探析应用技术型地方高校土木工程结构试验教学改革

赵昕

[摘           要]  在众多的专业当中，土木工程是一门有着较高实践性的课程，在教学过程中不仅要学习理论知识，还应根据土木工程课程的特点开展多样化的实践教学。其中结构试验课程就是最具实践性的课程，该课程的主要目标就是在学生掌握理论知识后开展实践教学，培养学生工程结构试验、检测等方面的知识及专业技能，同时提高学生试验设计能力及规划能力。对学生而言，掌握好土木工程结构试验课程是非常重要的，故而以应用技术型地方高校为侧重点，对其土木工程结构试验教学存在的问题进行分析，提出相应的教学改革策略，以便逐渐提升高校的教学效率。

[关    键   词]  土木工程专业;结构试验课程;教学改革

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2021）03-0230-02

开设土木工程结构试验课程旨在培养该专业学生的实践能力及创新能力，因此各地方学校对此非常重视，无论是试验仪器的更新还是试验内容的选择等都在进一步完善，各个高等院校加大了资金投入，为土木工程试验教学体系的革新夯实了软硬件基础，并且取得了不小的成绩。然而由于各高校的性质及特点存在较大的差异，因此所运用的教学模式不能生搬硬套，特别是在应用技术型地方高校中，土木工程结构试验课程教学体系并不完善，教学方式和手段可以适当借鉴。故而，为了紧随时代的发展需求，培养更多社会所需要的基础性人才，应该转变现下土木工程结构试验教学体系，结合学校实际状况，以提高学生实践能力为宗旨，培养创新人才。

一、土木工程结构试验教学存在的缺陷和不足

（一）学生对该课程重视度不够，加之实验前准备不充分

第一，学生对土木工程结构试验相关内容学习的重视度不够，鉴于该课程的学分普遍较低，学生在学习过程中积极性及主动性较低，同时还有不少学生认为土木工程结构试验课程就是一门起到辅助作用的课程，无关紧要，因此学习态度存在偏差，绝大多数学生学习思想不端正，积极性较差，最终造成学生实践能力不足。第二，学生在进行相关试验之前未做好充足的准备，在教学过程中也只是简单地浏览任务书，之后完全凭借教师不断讲解和操作，学习往往比较被动。其实学生在试验前做好充分准备是十分必要的，只有这样，在试验过程中才更有针对性，同时取得良好的学习效果。

（二）专职实验人员队伍的建设存在一定上升空间

土木工程结构试验教学的发展离不开专职试验技术人才队伍的有效建设。应用技术型地方高校受到办学类型定位的限制，所建设的实验室工程主要侧重于本科教学和常规试验，适用于创新实验以及应用技术研究的仪器设备较少。此外，由于缺少采购和维修经费，部分设备处于长久失修、長期闲置的状态，造成了大量的资源浪费。实验室中专职教师对土木工程结构试验课程的应用研究及结构检测等方面经验匮乏，再加上部分教师对新型试验设备及技术的使用生疏，只能顺利开展常规试验教学，实验教学改革能力有待提高。

（三）土木工程结构试验教学内容和教学方法应进一步完善

目前土木工程结构试验教学主要以传统教学方式开展，其具有一定的严谨性和逻辑性。但是随着新型教学模式的发展，传统的教学方式将面临挑战。由于教材内容涵盖面较广，在有限的课时内学生只能够对试验的流程进行了解性学习，无法深入理解试验的目的、原理以及设计思路等更为核心的内容。尤其是对于一些研究性及设计性较强的综合性结构试验，由于实验条件不充分而不能有效开展，进而导致学生工程实践能力及素养不足，对地方高校高素质应用型人才的培养产生不良影响。此外，土木工程结构试验教材内容还存在更新不及时的问题。近十余年来土木工程行业发展迅速，出现了许多新的结构形式，建筑规范也在近年来陆续更新。由于教材内容较为陈旧，很多新试验技术及设备不能通过教材很好地体现出来，因此学生理论知识学习与实际脱节现象尤为严重。

此外，受到试验课时、试验设备和材料的限制，在以往传统的土木工程结构试验教材中演示性以及验证性内容居多。教师会向学生讲授试验的所有细节，如试验项目、原理、所需仪器设备、测试方式甚至是试验步骤等，对照学生的试验结果是否与试验数据相一致，以此作为标准判断学生试验是否正确。往往试验结束后学生不仅不会如何设计试验，更不会通过试验观察和分析问题，甚至某些学生过后对仪器设备的操作方法和步骤丝毫没有印象，学生长时间处于被动学习的状态，这种教学方式只是单一地教授知识，对学生创新思维的发展产生了一定程度的抑制。

二、土木工程结构试验教学改革策略

（一）让学生明确结构试验课程的重要性

相对于枯燥乏味的理论知识教学，学生对于结构试验课程还是兴趣十足的，各种结构试验对学生有着一定的吸引力，然而学生对该课程的重视程度远远不够，绝大多数学生对该课程有着浓烈的兴趣，他们认为做试验就是去玩，学生不仅不能掌握专业技能，同时还影响课程的顺利进行。面对这种情况，教师应该为学生明确土木工程专业中结构试验课程的重要性，让学生清楚地知道学好该课程是多么重要，土木工程得以长远发展就是凭借试验的不断进步。此外，还应该让学生明白，尽管他们已经通过计算设计出了计算模型，但是依旧需要通过试验的方式对其进行验证，并加深对计算公式的理解，巩固记忆，同时提高自身感性认识，提高试验能力及动手能力。比如说箱梁的钢筋骨架构成，不管教师讲授得多么具体和透彻，仍旧需要学生通过试验的方式获得直观认识。

（二）强化结构试验教师团队的实践能力

地方高校要想快速实现土木工程结构试验教学体系改革，首要任务就是强化结构试验教学团队，提高教师整体水平，同时扩大师资规模，进而打造一支结构科学合理、试验教学水平较高、实践及科研能力较强的实验教学团队，以校企结合的结构工程技术专业为主题，构建完善、全面的结构试验教学团队，在高质、高效的实验教师队伍的带领下促进结构试验教学改革。第一，高效的结构试验教学势必要与理论教学有机结合，因此激励专业试验教师担负一定的理论知识教学，同时有效推动专业试验教师更好的科学发展。第二，甄选出部分优秀人才，在此基础上带动实验室建设。但是应该注意，选拔出来的高素质人才必须具备较强的科学研究能力，在科研时充分发挥带头作用。第三，允许部分在校博士生或者研究生参与实验室的工作，以便弥补专业试验教师不足的问题及缺陷。第四，加大培训力度，按期组织相关教师开展试验操作培训，或邀请专业或行业内优秀员工开展试验技术研讨会、为教师创造更多外出学术交流和学习的机会等，以此提高试验教学团队的整体实践水平。地方高校仅仅依靠提高理论教学水平达到专业发展的目的是远远不够的，还应该致力于结构试验教学水平的提高。

（三）转变结构试验教学方式

转变以往传统的试验教学方式，加强实验室的开放力度，从结构工程技术角度出发，注重问题的发现、文献资料查询、试验方案设计以及团队组建等方面，促使学生树立结构试验的自主意识，循序渐进地提高其自主试验能力。另外，尝试通过工程体验式、科学研究体验式以及竞赛导向式、虚拟仿真等方式开展结构试验教学。例如，可以通过计算机仿真优化教学方法。众所周知，结构试验课程是一项综合性较强的课程，且涉猎范围比较广泛，绝大多数地方高校使用ANSYS、ABAQUS等有限元分析软件。无论何种性质的试验，在试验之前都应该做好以下工作：第一，明确试验的目的。就拿工字型钢截面的抗剪承载力的试验来说，试验的主要目的就是让学生审查核对工字型钢截面的抗剪承载力的计算公式及其受剪破坏的整个过程，掌握机构试验相关仪器设备的使用操作。第二，通过对试验进行数值仿真分析，对试验模型进行分析。第三，运用适当的分析软件在进行试验之前对相关数值进行仿真分析。第四，进行数值分析，通过公式计算出最终结果。除此之外，构建完善的试验信息管理信息平台，对试验教学质量监督和控制、教学资源及过程等实施网络化管理，并将试验教学的整个过程通过网络全面展现出来，实现资源共享。

（四）构建特色试验教学模式，培养及发展学生试验动手能力

所谓创新教育就是培养更多的创新型人才，以便满足国家的人才需求，而创新型人才应该具备丰富的专业知识、实践能力，可以有效解决各种复杂、棘手的工程问题。因此在土木工程结构实践的教学过程中，首先让学生掌握相关试验设备仪器应该如何规范操作，并时刻观察并分析试验过程中出现的不同现象，进而培养学生分析能力、实践能力以及创新能力。其次，增强结构试验教学的重视度，结构试验教学与理论知识教学是同等重要的，应该将两者放在同等地位上，突显创新思想。例如在进行受弯梁正截面试验时，在充分了解试验目的的基础上对受弯梁的强度、挠度等进行试验，进而了解其构件的受力破坏过程。最后，根据试验需要罗列出试验所需要的仪器和设备，进而设计试验方案，严格按照试验方案的步骤进行，试验结束后对结构进行分析整理，撰写试验报告。在试验过程中，各小组成员应该具备发现、分析以及解决问题的各项能力，相互协作、配合，加深对理论知识的理解，同时激发科学研究的潜力，调动专业实践学习的积极性和主动性。

土木工程结构试验在结构工程的发展过程中产生了重要影响和价值，并且有着较强的实践性，但是受到各种因素的影响，现阶段土木工程结构实践课程教学存在诸多问题和缺陷，导致教学未达到预期效果，其功能也未能得到很好的发挥。尽管各地方高校对该课程教学重视程度提高，软硬件条件得到了一定改善，但是仍旧需要加强学生对该课程重要性的认识，提高学生的学习积极性和主动性，提升实验教师队伍的实践能力，促进结构试验教学体系改革，同时转变教学方式，激发学生学习兴趣，构建独树一帜的教学模式，进一步提高学生实践能力及动手操作能力，促进学生全面发展，为社会发展培养更多应用技术型人才。

参考文献：

[1]谭皓.“土木工程结构试验”课程教学改革研究[J].江苏科技信息，2020，37（1）：75-77.

[2]殷晓三，李克，米瑞利.慕课视域下“建筑结构试验”课程教学改革探索[J].黑龙江科学，2019，10（13）：7-9.

[3]彭苗.土木工程专业结构试验课程教学改革实践[J].大学教育，2017（10）：36-38.

[4]唐思遠.《土木工程结构试验与检测》实验教学改革探索与实践[J].科技视界，2017（4）：190.

[5]蒋建清，曹国辉，邓宗伟.应用型地方本科院校基于执业能力培养的土木工程实验教学体系改革研究[J].课程教育研究，2015（32）：7-9.

[6]蒋建清，贺冉，何敏.应用技术型地方高校土木工程结构试验教学改革探讨[J].教育现代化，2017（36）：83-85.

编辑 张 慧