蔣蕊陽

(商丘職業(yè)技術學院，河南 商丘 476100)

引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人力市場對人才的實際動手能力要求不斷提高，為此國家對應用型技能人才培養(yǎng)的重視程度不斷加深，眾多高校也在通過增設實踐教學課程的方式來提高學生的知識應用能力.土木工程實驗教學作為高校的實踐性教學課程，能夠大大提高土木工程專業(yè)學生的綜合素養(yǎng)、創(chuàng)新意識能力和實際操作能力，培養(yǎng)高校學生掌握更多的專業(yè)知識與實際操作技能，可為我國土木工程行業(yè)培養(yǎng)更多的創(chuàng)新人才，提高學生的創(chuàng)新意識與實踐能力[1]，但由于當前我國土木工程專業(yè)實驗教學中還存在著許多的問題，因此，需要高校進一步探索適合學生發(fā)展的新的實驗教學模式，并結合時代背景與社會發(fā)展進行教學改革.

1 土木工程專業(yè)實驗教學概述

隨著社會的發(fā)展，人們對未知事物的了解越來越深，對于自然科學的探索也在加深加快，現(xiàn)代自然科學由此興起發(fā)展，在這一過程中出現(xiàn)了許多科學認識方法，實驗教學法就是其中一種.實驗教學法是指在教師的引導下，學生在特定的環(huán)境中，利用實驗器材和材料完成操作實現(xiàn)實驗目標的過程.在實驗過程中，實驗對象的一些變化能很好地顯現(xiàn)出來.學生在實驗操作中應當注意這些變化，以獲得更好的實驗數(shù)據(jù)，得到可靠的結果.實驗教學在幫助學生將理論知識轉化為專業(yè)實踐知識之后，還能培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，培養(yǎng)其在未來職位所需的職業(yè)技能[2].

作為土木工程專業(yè)教學中必不可少的實踐性教學課程，能夠讓學生牢固掌握專業(yè)知識和專業(yè)技能，使其專業(yè)素養(yǎng)得到很好的提升，在創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)中起到了不可或缺的作用.

教學效果的好壞主要是由教學體系、教學內(nèi)容、教學方法和師生互動關系等內(nèi)容決定的.要想取得良好的教學效果，教學體系優(yōu)秀、教學內(nèi)容合理、教學方法生動有趣和師生良好的互動等是必須具備的.而吸引學生興趣的一個關鍵所在，是讓實驗成為學生自主學習的行為，加強師生互動，老師引導學生自己進行實驗，增強學生的參與感等[3].此外，在課堂教學中，老師還應通過向學生展示具體的實驗操作過程，讓學生掌握實驗步驟及要領.通過具體的實驗，學生可以將老師講授的理論知識與實際結合，提升自己的專業(yè)素養(yǎng)，從而具備獨立思維意識與能力，提高鉆研的積極性.

實驗有著不同的分類，第一，根據(jù)時間與目的不同，可以分為理論學習前的基礎實驗和理論學習后的鞏固驗證實驗.第二，根據(jù)組織方式的不同，可分為小組實驗和個體獨立實驗.而在現(xiàn)代教學實踐中，為加強培養(yǎng)學生的專業(yè)素養(yǎng)與實踐操作能力，會選擇讓學生自主進行實驗.對于土木工程專業(yè)來說，由于專業(yè)的特殊性，土木工程實驗需要多人結合才能順利完成，因而實驗教學應當采用獨立實驗與小組實驗相結合的方式，這樣才能保證土木工程專業(yè)實驗教學順利開展[4].

實驗各階段師生主要任務，如表1所示：

表1 實驗各階段師生任務表

2 土木工程專業(yè)實驗教學的現(xiàn)狀

2.1 實驗課的課堂體系和教學規(guī)劃有待完善

從教學實踐看，大部分教師一直都是以理論教學為主，實驗教學只是其理論教學的附屬品，他們認為之所以要在教學中進行實驗教學，是為了更好地向學生驗證理論知識的真實性，是服務于理論課程的.他們還沒有完全意識到，實驗教學是學生直接獲得自然科學定律、感知知識魅力的最簡單的方式，也是最為直接的方法.一味地重視理論知識教學而忽視實驗教學，無法培養(yǎng)學生的實踐操作能力，而這些做法都和注重理論知識與實踐能力兼?zhèn)涞娜瞬排囵B(yǎng)觀念不相符合.當前高校實驗課程體系的不完善，也是實驗課程無法獨立開展的主要原因.當前，實驗課程主要以驗證專業(yè)的相關理論知識為主，實用性和創(chuàng)新性不強，使得學生對于不同專業(yè)科目之間的交叉知識理解不深，無法全面掌握土木工程的專業(yè)知識.該形式缺乏實用性和綜合性，無法實現(xiàn)培養(yǎng)學生綜合能力和素質(zhì)的教學目標.

2.2 實驗教學內(nèi)容有待改善，教學模式創(chuàng)新性不夠

大部分本科院校土木工程專業(yè)開設的實驗教學課程，主要有工程材料、結構工程、工程測量、水利水電及土地力學等.從筆者多年的教學實踐看，土木工程專業(yè)所開設的這些實驗課程容易受到專業(yè)實驗設備、自然環(huán)境以及教師條件等因素的制約，并且這些課程實驗的內(nèi)容比較陳舊落后，各個課程類別之間缺少必要的聯(lián)系.例如，在混凝土實驗教學中只有與混凝土相關的實驗，結構力學實驗僅與結構形式有關，工程測量也是簡單的測量實驗.但在實際的土木工程建設中，混凝土在不同的結構下有著不同的受力特征，學生應當在實驗中，根據(jù)不同需求設置不同類型的土木結構，多角度觀察發(fā)揮材料屬性，掌握全部知識，提高專業(yè)素養(yǎng).目前，學生的實驗課程基本都是理論知識的驗證性實驗，缺乏將理論知識與實際應用相結合的綜合性具體實驗和創(chuàng)新實驗，導致學生不能很好地在具體實踐中應用相關專業(yè)知識，這也是目前實驗教學的弊端所在.例如，在建筑材料實驗教學中，學生在課堂上已經(jīng)知曉了混凝土的壓縮性能與鋼材的拉伸性能，實驗教學也讓學生親身體驗了其中的變化，但在具體的綜合實驗中，學生卻不能很好地將兩者結合發(fā)揮其材料的優(yōu)勢以增強建筑的抗震性.

此外，土木工程的專業(yè)教學，還是沿用傳統(tǒng)理論教學為主、實驗教學輔助的模式，既不符合高校教學改革的趨勢，也不能與市場所需的應用型人才要求匹配.這是因為專業(yè)教學課本中已經(jīng)明確詳細地闡述了實驗操作的具體流程，在實踐教學環(huán)節(jié)中教師只需強調(diào)注意事項，學生只要按照步驟就能得出正確的結果，因此，毫無挑戰(zhàn)性，不能激發(fā)學生的實驗熱情，更何談培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維.在這種形勢下，學生的專業(yè)理論知識即沒有得到鞏固，專業(yè)實踐能力更是無法提高.

2.3 學生重視程度不夠，考核評價方式有待改變

當前，高校土木工程專業(yè)中有很大一部分學生對于自己的未來有著很好的規(guī)劃，因而，他們在專業(yè)理論學習中十分認真，但卻往往忽視實驗課的學習.導致這種問題出現(xiàn)的因素主要有兩個：一是實驗教學的課程設置不合理，課時嚴重不足，無法進行綜合性、創(chuàng)新性的實驗，不能提高學生的學習積極性；二是實驗教學課程的考核評價方式不夠嚴格，有待完善，實驗課程的重要性不能體現(xiàn).在實驗課程的具體實踐中，大部分學生因為不重視，所以在實驗課程前不能做好全面充足的準備，在實驗中只會按照課本上的實驗步驟與流程進行實驗，得出與書本相符的實驗結果，并不會思考實驗中出現(xiàn)的問題，更談不上給出解決問題的辦法，甚至一些學生會篡改、拼湊數(shù)據(jù)來達到符合實驗報告的目的.與此同時，許多大學對于實驗課程教學的考核評價僅僅依據(jù)學生的實驗報告，學生的實驗過程如何不在考核評價的標準之列，這在客觀上也促使學生產(chǎn)生了消極的學習態(tài)度.這樣的實驗教學既浪費時間，又達不到教學目的，從而導致大量的實驗資源被損耗.

2.4 實驗室建設有待加強，實驗教學不能因材施教

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會對專業(yè)素養(yǎng)高、職業(yè)能力強的人才需求，給高校實驗教學工作帶來了很大挑戰(zhàn).但是，目前部分高校的實驗室設備老化、陳舊，加上學校發(fā)展經(jīng)費不多，能夠投入到實驗教學的資金更是有限，以及高校對實驗教學的重視不夠等，使得實驗室建設有待加強.實驗設備的不足，更是使得學生在實驗過程中不能獨立自主地進行實驗，只能以小組合作模式一起實驗，甚至一些學生只能通過觀看實驗視頻的方式了解實驗流程與操作，學生的實驗能力得不到應有的鍛煉，實驗基本技能得不到提高.同時，高校的專職實驗教學課程老師不足的問題也十分突出，大部分實驗教師都是由講授專業(yè)理論知識的老師擔任.專職實驗老師的不足和實驗設備短缺，使得學生實驗操作不能自己獨立進行，只能以小組合作的方式開展，老師也不能一對一的根據(jù)學生個性因材施教，以滿足學生的多元化發(fā)展，進而使得實驗教學質(zhì)量得不到提高，學生的全面素質(zhì)提升減慢.而且實驗室的老師不是專職實驗老師，不僅影響了實驗教學的順利實施，而且制約了實驗教學的改革.

3 土木工程專業(yè)實驗教學改革完善意見

3.1 加強專職實驗教師隊伍建設

在高校中，傳授專業(yè)理論知識的教師比較多，而從事實驗教學的教師少.實驗教學效果在一定程度上能夠反映學生掌握專業(yè)知識的好壞，因為實驗教學可以明顯提高學生的專業(yè)實踐能力.基本上每一個高校都有一個支隊伍指導新人，通過老帶新的方式，老教師在教學實踐中可以將良好的教學方法與學識一點點指導傳授給新人，在教學實踐中指導新人，為此新人可以在吸取前輩經(jīng)驗的基礎上更好地開展工作，但實驗教學卻不能如此，教師只能依靠自身的實踐經(jīng)驗，從零開始，經(jīng)過長時間的觀察與實踐鍛煉后才能形成一定的教學經(jīng)驗[5].因此，應當加強專職實驗教師隊伍建設.選拔實踐能力強、專業(yè)基礎好，具有一定職稱的優(yōu)秀教師充實到實驗教學的一線.應加強新入職老師的培訓教育，加大其實踐力度，提高其實驗教學水平.制定完善的管理和激勵機制，吸引年輕有為的老師進入實驗室，不斷強化自身實驗能力，從而在教學中更好地教授學生.

3.2 實驗教學內(nèi)容要有銜接性和創(chuàng)新性

和理論知識內(nèi)容之間相互聯(lián)系一樣，各個實驗教學內(nèi)容之間也要相互聯(lián)系、相互交叉.因此，在實驗教學過程中，實驗教學內(nèi)容與相關數(shù)據(jù)在課堂中也應當連貫，具有銜接性，避免實驗教學內(nèi)容的重復交叉，從而使得課堂教學能夠發(fā)揮最大功效[6].例如，土木結構實驗、混凝土實驗可以結合在一起共同進行，以達到強強聯(lián)合的目的.實驗課程內(nèi)容保持連貫性，既可以復習前一節(jié)課，又能掌握新的技能.實驗內(nèi)容既要遵循循序漸進、由淺到深、有簡到難的原則進行設置，也要具有針對性.同時，在實驗中應當注重創(chuàng)新，科學設置實驗教學內(nèi)容，以學生為中心，引導學生主動發(fā)現(xiàn)問題，查找資料，獨立設計實驗流程，使實驗教學發(fā)揮應有的作用.

3.3 優(yōu)化實驗教學方法，重視教學組織工作

當前，隨著素質(zhì)教育的開展普及，大部分高校不僅要重視學生的全面發(fā)展，還要注重學生實踐能力的培養(yǎng)，這也是實驗教學能夠存在的前提.因此，在實驗教學中，應當始終堅持以學生為中心，發(fā)揮老師的引導作用，引導學生自主獨立進行實驗操作，以激發(fā)學生學習的興趣，從而積極主動地進行學習.在實驗課程開始之前，教師應當積極尋找與實驗相關的生活現(xiàn)象，并以此入手，促使學生積極思考現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，激發(fā)學生對知識學習的動力，從而營造輕松愉悅的學習環(huán)境，促使學生完成獨立思考.此外，由于實驗教學課程較少，在有限的時間內(nèi)要想發(fā)揮其最大作用，需要根據(jù)實驗項目選擇最適合的方式進行教學.如對于重復性較強的實驗，可以采取小組合作的模式進行實驗，將實驗內(nèi)容進行科學設置，分配給不同小組，學生在這一過程中要積極討論，向同伴分享自己的實驗數(shù)據(jù)與過程，最終形成屬于自己的實驗報告.只有這樣，才能最大程度地發(fā)揮實驗教學的作用，也能夠無形中培養(yǎng)學生的團隊合作意識.

3.4 充分利用網(wǎng)絡信息技術，合理使用實驗設備

隨著網(wǎng)絡信息技術在高校中的普及應用，一些教學工作不再受技術、時間和地點的限制.在土木工程專業(yè)的實驗教學中，高校的實驗室能夠做一些常見的、安全系數(shù)高的土木實驗，而對于一些困難的、安全系數(shù)低的實驗卻無法完成.這時候可以借助網(wǎng)絡信息技術，利用計算機以視頻、圖片等形式將實驗操作過程與步驟生動地展現(xiàn)在學生面前，既能夠提高學生的實驗學習興趣，也可以減少老師的工作.同時，通過構建開放式的網(wǎng)絡教學平臺，實現(xiàn)智能化在線輔助教學與管理，深化網(wǎng)絡虛擬實驗與實際實驗的聯(lián)系.學生可以通過網(wǎng)絡虛擬實驗提前預覽實驗內(nèi)容、操作流程與原理，利用自己所掌握專業(yè)知識經(jīng)過認真思考發(fā)現(xiàn)自身不足，使真實的實驗操作更容易進行.

此外，在實際的實驗操作中，應當注重實驗器材的使用.老師在講解實驗注意事項之后，可以讓學生自行安排，并合理使用手中的實驗器材進行實驗，從而使學生在親身體驗中提高實驗的學習興趣，提高綜合素質(zhì)與能力.

3.5 優(yōu)化教學模式，完善實驗考核評價機制

對高校土木工程專業(yè)而言，實驗教學與理論教學的地位是同等重要的，實驗教學是理論教學的有效延伸.在實驗教學的安排上，應結合理論教學，科學設置時間、內(nèi)容，使學生能夠有足夠的時間親身進行實驗；還要正確發(fā)揮實驗指導書的作用，尤其是基礎性實驗，應根據(jù)不同實驗的具體操作，科學設置教學內(nèi)容與問題，使學生對實驗產(chǎn)生濃厚的興趣.目前來說，大部分高校學生理論知識比較豐富，而實踐應用能力有所欠缺，加上學生之間具有差異性，對此，老師應因材施教，構建“引導—驗證—討論”的實驗教學模式，提高學生的實踐操作能力[7].同時，還要完善實驗教學課程的考核評價機制，以此加強學生的重視程度.實驗教學需要學生的實際操作，在考核評價方面應當全面、具體、綜合考慮學生的實驗方案、實驗過程、實驗操作手法、實驗結果等，根據(jù)操作過程和實驗報告的結果對學生進行綜合評價，保障實驗考核結果的客觀公正.由于實驗消耗的器材與材料比較多，必然需要大量的經(jīng)費投入，為減輕學校的財政壓力，應當加大實驗方案的審核力度，學生在申請實驗之前，應當具有完善的實驗操作方案，以促使學生重視每次實驗課，從而盡量達到應有的實驗效果，避免耗材的浪費.

4 結語

眾所周知，土木工程是一個實踐性極強的專業(yè)，學生所掌握的理論知識必須能夠很好地轉化為實踐能力才能滿足社會對高技能、高素質(zhì)人才的需要，而理論與實踐相結合最好的方式就是實踐鍛煉.通過實驗操作，學生在提高自身專業(yè)實踐能力的同時，還能夠準確了解自己知識的不足之處，從而取長補短，更好地提高自己的專業(yè)素養(yǎng)與能力.在知識至上的21世紀，土木工程建設對專業(yè)人員的要求更高，對此高校要根據(jù)時代的特征與發(fā)展，積極創(chuàng)新勇于改革，保持高校實驗教學課堂的有效性.