土木工程材料实验指导(全国应用型高等院校土建类“十三五”规划教材)
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1.2 土木工程材料实验教学的层次化

土木工程材料实验所涉及的项目较多,而且实验有其独有的特点。

(1)实验周期长。如水泥胶砂试件、混凝土试块需要经过3d或7d、28d的养护后才能进行强度检测。

(2)实验内容相对稳定。

(3)实验偏重于验证性,设计性、综合性、创新性实验较少。这很可能会在一定程度上压抑学生的实验兴趣,同时也束缚其想象力和创新性,难以激发学生的创新潜能,从而导致工程材料实验难以取得较理想的教学效果。因此,进行土木工程材料的实验教学内容的革新,加强实验教学环节、提升教学质量,是当前培养“高素质、强能力、应用型”高级人才的必然要求。

三峡大学“土木工程材料”教学团队对国内相关高校建筑材料实验教学的情况进行调研,了解当前所开设实验内容,以及所对应的设备、实验方法及教学效果,取得相关资料。在此基础上,针对不同的专业方向,并结合各专业特色及培养方案,对现行实验教学内容进行优化,制定出体现各专业特色的实验教学内容,并将之进行层次化划分。

土木工程材料的实验教学内容被划分为两个层次:一是基础性、验证性、演示性和少数的综合性实验内容,该层次的实验项目对应于课程实验教学大纲的范围,属于课程学习基本要求的范畴,称之为基本层次的实验;二是综合性、设计性及创新性实验项目,其内容不仅包含本课程重点或难点及其综合运用,而且还可能是当前相关领域的研究热点或研究趋势等,涵盖了综合性、设计性及创新性实验项目,本书统称为创新性层次实验。针对土木工程材料实验教学中实际所开展的这两个层次的实验项目,专门编写了本实验指导书。

由以上实验层次的划分可知,第二层次的实验要求较高,适合于基础较好、学有余力,且又有继续深入学习愿望或研究兴趣的学生,即只有部分学生参与该层次的实验教学活动。该层次的实验项目根据专业差别而有所不同。例如,水利工程专业的实验项目可以偏重(但不局限于)水工混凝土的性能实验,如大体积混凝土温控、混凝土抗渗性及碱-骨料反应等实验,而土木工程专业则还可兼顾(但不局限于)新型墙体材料的开发与性能检测等实验。此外,实验项目还可以采用与土木工程材料相关的国家级、省级大学生课外科技活动或竞赛项目,如挑战杯、大学生科技创新等项目。

开展创新性实验教学,不仅能够加强学生对相关内容的理解和把握,而且还能使学生较好地把握相关领域的研究热点、研究趋势,掌握新的实验技术或新方法,更重要的是能够逐步培养学生分析问题、解决问题的能力和研究兴趣,有利于培养复合型人才。