地方高校“土木工程结构试验”教学改革探索与实践

喻军 郑国平

一、引言

土木工程结构试验是培养土木工程专业学生动手能力和创新能力的重要环节，各大高校都非常重视，从试验仪器的更新、试验内容的选择到教师队伍的培养都在不断地提高，不管是重点高校还是地方高校，都花大本钱更新了硬件和软件条件进行土木工程试验教学体系改革，而且经过实践检验已经取得了不少成功经验。但各校的性质和特点不同，因此试验教学模式也不应完全相同，尤其对于地方高校土木工程学科试验课程教学体系的改革来说，还没有成熟经验可供借鉴，所以为了紧跟时代步伐和适应形势发展的要求，我们要打破现有土木工程学科传统试验课程教学体系，根据我校的性质和专业特点，教师应着力研究出符合建筑工程学院实际的、新的试验课程教学模式并更新试验内容，培养学生的实践能力，循序渐进地培养出创新性人才。

二、当前土木工程结构试验教学模式

目前，土木工程结构试验教学是以某个教师为主包干到底，缺乏授课教师间的有效沟通，从基础试验到专业试验之间缺乏有效地过渡。结构试验改革方向主要有试验平台的深化、现代化新型设备的运用、综合性试验设计、考核体系改革、师资力量的提升和仿真试验的拓展[1][2][3][4]。

由于各高校试验室资金不足，土木工程结构试验仍然面临试验设备陈旧、试验内容单一、缺乏创新和实践等问题。但重点高校学生的接受力强，在较短的时间内可以掌握基础试验的知识，进入综合试验设计，而地方高校学生的知识和能力稍低于重点高校的学生，需要分层次循序渐进地提高，应采用不同的培养模式和时间尺度[5]。

三、土木工程结构试验“一体化，三层次”改革设计与实践

鉴于重点高校和地方高校的区别，我校进行土木工程结构试验“一体化，三层次”的改革探索与实践时，先从基础试验开始，在学生掌握试验原理和规程后，进入专业试验阶段，由专业导师带领进行课题研究，最后参加综合设计试验，由跨专业的学生团结合作，分为三个方向进行创新性试验。即建筑工程、交通土建工程、地下工程。打破按二级学科各自组成试验的传统教学模式，将三个专业的试验课程优化整合为基础试验、专业试验、综合设计试验三个层次，根据这三个层次，重新组建试验室，制定新的试验计划和大纲。

基础试验的教学内容是包括原无机材料土木工程试验、有机材料土木工程试验、定量分析试验中的基础知识和基本操作部分以及结构试验原理，该课程在3～5学期开设。这能使学生熟练掌握基本操作技术、熟悉试验仪器、学会试验方法，为专业试验准备条件、打好基础。

专业试验的教学内容按专业不同有不同设置。建筑工程专业：课程包括土木工程结构静力试验、土木工程模型试验、抗震试验、抗风试验等；交通土建专业：课程包括桥梁静力试验、动力试验、抗风试验、抗震试验、道路疲劳试验、隧道工程模型等；地下结构专业：课程包括土工试验、地下铁道试验、土与结构相互作用试验、抗震试验等，该课程在6～7学期开设。

综合设计试验课程内容以研究性和设计性试验为主，培养学生创新思维，自主试验，初步培养科研能力。包括地基—基础—房屋结构，地基—基础—桥梁结构，地基—隧道结构（或地铁结构），该课程在7～8学期开设。

这种新试验体系在2014级和2015级土木工程专业中进行试点，在学生完成基础实验教学后，实行导师制。每个土木系导师指导6～7位学生进入课题研究，一年后进入综合设计试验阶段，进展比较顺利。

四、土木工程结构试验“一体化三层次”的改革效果分析

首先，学生比较积极地参与导师的课题，能有效地解决工程实际问题，成果得到了肯定。

其次，导师的科研团队壮大了，力量增强了，可以根据学生的特点安排适当的任务，效率提高了。

再次，这两年我校有组建结构竞赛团队参加浙江省结构竞赛和国家结构竞赛，2016年有两支队伍获得省结构竞赛一等奖，一支队伍获得二等奖，并且一支队伍获得国家结构竞赛一等奖；2017年三支队伍获得浙江省结构竞赛一等奖，一支队伍获得国家结构竞赛一等奖，这都是我校土木工程专业史无前例的成绩。

最后，通过调查问卷统计分析，发现调查问卷发出400份，收回395份，不是土木工程专业的2份，不关心结构试验改革的3份，因此有效调查问卷390份，其中同意并期待好的教学效果的有358份，占91.8%；同意并认为效果一般的有21份，占5.4%；不同意结构试验改革的有8份，占2.1%；结构试验改革与否无所谓的有3份，占0.7%。学生反馈意见说明大部分学生期待結构试验改革，并期待取得好的效果，一小部分学生认为试验改革可能取得一般的效果。

五、结语

从重点高校与地方高校的差异以及学生接受能力的区别入手，提出地方高校土木工程结构试验改革方案，即“一体化，三层次”体系，得到如下结论：

（1）总结了地方高校土木工程结构试验的问题和面临的困境，提出“一体化，三层次”的教学体系，并在专业试验教学和实践过程中采用导师制，让学生融入导师的课题，接触到实际工程，这样调动了学生的积极性，也为试验教学实践节省了不少经费。

（2）在实践过程中，需要导师查文献，细化试验步骤，付出劳动比较多，但在学生学会之后，可以给导师承担不少工作，减轻导师的科研负担。

（3）实践表明，导师制可以帮助学生掌握不少前沿知识和技术，提高了学生的科研能力，学校还要提升试验平台，提高导师水平或引进高水平导师，并完善试验制度，以确保试验教学改革的顺利进行。

参考文献：

[1]王 仪.结构仿真试验在土木工程教学中的作用[J].高等建筑教育，2007（4）：126-128.

[2]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（S2）：106-107.

[3]薛伟辰，刘 恩.图形数字化技术在土木工程结构试验中的应用[J].实验技术与管理，2004（1）：41-44.

[4]黄丽婷，熊世树，李 黎.土木工程结构实验室实验教学改革探讨[J].实验科学与技术，2006（6）.

[5]周明华.土木工程结构试验与检测（第2版）[M].南京：东南大学出版社，2010.