土木工程專(zhuān)業(yè)結構實(shí)驗教學(xué)改革探索論文

　　土木工程專(zhuān)業(yè)是一門(mén)實(shí)踐性和應用性很強的學(xué)科，實(shí)驗教學(xué)在整個(gè)專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系中占有較大比重。結構實(shí)驗是實(shí)驗教學(xué)的重要組成。但從目前教學(xué)效果來(lái)看，一些學(xué)生走上工作崗位后，對工程常用的檢測儀器操作較為生疏；還有一些學(xué)生雖然理論計算功底扎實(shí)，但無(wú)法將其靈活運用于工程實(shí)踐，綜合分析問(wèn)題能力較弱。因此，本文對結構實(shí)驗課程教學(xué)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出一些改進(jìn)方法，使學(xué)生能夠積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗課程中，在實(shí)踐中鍛煉動(dòng)手能力，在動(dòng)手過(guò)程中培養獨立思考能力，最終提高學(xué)生的綜合實(shí)驗能力。

　　一、結構實(shí)驗課程概況

　　結構實(shí)驗是土木工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗的重要組成部分。反應了目前我校土木工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課程模塊設置情況。從中可以看出，結構實(shí)驗開(kāi)設時(shí)間較晚，總學(xué)時(shí)多，且與其相關(guān)的３門(mén)理論課均為土木工程專(zhuān)業(yè)的核心課程。目前共開(kāi)設８項結構實(shí)驗，其中混凝土３項，鋼結構２項，建筑結構檢測３項。從實(shí)驗開(kāi)展場(chǎng)地的分布情況來(lái)看，有７項在土木工程結構實(shí)驗室進(jìn)行，１項仿真模擬實(shí)驗在計算機房進(jìn)行。

　　二、結構實(shí)驗教學(xué)存在的主要問(wèn)題

　�。ㄒ唬┡c相關(guān)理論課程結合不夠緊密

　　結構實(shí)驗要求學(xué)生具有一定的力學(xué)理論計算和分析能力，這些能力的培養與理論課程的學(xué)習密切相關(guān)。但目前實(shí)驗課程與理論課在時(shí)間上銜接不夠緊密，實(shí)驗課程多半在理論課程結束之后才逐步開(kāi)設。而此時(shí)，學(xué)生往往對已學(xué)過(guò)的理論內容出現生疏和遺忘。另一方面，學(xué)期中后段學(xué)生理論課程的考試較多，部分學(xué)生因平常疏于學(xué)習，此時(shí)把大部分精力均放在考前突擊復習上，對于實(shí)驗課的學(xué)習態(tài)度不夠端正，以應付為主，自然很難提高自身的實(shí)踐能力。

　�。ǘ�）實(shí)驗類(lèi)型較為單一

　　現階段開(kāi)展的結構實(shí)驗多為驗證性實(shí)驗，學(xué)生多半按照指導書(shū)上已寫(xiě)好的實(shí)驗方法操作并驗證，缺少綜合性和創(chuàng )新性實(shí)驗項目。從教學(xué)效果上來(lái)看，有相當一部分學(xué)生僅熱衷于實(shí)驗數據的記錄，以數據是否相符作為實(shí)驗的唯一目的，實(shí)驗報告也只是機械完成，對于實(shí)驗的整個(gè)設計思路缺乏綜合分析和判斷。

　�。ㄈ�）教學(xué)手段不夠豐富

　　目前，結構實(shí)驗中開(kāi)設的仿真模擬實(shí)驗較有特色，該實(shí)驗利用計算機程序來(lái)模擬各類(lèi)工程結構物的加載過(guò)程，是土木工程專(zhuān)業(yè)多樣化實(shí)踐教學(xué)模式的一個(gè)組成部分。本套系統由我校教師研發(fā)，在實(shí)際教學(xué)中收到了很好的效果。但結構實(shí)驗其它項目的教學(xué)手段還不夠豐富，一般多采用教師演示，學(xué)生分組仿做的傳統模式。教師講解時(shí)，往往針對某一臺儀器設備，由于受到視覺(jué)角度和場(chǎng)地的影響，難以保證每位學(xué)生的聽(tīng)課效果。這使得部分學(xué)生了解不深，實(shí)驗過(guò)程中上手較慢，積極性低，從而影響實(shí)驗教學(xué)效果。另一方面，教師雖然在課前要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗預習，并撰寫(xiě)實(shí)驗預習報告，但部分學(xué)生態(tài)度不夠端正，僅僅為了應付實(shí)驗，預習報告也只是摘抄實(shí)驗指導書(shū)，缺乏對所做實(shí)驗思考和理解。

　　三、改進(jìn)結構實(shí)驗教學(xué)的對策

　�。ㄒ唬┘訌娊Y構理論教學(xué)與實(shí)驗的關(guān)聯(lián)性

　　結構實(shí)驗課程應穿插在理論課程講解過(guò)程中進(jìn)行。實(shí)驗指導老師需要積極與理論教師溝通，了解相關(guān)理論課程的進(jìn)度和重難點(diǎn)講授情況，從而在實(shí)驗課程講解時(shí)能夠做到保證學(xué)生知識體系的連貫性。對于課時(shí)安排確實(shí)出現困難的情況，要求實(shí)驗教師在講解過(guò)程中注重理論課程的回顧，特別是一些理論課上的重難點(diǎn)。例如《混凝土結構設計原理》理論課中平截面假定，是結構理論計算的前提。因此實(shí)驗課程講解時(shí)，實(shí)驗教師應注重課程講解次序：首先回顧理論課上平截面假定的基本要點(diǎn)，其次講解實(shí)驗課中有關(guān)應變片測定的目的，最后介紹與具體實(shí)驗操作相關(guān)的應變片測定規程。

　�。ǘ�）豐富結構實(shí)驗課程的類(lèi)型

　�。保�增加認知性實(shí)驗。興趣是學(xué)生學(xué)習的重要動(dòng)力，認知性實(shí)驗的開(kāi)展有利于培養學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)習興趣，為后續深入學(xué)習專(zhuān)業(yè)知識打下基礎�？梢越M織土木專(zhuān)業(yè)新生在入學(xué)階段參觀(guān)結構實(shí)驗室，實(shí)驗教師通過(guò)介紹結構實(shí)驗室的基本布局和功能分區，演示ＭＴＳ三通道電液伺服儀、５００噸長(cháng)軸試驗機等大型結構試驗設備的加載過(guò)程，并與學(xué)生進(jìn)行問(wèn)答互動(dòng)，增加學(xué)生對土木結構實(shí)驗的感性認識，對學(xué)生大學(xué)期間的學(xué)習規劃提供幫助。

　�。玻�開(kāi)設綜合性和創(chuàng )新性實(shí)驗項目。結構實(shí)驗的特點(diǎn)在于許多實(shí)驗的依據并沒(méi)有詳盡的規范，試驗對象的尺寸和形狀也不固定，大到框架結構，小到節點(diǎn)均可以進(jìn)行實(shí)驗測試，不同對象實(shí)驗的方法和手段差別也很大。這給開(kāi)展綜合性和創(chuàng )新性實(shí)驗提供了空間。以鋼桁架加載實(shí)驗為例，按照綜合性實(shí)驗的模式，教師只提出實(shí)驗目的為測定桿件內力和撓度，讓學(xué)生根據已學(xué)過(guò)的理論知識，結合實(shí)驗室現有的設備，自主選擇加載方式、加載噸位和測試節點(diǎn)，繪制實(shí)驗設計圖示，并完成可行的實(shí)驗方案。實(shí)驗教師由講解員轉化為實(shí)驗參謀，這樣將學(xué)生被動(dòng)學(xué)習轉化為主動(dòng)學(xué)習，有利于培養學(xué)生創(chuàng )新能力和獨立思考問(wèn)題的水平。創(chuàng )新性實(shí)驗項目對學(xué)生的素質(zhì)能力要求更高，全面開(kāi)展難度較大，可挑選部分理論基礎扎實(shí)、動(dòng)手能力較強的學(xué)生作為選修實(shí)驗開(kāi)設。以鋼筋混凝土正截面破壞實(shí)驗為例，教師只給出極限承載力參考值，學(xué)生首先要通過(guò)計算確定鋼筋混凝土構件尺寸，自己動(dòng)手制作試件，并最終完成加載實(shí)驗，在整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生的自身設計能力和實(shí)驗創(chuàng )新能力都能夠得到有效鍛煉。

　�。ㄈ�）采用多樣化教學(xué)手段和方式

　�。保�豐富實(shí)驗指導書(shū)的內容�，F有的結構試驗指導書(shū)主要針對實(shí)驗目的、實(shí)驗方法和實(shí)驗步驟進(jìn)行講解，指導書(shū)的內容可以進(jìn)一步豐富。如將學(xué)生結構實(shí)驗用的ＤＨ３８１５靜態(tài)、ＤＨ５９３７動(dòng)態(tài)數據采集和分析軟件系統的具體操作說(shuō)明也編入指導書(shū)中，這樣有利于學(xué)生的課前預習，在實(shí)驗過(guò)程中也方便查找。還可以對實(shí)驗室的一些新型結構儀器和精密儀器的原理和使用方法進(jìn)行一些簡(jiǎn)單介紹，如科研實(shí)驗中使用的日本ＤＡ－ＴＡ靜態(tài)數據采集系統、全自動(dòng)數字式回彈儀等。這些內容的增加拓寬了學(xué)生的視野，提高了學(xué)生對結構檢測設備的認識。同時(shí)在實(shí)驗指導書(shū)中，可以開(kāi)設實(shí)驗預習思考題，在實(shí)驗課程前進(jìn)行提問(wèn)，將答題情況記入實(shí)驗分數，從而激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習的興趣。

　�。玻�利用視頻、動(dòng)畫(huà)和ＰＰＴ進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)。多媒體教學(xué)具有生動(dòng)形象、畫(huà)面連續和內容豐富等優(yōu)點(diǎn)，是理論課程教學(xué)的重要手段，結構實(shí)驗課程中也可以適當采用多媒體教學(xué)。如實(shí)驗課程講解中可以增加部分工程應用實(shí)例的視頻，以混凝土無(wú)損檢測實(shí)驗為例，可以播放一些在我國蘇通大橋，南京長(cháng)江四橋等大型橋梁結構中無(wú)損檢測的先進(jìn)工程實(shí)例，這樣能夠提高學(xué)生的實(shí)驗學(xué)習興趣，充分認識到結構實(shí)驗技術(shù)對工程質(zhì)量的重要意義。此外，對于部分操作復雜的結構實(shí)驗，也可以制作一些動(dòng)畫(huà)、ＰＰＴ和錄像，放在教學(xué)網(wǎng)站上，為學(xué)生預習實(shí)驗提供方便。

　�。常�開(kāi)設第二課堂，增加結構工程實(shí)踐的機會(huì )。結構實(shí)驗開(kāi)設的最終目的是培養學(xué)生對一般結構物工程性能的檢測能力，課堂不僅僅局限于實(shí)驗室，可以讓學(xué)生參加工程實(shí)際進(jìn)行鍛煉，如對學(xué)校內現有的一些舊房屋，舊橋梁進(jìn)行一般性的健康檢測，并撰寫(xiě)檢測實(shí)驗報告，從而培養學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。另一方面，也可以邀請地方知名結構檢測單位的工程師或專(zhuān)家前來(lái)學(xué)校開(kāi)展講座，拓寬學(xué)生的知識面。結構實(shí)驗是土木工程實(shí)驗教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節，實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量直接影響到學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力的培養，只有將結構實(shí)驗教學(xué)與理論知識相聯(lián)系，增加認知性、綜合性和創(chuàng )新性實(shí)驗項目，采用多媒體和第二課堂等多種教學(xué)手段和方式，才能夠取得良好的教學(xué)效果。

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