《建筑结构试验》实验教学内容的革新①

王建东

摘 要：建筑结构试验是土木工程专业中一门非常重要的实践性课程，其中开设的实验内容直接关系到课程的教学质量与效果。结合我校该课程所开设的实验项目，分析存在的不足，修改和增加部分内容，提炼出知识面更广、专业层次更深、更接近工程实际的实验内容，让该专业方向的学生通过各实验后，既能巩固理论知识，增强动手能力，又能掌握该专业方向较前沿的检测技术与方法，从而培养他们的创新能力和解决工程实际问题的能力，为今后走向工作岗位和进一步的深造打下坚实基础。

关键词：建筑结构试验 实验教学 革新 创新

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（b）-0175-02

当今社会已经进入知识经济的时代，知识经济时代对土木工程类专业人才的需求量在逐年增大。土木工程专业的实践教学是高校人才培养过程中的一个非常重要的环节，也是教育部《普通高等学校本科教学工作水平评估指标体系》中的一项重要评估指标。高校实验教学工作水平的高低，能直接体现学校的教学水平、科研水平、管理水平以及学生综合水平的一个重要标志[1]。此外，实践性教学也是培养本科生的科学思维、动手操作、解决问题和创新等能力的重要环节，其作用和功能是理论教学所无法替代的[2-4]。

建筑工程是土木工程大专业中最传统的专业方向，《建筑结构试验》又是该专业方向中的一门专业基础课程，是一门重要实践环节课程。该课程涉及理论面广、实践性强，其目的是通过学习建筑结构试验的基本理论、测试技术与试验方法，获取该专业领域所必需的试验基本技能，具备解决建筑结构设计和施工中所遇到的比较常规性的结构试验和检验能力。

1 实验教学内容现状与不足

1.1 教学内容和实验设备跟不上时代的步伐

传统的实验教学一般依附于理论教学，其实验内容各自独立，缺乏层次性、综合性和创新性[5-6]。实验仪器设备也依附于理论基础，往往由于实验内容做不到与时俱进，而实验仪器无法得到及时更新和替换，使得学生在高校的实验教学中学不到先进的试验方法和设备操作技能，最终导致高校和工程实际的严重脱节。

1.2 实验涉及内容不够全面

结合我校《建筑结构试验》课程，该课程是为建筑工程专业方向而开设的，是一门时数为16课时，纯实验内容的课程。实验主要以混凝土结构和钢结构为检测对象，而目前该课程只涉及动力试验和现场检测技术两个系列的知识，其实验内容比较传统，实验的先进性和工程性相对比较差。

1.3 实验内容先进性不够

虽然目前該课程开设的实验已经覆盖了混凝土和钢结构两大类，但内容是以动力和现场检测技术试验为主。结合目前工程实际和实验室现有的实验条件，我们还可以增加拟静力试验和现场无损检测技术中较为先进的检测手段，从专业深度、先进性和结合工程实际等方面来开设这些实验内容。这样既可以巩固之前所学《结构试验原理》课程的理论知识，还可以学到目前检测领域中层次较深的检测技能与设备使用方法，甚至可以为今后需要继续深造的同学开阔眼界，打下扎实的基础。

2 拟修改的实验内容与方案

结合结构实验室中现有的实验设备资源，在原有实验基础上，进过筛选、整合和增加一些新的实验内容，构建新的实验课程体系，该体系主要包括四个系列的实验内容，即基本的静力试验系列、结构动力试验系列、现场检测技术系列和远程（无线）测试系统。

2.1 基本静力试验系列

基本的静力试验主要分为单调静力试验和拟静力试验。单调静力加载试验是工程中最基本、最常见和量最大的试验。拟静力试验又称低周反复荷载试验，它是指对结构或构件施加多次往复循环作用的静力，使结构或构件受到正反两个方向的重复加载和卸载，用以模拟地震时结构或构件在往复振动中的受力特点和变形特点。由于该试验较为先进，设备比较复杂，价格也比较昂贵，因此，从某种意义上讲，该设备也能体现该专业领域的科研水平。

2.2 结构动力试验系列

动力试验是结构试验的重要内容之一，该试验是借以观察和研究结构或构件的基本动力特性，以及在各种环境下的动态稳定性和耐受能力，是验证动态性能和动力分析正确性的重要手段。动力试验一般分为自由振动法和强迫振动法，是通过振动来测出动力特性和动力反应等内容。

2.3 现场检测技术系列

现场检测技术主要是结构工程实际，为现场混凝土结构工程质量评定、混凝土结构功能性评估、砌体结构质量检验以及钢结构现场强度和内部缺陷等检测等提供原始数据和信息。该系列内容较多，包括混凝土、砌体和钢结构等检测内容，是最接近工程实际的实验。

2.4 远程（无线）测试系列

无线传感器网络（Wireless Sensor

Network），是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。目前大量工程与重要建筑物在施工阶段和运行时都非常需要此类技术，它可以通过监测到的数据来保重施工安全、施工质量以及做到实时监控的效果，大大节省了人力资源。

3 调整后的实验内容

结构试验新体系的内容受到学院、学校的关注和支持，学校已经将此内容作为一项校改项目来实施，学院也为此购买了无线检测设备，为无线检测实验的开设提供了设备保障，调整后的实验将在本学期的《建筑结构试验》课程中进行首开。

结合上述四个系列内容，为使我校建筑工程方向的同学既有扎实过硬知识，又能获得相关的动手能力、创新能力和工程应用能力，我们将实验内容进行了规划。具体表现在：（1）保留原有的动力实验和现场检测的项目，增加混凝土裂缝观测等内容；（2）增加拟静力试验和无线监测试验的内容。调整后的具体实验内容（初定）见表1。

4 结语

通过实验内容的整合和重新规划，新的实验内容更加全面，更加结合工程实际。我们的学生通过实验后，能将学到理论知识真正的理解和融会贯通，还可以学到更深的试验技能，培养他们的发现新问题，掌握分析问题、独立解决问题和创新研究的能力。同时，随着建筑工程的本科生数量的不断扩充，对《建筑结构试验》实验教学内容的革新后，学校将更有利于提高实验室开放率，实验仪器设备的使用率，使实验室资源得到了充分利用。

参考文献

[1] 潘睿.构建土木工程专业实践教学新体系的研究[J].高等建筑教育，2008，17（3）：103-105.

[2] 金贵.高校实验教学改革问题浅探[J].中国科教创新导报，2007（27）：37-38.

[3] 洪俊青，王海霞，刘云平，等.土木工程结构实验教学改革探讨[J].南通大学学报， 2009，25（2）：83-85.

[4] 张丽.建筑结构试验课程教学改革研究[J].安徽工业大学学报：社会科学版，2013，30（4）：118-119.

[5] 林建好，岳航.土木工程材料课程实验教学改革与探讨[J].天中学刊，2010 ，25（2）：100-102.

[6] 王军军，艾军.《土木工程结构试验与检测》课程的教学改革与探讨[J].东南大学学报.哲学社会科学版，2012，14（S）：106-107.