土木工程材料实验教学改革与实践

崔雷

（阜新高等专科学校，辽宁 阜新123000）

1 引言

在高校土木工程专业教学中，土木工程材料是基础课程和必修课程，其教学目标是将其和专业课程进行融合，为设计和施工提供数据支持，尤其在开设土木工程材料课程教学过程中，学生还未掌握材料力学相关理论知识，开展实验教学有助于学生直观地了解实验现象，掌握材料的技术性能，还能够锻炼学生的动手实践能力，为后期的工程实践工作提供基础保障[1]。

2 土木工程材料实验的主要内容

土木工程材料指的是建筑施工现场中应用的各项建筑材料，如混凝土材料、砖砌体材料、木质材料、沥青材料、沥青混合材料和钢材等。在现代化社会的发展中，很多高校开设了土木工程材料实验课程，主要有：普通混凝土实验，如混凝土骨料实验、混凝土配合比实验、混凝土强度实验等；水泥实验，如水泥细度、凝结时间、水泥稳定性和水泥强度；建筑砂浆实验，如砂浆稠度、分层度和强度；石油沥青实验，如沥青针入度、延度和软化点；沥青混合料实验，如表观密度；钢材物理性能实验等。在土木工程材料实验教学过程中，教师应将教学重点放在理论原理、制样方法、实验标准和结果处理分析等方面，并合理地安排实验课时，提升学生的动手实践能力，这样学生就能够有效地解决工程实践中遇到的问题。

3 土木工程材料实验教学的特点

在高校土木专业教学过程中，土木工程材料是其中的核心课程和基础课程，其教学目标是帮助学生掌握土木工程材料性质和应用的基础理论知识，掌握土木工程材料性能的检测方法。在土木工程材料教学过程中，教师应该积极开展实验教学方法，这样既能够帮助学生加深对理论知识的了解，提升学生的综合实践能力，还能够使得学生将理论和现实进行融合，及时地分析并解决实际中存在的问题，提升学生的创新能力。土木工程材料实验教学有以下特点：第一，实验持续时间长。在土木工程材料实验过程中，很多实验需要大量的时间，如水泥胶砂试件、混凝土试块往往需要3 天、7 天，甚至28 天养护后才能开展强度检测作业。第二，实验内容具有一定的稳定性，但很多高校仍使用陈旧的实验内容。第三，实验的验证性比较强，缺少设计性、综合性和创新性的实验，这就使得学生的实验兴趣受到一定的影响，无法激发学生的创新能力，阻碍了创新型人才的培养。因此，为了满足培养“高素质、强能力和应用型”优秀人才的实际需求，教师应该加强对实验教学的重视，提升教学的有效性[2]。

4 土木工程材料实验教学现状

4.1 实验教学方法单一

在传统的实验教学过程中，教师普遍实行“学生预习、实验演示、现场操作、填写报告”的实验教学方法，这种教学方法比较陈旧，影响着学生的全面发展。并且，在实验准备阶段，教师应该准备好实验需要的设备和材料，减少实验问题的发生，并详细地讲解和示范各个实验步骤，这种教学方法无法激发学生的学习积极性。一般而言，高校学生的数量比较多，实验教学普遍实行分组的方式，教师缺乏对学生主体性的重视，难以突出学生在实验课程教学中的主体位置，严重影响着学生的积极性。除此之外，在实际的实验教学过程中，实验教学的内容依赖于教材内容，普遍实行验证性实验，缺少综合性和创新性实验，这种实验的操作方式比较简单，学生往往只机械地记忆教学中的相关数据，且实验的全局性比较差，各个实验课程无法得到有效衔接，严重影响着学生对实验的探索和创新。

4.2 实验内容交叉重复

在新时期的发展中，很多高校土木工程专业实验项目都和理论课程穿插在一起，两者之间的关联性比较差，实验形式比较单一，实验内容陈旧，相关的实验得到了分离。并且，在传统的实验教学过程中，理论课程中各个章节涉及单个实验项目的内容，学科性、多样性、探索性和开发性比较差，学生往往只围绕单一的知识点进行实验，无法掌握实验的全过程，且部分实验项目的重复交叉问题比较严重。例如，土木工程材料、土力学和地基基础实验教学中都会涉及颗粒分析实验、土密度实验和含水率实验等内容，且土木工程材料、材料力学和混凝土结构设计的实验项目中都有钢筋和混凝土等材料性质。除此之外，很多高校安排的实验课时都比较少，尤其是单独实验课程的开设量更少，无法提高学生的工程实践能力。

4.3 实验考核评价缺乏合理性

在传统的实验考核制度中，教师评价学生实验成绩的标准只是一份实验报告，由于实行分组教学的方式，各项实验数据的重复率比较高，且教师只依靠学生的实验报告无法掌握实验的实际情况，难以了解学生对实验的学以致用情况。

5 土木工程材料实验教学改革与实践

5.1 整合实验教学内容

5.1.1 基本知识和基本技能

在土木工程材料实验教学过程中，教师应引导学生掌握经纬仪、水准仪和全站仪等仪器的操作方法，学生还要提升砂浆制作、混凝土试块等专业技能，在了解现场实际施工情况的基础上，掌握工程试验标准。

5.1.2 开放性实验

教师应该根据实际情况，开展设计测绘、混凝土配比等综合性实验，鼓励学生积极参与到实际工程检测过程中，根据工程实例提升实验方案设计能力，进而提高有效解决施工现场问题的能力。

5.1.3 创新性实验

高校教师应根据课外科技竞赛、学生实践创新项目和教师科研项目等内容，加强对学生科研能力的培养，提升学生的创新能力。

5.2 积极引进先进的教学方式

土木工程实验具有持续时间长、消耗资源多、危险性大等特点，这就要求高校实行教师演示、学生重复练习的教学方法。在实际的高校教学中，教师还应该积极引进多媒体技术，提升学生的动手实践能力和创新能力，实现高校实验教学的有效性。例如，教师在实验准备阶段，可以收集与实验相关的动画和录像，并在课堂中进行播放，帮助学生了解实验现象。除此之外，高校还可以开发计算机模拟实验软件，展示实验效果动画，这样就能够掌握土木工程实验中的性能变化，利用动画和录像的优势，实现预期的实验效果。

5.3 加强对高校教师的培训和考核

在高校实验教学过程中，相关部门需要定期针对教师的实验技能和教学方法开展培训活动。在新时期的社会发展中，土木工程材料实验方法和实验标准发生了很大的变化，很多新型的仪器设备应运而生，这就对高校实验教学教师提出了更加严格的要求，高校应该定期组织教师参加相应的培训活动，提高教师的综合素质和专业技能[3]。除此之外，高校应该加强对教师实验技能和理论知识掌握的考核和评价，督促考核不满足要求的教师参加相应的培训活动，确保各个教师都能够持证上岗，进而提升高校实验教学的整体质量。

6 结语

综上所述，在高校土木工程材料实验教学过程中，学生能够掌握建筑材料的技术性能，有利于培养创新应用型土木工程专业人才。但是，在实际的高校教学过程中，普遍存在教学理念偏差、师资力量薄弱、实验资源有限等问题，教师应该积极引进先进的教学方法改善这一现状，提升高校土木工程材料实验教学的有效性。