- 相關(guān)推薦
土木工程專業(yè)實踐教學(xué)模式探索論文
【摘要】為了響應(yīng)教育部提出的地方本科院校盡快實現(xiàn)向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型的要求，以提高學(xué)生的工程實踐能力和獨立思考能力，積極進(jìn)行土木工程專業(yè)綜合性、設(shè)計性試驗教學(xué)模式改革具有十分重要的意義。本文結(jié)合具體課程，提出了幾點進(jìn)行試驗教學(xué)改革的方法，并在湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院土木工程專業(yè)試驗教學(xué)中進(jìn)行了相關(guān)實踐，取得了較為顯著的效果。
【關(guān)鍵詞】地方本科院校轉(zhuǎn)型；土木工程試驗；綜合性試驗；設(shè)計型試驗；結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.引言
土木工程專業(yè)作為一門實踐性特別強(qiáng)的專業(yè)，主要任務(wù)是向社會輸送合格的建筑施工、設(shè)計、管理等相關(guān)方面人才。這要求本專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生除了具有較為系統(tǒng)的專業(yè)有關(guān)理論知識，還應(yīng)具有較強(qiáng)的工程實踐能力和獨立思考、解決問題的能力。土木工程試驗作為本專業(yè)實踐課的一個重要環(huán)節(jié)，如何改革以更適應(yīng)轉(zhuǎn)型的需要，是一個需要持續(xù)探索，并在教學(xué)實踐中逐步完善的問題。
2.傳統(tǒng)實踐環(huán)節(jié)存在的問題
在過去的土木工程專業(yè)本科教學(xué)中，要培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力主要依靠兩個方面：一方面是依靠在四個學(xué)年中穿插與理論課程進(jìn)度相配合的實習(xí)環(huán)節(jié)；另一方面則是依靠與理論課程相關(guān)穿插在相應(yīng)課程中的試驗教學(xué)環(huán)節(jié)。實習(xí)環(huán)節(jié)相對試驗環(huán)節(jié)而言，時間安排較為集中，持續(xù)較長，在各階段實習(xí)中，若能對學(xué)生給予正確引導(dǎo)，學(xué)生的專業(yè)能力可以得到很好的提高。在這些實習(xí)之中，認(rèn)識實習(xí)安排在第一學(xué)年末，主要是在老師的帶領(lǐng)下參觀在建和已建建筑，使學(xué)生對本專業(yè)有一個大概的了解。生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)分別安排在第三學(xué)年末和第四學(xué)年中期，此階段學(xué)生已經(jīng)學(xué)完本專業(yè)大部分理論課程學(xué)習(xí)，需深入現(xiàn)場在企業(yè)工作人員的指導(dǎo)下進(jìn)行學(xué)習(xí)，是將理論知識與工程實踐相聯(lián)系的重要環(huán)節(jié)。在過去的教學(xué)中，由于條件的限制，這兩項實習(xí)往往不能由老師親自帶領(lǐng)，只能通過口頭詢問學(xué)生及電話聯(lián)系企業(yè)實習(xí)負(fù)責(zé)人來監(jiān)管學(xué)生的實習(xí)情況，學(xué)生是否能認(rèn)真完成實習(xí)，很大一部分依靠自覺。此外，由于專業(yè)的特殊性，學(xué)生多去建筑工地進(jìn)行學(xué)習(xí)，存在著較大的安全隱患。因此這一環(huán)節(jié)雖然對提高學(xué)生的實踐能力有很大幫助，但在安排上還是有不少紕漏，需要進(jìn)一步完善。試驗環(huán)節(jié)則是分散在土木工程各門課程之中，通過此環(huán)節(jié)，學(xué)生可以加深對所學(xué)課程的理解，實踐能力也可以在一定程度上得到提高。然而目前傳統(tǒng)試驗課程普遍具有設(shè)置較為零散，以演示試驗為主，缺乏一定創(chuàng)新的缺點。如何使該環(huán)節(jié)更具連貫性，并能更好培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，也是一個尚待解決的問題。針對以上兩個問題，可嘗試對土木工程專業(yè)試驗課環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，使其從傳統(tǒng)模式向綜合性、設(shè)計性試驗教學(xué)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，嘗試將土木工程專業(yè)中零散的試驗結(jié)合成為一個整體。通過這類改革，不僅可以讓學(xué)生對所學(xué)理論知識有一個系統(tǒng)的認(rèn)識，也可以借由室內(nèi)試驗?zāi)M施工環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在校內(nèi)就能對各工藝環(huán)節(jié)有一定的了解，在未來學(xué)習(xí)階段的實習(xí)實踐中更快上手，學(xué)習(xí)熱情得到提高。
3.綜合性試驗教學(xué)模式探索與實踐
針對目前土木工程專業(yè)實踐課設(shè)置較為零散這一問題，考慮設(shè)置綜合性試驗教學(xué)環(huán)節(jié)。所謂的綜合性試驗，是指相對于單項試驗而言的，一般是指運(yùn)用并發(fā)掘某一課程或相關(guān)課程的綜合知識、實驗原理和實驗技術(shù)，所進(jìn)行的一種復(fù)雜程度較高的教學(xué)實驗[2]。綜合性包括兩個方面：一方面是縱向綜合，將一門課程中所涉及的試驗聯(lián)系起來，與工程實踐掛鉤，以改變傳統(tǒng)試驗教學(xué)中僅進(jìn)行理論演示而與工程實踐無關(guān)，實踐性不強(qiáng)的弊端；另一方面是橫向綜合，將不同學(xué)科間的試驗課程整合起來，使彼此之間形成一個互相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)，讓學(xué)生對土木工程所涉及的各理論課程有一個系統(tǒng)的認(rèn)識，并將所學(xué)理論知識串聯(lián)起來，熟練應(yīng)用到實踐過程中去。
3.1縱向綜合性試驗教學(xué)模式探索與實踐
縱向綜合性試驗教學(xué)模式是指將單個學(xué)科中各零散試驗進(jìn)行綜合，形成一項有實踐意義的綜合性試驗。以《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》學(xué)科所涉及的試驗為例，傳統(tǒng)的土工試驗采用分散教學(xué)的方法，一般分散在理論教學(xué)過程中，內(nèi)容主要包括密度、含水率、液塑限測定、壓縮、直剪試驗等，一般為8個學(xué)時[3]。傳統(tǒng)的理論教學(xué)內(nèi)容有限且分散，由于學(xué)生人數(shù)較多，指導(dǎo)教師也相對不足，學(xué)生參與的積極性不太高，教學(xué)效果并不太理想。針對上述情況，可采取集中時間開展綜合性試驗的方法，避免土工試驗分散的影響。土工試驗中的擊實試驗就是一個很好的綜合性試驗范例，擊實試驗是用錘擊實土樣以了解土的壓實特性的一種方法，在工程中主要用來檢測填土的壓實質(zhì)量。在試驗時，首先需去施工現(xiàn)場取樣，然后將土樣烘干，碾碎，過篩。之后根據(jù)液塑限試驗測得的土樣液塑限摻入一定量的水制成擾動土樣。將土樣分層裝入擊實筒中，分層錘擊，測定土的干密度與含水量，計算最大干密度和相應(yīng)最佳含水量。可見此一項綜合性試驗中包含了傳統(tǒng)土力學(xué)試驗中的密度、含水率和液塑限測定，且具有明確的工程意義。在實踐操作中，由于此項試驗所需時間較長，所需試驗儀器擊實儀也不是常規(guī)本科土工試驗儀器，實驗室配備很少。因此，目前僅挑選一個班級作為試點班級，將該班級劃分為若干組，每組8人左右。在試驗中，先由組員去現(xiàn)場取土，用環(huán)刀法測其天然密度，烘干法測其含水率，并由公式計算其干密度。然后通過液塑限聯(lián)合測定儀測得土樣的液限和塑限，根據(jù)所測液塑限，加入適量水配置成擾動土樣進(jìn)行擊實試驗，用烘干法測擊實后土樣的干密度，并計算其壓實度，根據(jù)規(guī)范要求評價所取土樣的壓實質(zhì)量并提交完整的試驗成果總結(jié)。通過學(xué)生在試驗課程中的表現(xiàn)和提交的試驗報告可以發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行此類與工程實踐密切相關(guān)的綜合性試驗時，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情普遍得到了提高，大部分都能積極參與并在老師的指導(dǎo)下完成試驗。進(jìn)行此類綜合性試驗可以從根本上改變過去所做演示試驗與工程實踐完全脫節(jié)，學(xué)生并不能很好理解試驗的實踐意義因此熱情不高的缺陷。
3.2橫向綜合性試驗教學(xué)模式探索與實踐
橫向綜合性試驗教學(xué)模式是指在土木工程專業(yè)中各學(xué)科試驗之間進(jìn)行綜合，形成一項有實踐意義的綜合性試驗。目前土木工程專業(yè)試驗教學(xué)內(nèi)容主要包括土木工程材料試驗、材料力學(xué)試驗、流體力學(xué)試驗、巖土力學(xué)試驗、地基基礎(chǔ)實驗及混凝土結(jié)構(gòu)試驗等試驗教學(xué)內(nèi)容[4]。在傳統(tǒng)的試驗課教學(xué)中，這些學(xué)科試驗彼此獨立在各理論課程之中，互相之間沒有聯(lián)系。考慮將這些零散的存在于各學(xué)科之間的試驗整合到一起，形成一個規(guī)模較大的綜合性試驗，以便于學(xué)生理解和梳理學(xué)科知識，形成較為完整的知識網(wǎng)絡(luò)體系�，F(xiàn)嘗試將《土木工程材料》、《材料力學(xué)》、《混凝土結(jié)構(gòu)》三門試驗課程中相關(guān)試驗進(jìn)行綜合�！锻聊竟こ滩牧稀吩囼炚n程中的混凝土配合試驗，在傳統(tǒng)試驗教學(xué)模式中，由指導(dǎo)老師給定骨料最大粒徑、混凝土的強(qiáng)度等級和稠度，由學(xué)生進(jìn)行原材料性能測試、混凝土配合比設(shè)計、配合比試驗驗證和調(diào)整等[5]。在《材料力學(xué)試驗》中的鋼筋拉伸試驗，則是由學(xué)生通過鋼筋的拉伸繪出拉伸曲線，測得所測鋼筋的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、拉應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系�？蓪⒋藘蓚�試驗結(jié)合起來，由學(xué)生自己按不同的配合比配制不同強(qiáng)度的混凝土，支模板澆筑混凝土梁，并根據(jù)測得的鋼筋強(qiáng)度，在混凝土梁中配置鋼筋，按規(guī)范要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。此養(yǎng)護(hù)成型的鋼筋混凝土梁即可成為《混凝土結(jié)構(gòu)》中的梁強(qiáng)度試驗試樣。對梁加載，由于混凝土強(qiáng)度不同，鋼筋配置情況也有差異，因此鋼筋混凝土梁會出現(xiàn)少筋破壞、適筋破壞和超筋破壞三種不同的破壞形式。讓學(xué)生觀察這三種不同破壞形式之間的區(qū)別并分析出現(xiàn)不同破壞形式的原因。由于鋼筋由學(xué)生自行選擇，混凝土由學(xué)生配制，鋼筋混凝土梁也由學(xué)生澆筑振搗，因此對于破壞的不同形式及造成不同形式破壞的原因?qū)W生會有更好的了解，對所學(xué)內(nèi)容的映像也會更加深刻。但是該綜合性試驗所涉及的課程不在一個學(xué)期開設(shè)，因此時間跨度較長，且需要不同科目老師之間的相互配合，實踐起來有一定難度。另外存放已澆筑養(yǎng)護(hù)成型的鋼筋混凝土梁所需要的場地也較多，尚不具備較好的實踐條件。目前僅有此設(shè)想，還未在教學(xué)中得以實踐，該方案是否可行并取得較好的教學(xué)效果，還有待進(jìn)一步實踐，并在實踐中探索以不斷完善此方案。
4.設(shè)計性試驗教學(xué)模式探索與實踐
目前，在湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院土木系中，最能體現(xiàn)設(shè)計性試驗教學(xué)模式思想的是每年舉辦的結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽。大賽分為專業(yè)組和興趣組，興趣組由未受系統(tǒng)力學(xué)訓(xùn)練的一、二年級學(xué)生參加，多注重外觀設(shè)計，對結(jié)構(gòu)的合理性要求不高；專業(yè)組則是由學(xué)過系統(tǒng)力學(xué)知識的大三、大四學(xué)生參與，用指定的材料如竹皮紙、牛皮紙、膠水等設(shè)計結(jié)構(gòu)并制作模型，對模型進(jìn)行加載，按模型的荷質(zhì)比和變形情況進(jìn)行評分。在已舉辦的幾屆比賽中，每屆都不乏結(jié)構(gòu)合理、構(gòu)思新穎的佳作。這樣既是比賽，也是試驗的過程，能夠極大調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新精神，并將所學(xué)知識充分調(diào)動，真正做到融會貫通，學(xué)以致用。除此之外，考慮到目前國內(nèi)外院校土木工程專業(yè)課程多以多媒體教學(xué)為主[6]，還可采用數(shù)值模擬試驗的方式[7]，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計等理論課程時，在課外使用PKPM、ANSYS、ABAOUS等數(shù)值計算軟件對所學(xué)理論知識的推導(dǎo)過程進(jìn)行模擬實現(xiàn)，以加深學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的了解，并在學(xué)習(xí)這些常見結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件、數(shù)值計算軟件及相關(guān)的簡單建模應(yīng)用中，能力進(jìn)一步得到鍛煉，與未來的工作內(nèi)容直接接軌。
結(jié)語
教育部要求地方本科院校盡快實現(xiàn)向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型，為了達(dá)到這個要求，各專業(yè)各學(xué)科都應(yīng)積極改革，以提高學(xué)生的實踐能力，培養(yǎng)高水平的技能型人才。傳統(tǒng)的試驗教學(xué)模式必然會逐步向綜合性、設(shè)計性教學(xué)模式轉(zhuǎn)變。本文中所提及的綜合性、設(shè)計性試驗，有些已經(jīng)得到了實施并取得了較為理想的成果；有些則需待條件更為成熟，逐步在教學(xué)中得以實現(xiàn)和完善。
參考文獻(xiàn)：
[1]趙磊.地方本科院校轉(zhuǎn)型背景下的土木工程材料課程改革[J].新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報.2015,32(11):74-76.
[2]黃敏,代兵權(quán),胡小弟.土木工程專業(yè)綜合性、設(shè)計性實驗教學(xué)改革的思考與探索[J].內(nèi)江科技.2011,11:71-81.
[3]何俊,陶高粱,莊心善.土木工程專業(yè)學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)—以土的滲透特性綜合性試驗教學(xué)為例[J].湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報（人文社會科學(xué)版）.2015,12(4):194-204.
[4]祝彥知,程楠.土木工程專業(yè)綜合性設(shè)計性實驗教學(xué)模式探討與實踐[J].中國電力教育.2014,5：174-175.
[5]楊醫(yī)博,梁松.土木工程材料課程設(shè)計性實驗與綜合性實驗研究[J].土木建筑教育改革理論與實踐.2009,11:274-278.
[6]羅亦軍,左為恒.必由之路——計算機(jī)輔助教學(xué)[J].高等建筑教育[J].2004,(4):84-86.
[7]楊勇,郭子雄.數(shù)值模擬試驗在土木工程專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].高等建筑教育.2005,14(3):65-67.
【土木工程專業(yè)實踐教學(xué)模式探索論文】相關(guān)文章：
地方高校土木工程專業(yè)實踐教學(xué)模式探討03-12
課堂教學(xué)中開展問題教學(xué)模式的探索與實踐11-23
理工科專業(yè)畢業(yè)實踐教學(xué)實施模式改革論文11-14
高等數(shù)學(xué)教學(xué)與專業(yè)結(jié)合模式的初步探索03-01
略談計算機(jī)教學(xué)中實踐教學(xué)模式的探索與嘗試11-16
關(guān)于工學(xué)結(jié)合模式下高職鋼琴教學(xué)的實踐與探索03-16