實驗教學(xué)改革下工程材料論文
第一篇
一、實驗教學(xué)改革的設(shè)想與實踐
為了提高實驗教學(xué)效果，從《土木工程材料》課程實驗教學(xué)的內(nèi)容、方法與手段、考核機制及長效措施等方面進行探討，提出新的實驗教學(xué)模式，在課時少、教學(xué)內(nèi)容多的情況下加入設(shè)計、綜合性實驗內(nèi)容，提高學(xué)生實驗技能、動手能力，鍛煉創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。
�。ㄒ唬⿲嶒灲虒W(xué)內(nèi)容優(yōu)化
《土木工程材料》課程實驗改革應(yīng)遵循以學(xué)生為主導(dǎo)的原則，實現(xiàn)通過實驗教學(xué)培養(yǎng)和提高學(xué)生解決實際問題能力和創(chuàng)新能力的教學(xué)目標(biāo)，注重“知識、能力、素質(zhì)”的協(xié)調(diào)發(fā)展。然而，當(dāng)前《土木工程材料》課程課時普遍減少，大幅度提高實驗教學(xué)課時難以實現(xiàn)。在此情況下，我們對實驗教學(xué)內(nèi)容重新梳理，把原有的一些驗證型實驗項目整合到設(shè)計、綜合型實驗中；同時將實驗教學(xué)按實驗項目分為基本實驗、開放創(chuàng)新實驗兩個層面�；緦嶒瀮�(nèi)容對應(yīng)為教學(xué)大綱范圍，以驗證型實驗、設(shè)計型為主，設(shè)有少量綜合型實驗是課程學(xué)習(xí)的基本要求，為每位學(xué)生必選項目；開放創(chuàng)新實驗主要體現(xiàn)為課程重點或難點的綜合運用，或相關(guān)領(lǐng)域熱點，也可以是與工程背景密切相關(guān)的內(nèi)容，以綜合、創(chuàng)新為特點，此層次實驗內(nèi)容為選修項目，適合學(xué)有余力，且有興趣的學(xué)生，基本實驗及開放創(chuàng)新實驗
�。ǘ⿲嶒灲虒W(xué)方法與手段改革
為了提高《土木工程材料》課程實驗教學(xué)效果，針對不同實驗內(nèi)容及層面，采用多種教學(xué)方法，即：演示教學(xué)方法、討論式互動教學(xué)方法、任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法、集中教學(xué)與個別指導(dǎo)相結(jié)合，以及開放式教學(xué)方法。第一層面基本實驗中驗證型項目主要采用課堂與視頻錄像的演示教學(xué)方法，設(shè)計、綜合型項目采用討論式互動教學(xué)方法與任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法；第二層面開放創(chuàng)新實驗采用開放式教學(xué)方法、集中教學(xué)與個別指導(dǎo)相結(jié)合的教學(xué)方法。此外，第一層面基本實驗安排在課堂上完成，對于第二層面開放創(chuàng)新實驗可以結(jié)合大學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動計劃、挑戰(zhàn)杯競賽項目、大學(xué)生暑期社會實踐、或教師科研項目在優(yōu)秀生培養(yǎng)平臺（大學(xué)生創(chuàng)新實驗室）利用課余時間完成。討論互動形式除安排在課堂上也可以安排在網(wǎng)絡(luò)平臺上。為了適應(yīng)卓越計劃培養(yǎng)目標(biāo)及實驗教學(xué)內(nèi)容，在實驗教學(xué)手段上進行革新。推進課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的手段。為此，我們及時編寫出的各類實驗指導(dǎo)書、實驗案例、視頻錄像及模擬仿真實驗等上傳到課程網(wǎng)站，這樣既可以使實驗在有限時間內(nèi)完成，實現(xiàn)教學(xué)目的，又可調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高了課堂教學(xué)效率�？紤]到適合卓越計劃的實驗指導(dǎo)書應(yīng)體現(xiàn)學(xué)生為實驗主體，教師為實驗的參與者與指導(dǎo)者，因此擯棄以往事無巨細，詳細羅列每一實驗步驟的做法，轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬用鏉u進探究式做法。對于驗證性實驗項目，指導(dǎo)書給出實驗題目與目的、儀器設(shè)備、注意事項、提示與引導(dǎo)；設(shè)計、綜合性實驗項目，則給出案例、需要滿足的工程指標(biāo)，并列舉工程上常用的技術(shù)途徑供參考、可選用的儀器設(shè)備，如：針對當(dāng)前集料的多元化問題，開展集料設(shè)計的命題，以機制砂、細砂，設(shè)計出符合要求的中砂；并給出常用的技術(shù)途徑：
�。�1）最緊密堆積原理；
�。�2）累計篩余百分率。
�。ㄈ⿲嶒灴己藱C制的改革
“卓越培養(yǎng)計劃”下土木工程材料實驗課程需增加設(shè)計、綜合型的比例，并開設(shè)開放創(chuàng)新實驗，然而此類實驗不能簡單的以實驗報告是否撰寫、實驗結(jié)果是否正確為考核標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)該綜合考慮實驗全過程中學(xué)生的動手能力、知識綜合及創(chuàng)新能力，傳統(tǒng)的.考核方法難以滿足要求，需建立全方位、多層面的考核機制，以確保評價結(jié)果可全面、準(zhǔn)確地衡量學(xué)生的綜合素質(zhì)。
1.師生考核、企業(yè)評價相結(jié)合的模式為了體現(xiàn)考核的客觀、公平性，將傳統(tǒng)的教師考核方式轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒己恕⑵髽I(yè)評價相結(jié)合的模式。對于第一層面基本實驗采用師生考核的方式，第二層面開放創(chuàng)新性實驗采用企業(yè)評價的方式，其中，師生考核方式為，學(xué)生以小組為單位對實驗態(tài)度、實驗過程進行自評和互評，實驗結(jié)果則由教師考評。這樣可達到學(xué)生的自我反饋、自我監(jiān)控和自我調(diào)整的目的，促進了學(xué)生的自律性管理和創(chuàng)新能力提升；同時，教師通過對考核結(jié)果進行經(jīng)驗總結(jié)，修訂改進實驗教學(xué)內(nèi)容、方法與考核機制。企業(yè)評價是對其實驗成果的實用性、創(chuàng)新性進行評價，能夠促進實驗與科研、與企業(yè)需求相結(jié)合。
2.從實驗后單一的實驗報告評價轉(zhuǎn)變到過程性、成果多樣性考核評價過程性考核評價重視學(xué)生課前、課間、課后的學(xué)習(xí)過程，重視學(xué)生的實驗態(tài)度和方法，強調(diào)學(xué)生在親身參與實驗活動中發(fā)現(xiàn)問題、表達問題和解決問題的能力培養(yǎng)和探索創(chuàng)新。成果多樣性考核是重視學(xué)生的個性發(fā)展，其成果從單一的實驗報告轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄻邮�，如：結(jié)題報告、調(diào)研報告及論文。這樣的考核方式使得學(xué)生實驗前要積極地檢索資料，設(shè)計實驗方案，實驗課上實施操作，實驗后對實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果進行科學(xué)分析，完成和提交實驗成果。整個實驗過程中學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)體現(xiàn)在是否主動思考、積極探索、主動面對問題、尋求問題的解決等自主學(xué)習(xí)方面；遇見持有不同意見時能否主動與他人進行交流，能否與他人相互協(xié)作完成實驗。新的考核機制側(cè)重于反映學(xué)生自學(xué)能力、工作態(tài)度、動手能力、科學(xué)研究能力和創(chuàng)新能力。為了讓學(xué)生能撰寫出屬于自己的實驗成果，強調(diào)實驗記錄的清晰、完整、真實和原始性，數(shù)據(jù)分析過程的清楚、合理。凡發(fā)現(xiàn)有抄襲現(xiàn)象，抄襲與被抄襲者發(fā)回重寫，并對期末總成績做相應(yīng)折扣；缺做實驗或無成果提交的學(xué)生不能參加該課程考試。
�。ㄋ模⿲嶒灲虒W(xué)長效措施
1.經(jīng)費來源與相關(guān)配套政策第二層面開放創(chuàng)新性實驗項目所用材料、儀器運轉(zhuǎn)及維修等經(jīng)費開支，都應(yīng)進行相應(yīng)配套與完善，以形成長效機制�？赏ㄟ^申請國家、省及校級大學(xué)生課外科技創(chuàng)新項目、暑期社會實踐項目、各類競賽項目、教師科研項目等多渠道獲取經(jīng)費支持。據(jù)統(tǒng)計，2010~2012年，優(yōu)秀生培養(yǎng)平臺（大學(xué)生創(chuàng)新實驗室）共承擔(dān)了國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目1項、浙江省大學(xué)生課外科技創(chuàng)新項目6項、校大學(xué)生科研項目2項、校重點暑期社會實踐團隊2項、浙江省挑戰(zhàn)杯競賽項目3項，以及教師科研項目多項（省部級課題2項、廳市局課題2項，橫向課題3項）。
2.健全實驗室各項保障機制健全實驗室各項保障機制，包括條件保障、激勵約束機制和監(jiān)督機制等。條件保障方面，于2010年成立了優(yōu)秀生培養(yǎng)平臺（大學(xué)生創(chuàng)新實驗室），完善實驗室儀器設(shè)備等硬件設(shè)施，2010~2012年，實驗室投入了近100萬對儀器設(shè)備進行更新和補充，基本建成可進行建筑材料的成型、養(yǎng)護、宏觀性能測試等實驗條件，完全滿足表1、表2所列項目。激勵約束制度方面，制定和完善了相關(guān)管理制度，如：對于參與創(chuàng)新性實驗的學(xué)生在綜合測評、獎學(xué)金及預(yù)備黨員評選時適當(dāng)加分，指導(dǎo)教師職稱評比優(yōu)先推薦，課外指導(dǎo)學(xué)生按一定課時獎勵等。不僅吸引學(xué)生參與第二層面開放創(chuàng)新實驗、還鼓勵教師參與該層面的實驗教學(xué)。
3.加強實驗教學(xué)隊伍建設(shè)《土木工程材料》課程實驗教學(xué)采用團隊教學(xué)模式，即：通過相關(guān)政策與制度，吸引廣大教師積極參與到實驗室建設(shè)和實驗教學(xué)中來，同時吸收高年級的學(xué)生加入團隊，以引導(dǎo)低年級學(xué)生，并對一些危險性小的試驗項目進行指導(dǎo)。最終建立一支結(jié)構(gòu)合理、愛崗敬業(yè)、團結(jié)協(xié)作、教學(xué)效果良好的穩(wěn)定團隊。
二、實驗教學(xué)改革的效果
經(jīng)過3年來的實驗教學(xué)改革，取得的效果主要體現(xiàn)在以下幾點：
�。�1）提高了學(xué)生的實驗技能，加深知識理解，擴展知識體系。學(xué)生根據(jù)第二層面開放創(chuàng)新實驗項目和要求，通過查閱相關(guān)資料，設(shè)計與開展實驗，在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下獨立解釋實驗現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)與撰寫試驗報告或結(jié)題報告，進而加深了材料組成、結(jié)構(gòu)、性能與制備（選擇）的理解與掌握。
�。�2）通過采取各種激勵和條件保障措施，形成了學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)的氛圍，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新熱情，開放創(chuàng)新實驗的參與率達52%，取得較好效果。如：2010~2013年，獲得全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽二等獎1項，浙江省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽一等獎2項、最佳創(chuàng)意獎各1項，浙江省挑戰(zhàn)杯二等獎2項、全國挑戰(zhàn)杯三等獎1項；獲國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目1項，浙江省大學(xué)生課外科技創(chuàng)新項目近10項；學(xué)生發(fā)表論文10篇。
作者：溫小棟 車金如 殷順湖 馮蕾 蔡偉 單位：寧波工程學(xué)院
第二篇
1實驗教學(xué)改革內(nèi)容
�。�1）實驗教學(xué)改革教學(xué)模式；突出強調(diào)以學(xué)生為主體，獨立完成實驗，發(fā)揮學(xué)生的主體能動性
�、僖�?qū)W生學(xué)習(xí)能力參差不齊，在改革初期，可嘗試讓學(xué)生自由選擇是做綜合性、設(shè)計性實驗還是常規(guī)實驗，給有能力的學(xué)生一定的發(fā)揮空間，效果好可推廣到全部學(xué)生；
�、趯嶒灢牧系倪x擇。學(xué)生可用老師指定的材料，也可選擇自己感興趣或?qū)嶋H學(xué)習(xí)生活中接觸的材料進行實驗。這樣提高了學(xué)生對實驗內(nèi)容的興趣，且讓學(xué)生感覺到實驗的實用性，而不是對一個毫不相干的零件或材料進行測量；
�、蹠r間自由。實驗室開放后，學(xué)生在做足充分的準(zhǔn)備工作后，在人數(shù)允許的情況下，預(yù)約實驗時間，而不是按規(guī)定批次進行實驗。第一次實驗不成功或者對結(jié)果不滿意可以重復(fù)進行，沒有時間限制。
�。�2）教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的實驗教學(xué)改革———強化實驗的綜合性和設(shè)計性
實驗內(nèi)容更新，滿足就業(yè)需求，增加綜合性、設(shè)計性實驗。具體為首先學(xué)生從多個不同的任務(wù)書中任選一份，然后運用理論課所學(xué)的知識結(jié)合自行查閱資料選擇合適的材料，設(shè)計加工流程，制定合理的熱處理工藝規(guī)范，并要求學(xué)生親自獨立完成熱處理操作、硬度檢測、金相試樣制備、組織觀察與分析等過程。這種綜合性實驗教學(xué)模式可提高學(xué)生應(yīng)用知識的能力，激發(fā)學(xué)生的求知欲、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
�。�3）實驗室建設(shè)
實驗室是實驗教學(xué)改革的具體場所，實驗改革的實施應(yīng)該與實驗室建設(shè)同步進行。具體為：
�、賻熧Y方面：開設(shè)綜合性設(shè)計性實驗必須要有高層次綜合性人才的師資隊伍，應(yīng)具備教學(xué)、實驗、科研的綜合經(jīng)驗。解決這一問題一是可通過引進高層次人才到實驗室工作；二是對現(xiàn)有的師資隊伍進行培養(yǎng)以提高綜合素質(zhì)；三是提高實驗室工作人員的待遇保證師資隊伍的穩(wěn)定性及高水平性。通過多種方式滿足綜合性設(shè)計性實驗對師資隊伍高標(biāo)準(zhǔn)的要求。
�、谠O(shè)備條件：改革是為學(xué)生創(chuàng)造更好的實驗教學(xué)條件，給學(xué)生創(chuàng)造更多動手操作的機會，因此必須加強實驗室設(shè)備條件的建設(shè)。一是必須增加設(shè)備臺套數(shù)，保證每個學(xué)生有親自動手操作的機會；二是學(xué)生自己動手實驗的機會增加，因此設(shè)備的可靠性、性能、規(guī)格必須更高；三是緊跟社會發(fā)展，及時更新設(shè)備，讓學(xué)生了解到本學(xué)科的前沿。
（4）網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)
�、倬C合性設(shè)計性實驗首先是學(xué)生選擇題目，預(yù)約時間等，這些可以都可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)；
�、趯嶒炇沂蔷C合性設(shè)計性實驗的實施場所，因此要求實驗室必須實行開放。因為整個實驗過程時間長，且以學(xué)生為主體，老師為輔助的方式進行。因此可在實驗室增設(shè)現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，比如增加投影儀。學(xué)生可自行查閱與實驗相關(guān)的資料，比如開放性實驗的管理規(guī)定，實驗任務(wù)書，鐵碳合金金相電子圖，硬度測量的換算表，各類儀器的結(jié)構(gòu)及操作要求和注意事項，老師的演示操作錄像等。
③學(xué)生在實驗室可通過網(wǎng)絡(luò)顯微互動實驗設(shè)備儀器進行實驗數(shù)據(jù)或照片采集、存儲和粘帖至電子文檔實驗報告中，同時可把自己的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果進行對比等。最終形成電子文稿實驗報告提交給指導(dǎo)老師。中間也可與在線的其他同學(xué)或?qū)嶒灷蠋熃涣�，對比實驗結(jié)果，探討實驗過程所涉及到的問題等。
2總結(jié)
通過改革，培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力以及學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力。進一步實現(xiàn)理論基礎(chǔ)教學(xué)和應(yīng)用能力培養(yǎng)相結(jié)合；課程內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展相結(jié)合；實驗項目設(shè)置與工程問題相結(jié)合；實驗內(nèi)容與工程實踐所需的綜合性知識應(yīng)用相適應(yīng)，最終實現(xiàn)理論指導(dǎo)下的綜合創(chuàng)新。
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