1 個“混凝土配合比設計實驗”，讓學生熟悉配合比設計全過程；為讓學生了解高性能混凝土不僅有高的強度， 而且有良好的和易性，可以增設“高性能混凝土和易性實驗”，通過該實驗學生能掌握高性能混凝土和易性的調節方式，熟知高效減水劑與活性礦物摻合料對高性能混凝土和易性的影響；為讓學生重視固廢的綜合利用以及新材料的研發，可以增加“活性礦物摻合料活性激發實驗”,讓學生掌握常用活性摻合料和激發劑的種類以及活性激發的基本原理，培養學生的環保意識。 這樣，不僅可以提高學生的學習興趣、實踐能力，而且讓學生懂得科學實驗的嚴謹性、復雜性、嚴密性，培養學生嚴肅、認真的科學態度，使全面素質教育在實驗中落到實處。

　　1.3 增加研究探索性實驗，激發學生創新熱情。

　　隨著科學技術的突飛猛進，各種新型材料也在不斷應用于土木工程中。 所以，在原來基本教學實驗的基礎上，可開發一些探索性實驗內容，如:廢棄混凝土的再生利用、透水性水泥混凝土的設計、新型水性防水材料， 混凝土緩凝劑對水泥性質影響、養護溫度對水泥性質影響、激發劑對粉煤灰活性的影響實驗等。 將以上實驗項目公示在學院教務或科研系統，供學生自由選擇，學生可不分專業、不分年級自由組合（一般 4 至 6 人），與實驗指導教師協商確定實驗時間并在課外進行相應實驗內容，盡可能發揮學生的學習自主性，教師只扮演“協助”的角色。 學生按照要求完成實驗,并寫出實驗報告或論文的，最終給予適當獎勵。此外，很多學生對本專業教師的科研項目感興趣，愿意投身到研究中。 針對此類情況，課題組教師結合相關新型材料研究及材料耐久性等問題積極申請學校每年一次的大學生科研訓練計劃項目，學院也進行立項，吸引對土木工程材料研究有興趣的學生參加到研究中。 這種方式可以讓學生更多了解認識材料的知識，同時培養學生創新精神和創新能力以及開展基礎研究的能力。

　　1.4 充分利用多媒體教學。

　　對于基本土木工程材料實驗，其中一個較為突出的問題就是許多實驗內容難以描述，再加上課程緊縮和設備有限，只能提供部分實驗項目由學生操作，那么如果通過多媒體演示亦可輔助達到其他難以操作的實驗目的。 多媒體實驗教學是圖像、圖片、文字、聲音與教師講解的有機結合，可以大幅度縮短實驗時間并拓展實驗空間，同時也能保證每個學生都能直觀地看清實驗操作。 此外，運用多媒體教學也可以擴展實驗內容，拓展學生視野，讓學生及時接觸到無法在課堂完成而在實際工程又常用的先進實驗測試技術和新型材料。

　　多媒體實驗課件的形式有很多， 可由 Power-Point 軟件制作的多張幻燈片組成，可使用通用繪圖軟件繪制各種說明圖、示意圖等圖形，可使用 FlashMX 軟件制作出逼真的演示動畫，可利用 Photoshop處理現場拍攝或從因特網下載的圖片為課件制作提供二維素材， 可使用 3D Max 制作出逼真的三維素材。 此外，多媒體實驗課件中最重要的一環便是動畫設計，其中圖像的采集可使用數碼相機拍攝土木工程材料實驗操作的全過程， 隨后采用 GIF 和Flash 軟件來制作動畫。

　　利用多媒體技術進行土木工程材料實驗教學，使實驗課變得生動、形象，既方便了老師的教學，又增加了學生們學習的興趣。

　　2 結語。

　　土木工程材料實驗課是學生直觀認識建筑材料、了解材料性能及質量控制的重要途徑，也是培養學生動手能力和創新能力的重要手段。 改革并創新土木工程材料實驗教學對于培養創新型、高素質的土木人才具有重要意義。

　　參考文獻:

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　　[2] 陳捷.建筑裝飾材料中多媒體課件的應用實例及思考[J].福建建筑高等專科學校,2001,3:147- 149.

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