建筑材料实验教学改革初探

2022-11-20

建筑材料是一门实践性很强的课程, 实验是本门课程重要的教学环节, 其任务是验证基础理论, 学习检验材料的实验方法, 培养学生的试验创新意识和实践操作能力。随着我国加入W T O及科技的发展和时代的要求, 实验教学的重要性已经逐步被人们所认识, 但仍然没有从根本上摆脱传统的实验教学体系, 大多数实验教学都不同程度地存在着这样或那样的问题, 建筑材料实验也不例外。清醒地认识新形势对建筑材料实验的客观要求, 客观地分析当前实验教学存在的问题, 切合实际提出实验教学的改革措施已是刻不容缓。

1 目前我国建筑材料实验教学中存在的主要问题

(1) 对实验教学重视不够, 实验场所小, 实验整体性不强。从我国高等教育的历史来看, 实验教学始终是不受重视的。课程设置以理论课为主, 把实验课程当成理论课程的附属。实验员称为“教辅”人员;实验内容相对独立, 相互之间联系少, 缺乏系统性和连贯性, 实验时间分散, 实验跟着理论课走, 整体性不强;实验场所太小, 实验设备台数有限, 每班分组实验次数较多, 较少的实验内容却占用较多的实验时间。

(2) 建筑材料实验大部分以验证性为主, 综合和设计性实验偏少[1]。验证性实验告诉学生实验原理、所用的主要仪器设备、实验步骤以及实验结果的计算方法, 实际上就是告诉学生实验的全部过程, 学生只要“照葫芦画瓢”, 不利于学生主观能动性以及创新思维的发挥。大学本科教学要求建筑材料实验教学综合性和设计性实验占有相当的比例。综合性实验是指涉及到学科类一门或多门或跨学科的实验通过运用多方面知识、多种实验方法、按照实验要求进行实验, 培养和提高学生综合运用所学理论知识、实验方法和试验技能分析和解决问题的能力。设计性实验是指教师选定实验内容, 学生拟订实验方案、实验方法、选定实验仪器设备完成实验和实验报告, 培养和提高学生组织能力和自主实验能力。

(3) 实验项目和内容陈旧。现代科学技术正在迅猛发展, 知识更新和老化的周期越来越短, 新技术、新知识不断涌现, 这些新技术、新知识必须在实验教学中体现出来, 让学生在实验课中掌握这些新技术, 并学会利用这些新技术.只有这样, 培养学生创新能力的教学目的才能算达到了, 教学目标才算完成了.长期以来, 由于人们认识上的差异, 和重理论教学轻实验教学错误思想的影响, 实验技术队伍的建设一直没有得到足够的重视, 导致实验技术力量比较薄弱, 实验教学的效果未能得以相应的提高, 现有实验技术人才的潜力未能得以充分发挥, 致使实验教学效果未能得到相应的提高, 进而影响了对学生系统、全面的能力培养和训练。

(4) 实验教师编制数偏少, 实验教师培训机会少, 素质有待提高[2]。实验教师整体水平是决定实验教学质量提高的重要因素, 实验室的各项工作, 主要是由实验教师完成的。目前各高校实验教师的地位和作用还没有得到足够的认识, 他们所从事的职业和劳动还没有得到足够的重视, 许多有能力的人不安心或不愿意到实验工作岗位工作。合格的技术人员的素质要求是很高的, 不仅要有扎实的专业基础知识, 还要懂得大型设备和仪器的原理、调试以及操作, 来不得一丝一毫的马虎。没有优秀的实验技术人员, 就没有良好的实验教学质量。

2 建筑材料实验教学改革初探

实验教学是本科教学不可缺少的重要组成部分[3], 它在培养学生主观能动性和创新能力方面是其它教学环节无法替代的。众所周知, 实验研究方法和理论研究方法是世界科学发展的两大支柱, 它们相互依存, 相互促进, 但又各具特色, 实验技术本身就是一门相对独立、内容丰富的学科, 它有着自身的科学体系, 实验教学是实验研究与理论教学相结合的产物, 是实验研究被纳入教学过程的具体体现。因此, 实验教学与理论教学是两个同等重要的教学环节, 是两个既有区别又有密切内在联系的教学形式, 不存在主仆之分, 贵贱之别。随着新世纪对高素质人才的知识、能力、技能等综合素质的要求, 实验教学也越来越受到重视, 实验教学的重要性在于由实验中学到的东西比理论教学更具有直观性、内容更丰富。因此, 实验教学必须从理论教学中解放出来, 有它自己的独立地位, 这是实验教学的实质性问题。针对建筑材料实验教学存在的上述问题, 本文建议建筑材料实验教学实施以下改革措施:

2.1 优化整合实验内容, 建立合理的实验课程体系[4]

(1) 改革前的建筑材料实验内容主要是建筑材料基本性质实验, 水泥实验, 混凝土的粗、细骨料实验, 普通混凝土实验, 烧结多孔砖实验, 钢筋实验, 沥青实验等。大部分是验证性实验。建筑材料实验内容改革后可做如下调整:大多数大学生进入实验室前, 并不了解建筑材料的性质。因此, 要精选部分验证性的实验, 为后面设计性和综合性实验做准备。验证性的实验主要是水泥实验, 混凝土的粗、细骨料实验, 钢筋实验, 沥青实验。

(2) 综合性和设计性的实验, 比如普通混凝土实验可以改为设计性实验, 要利用前面做过的混凝土的粗、细骨料实验数据。如要求设计计算:某工程的预制钢筋混凝土梁 (不受风雪影响) , 混凝土设计强度等级C25, 要求混凝土强度保证率为9 5%, 施工要求坍落度为3 0-50mm (混凝土由机械搅拌, 机械振捣) , 该施工单位无历史统计资料。采用材料:1) 普通水泥强度等级、密度已知;2) 中砂:最大粒径、细度模数等已知;3) 碎石:最大粒径、含水率等已知;4) 水:自来水。求:现场施工配合比, 每立方米混合料中各材料用量。计算出结果后再把它换算成15升用量进行计算。每个实验小组利用前面砂、石的实验资料, 计算出搅拌15升的混凝土所需要的砂、石、水泥和水的用量, 再经过机械搅拌。测出混凝土的坍落度。

(3) 建筑砂浆实验也可以整合为砂浆配合比设计, 即设计性实验。如已知水泥的品种和标号, 砂子的粒径、堆积密度、实际含水率等, 按照设计要求的砂浆标号、沉入度以及分层度, 计算出砂浆试配时的配合比。至于用水量可以根据砂浆沉入度等的要求, 每立方米砂浆用水量在240-310千克之间选用。当然开始测时应该采用比较保守的态度, 用水量首先选用较小值, 不够再慢慢增加。沉入度满足要求后, 再用原来的配合比测分层度。分层度太大, 保水性差, 要加水泥和砂。分层度太小, 可加水。最后要调整到分层度和沉入度都满足要求, 实验才算成功。

2.2 调整实验的时间和课时, 对实验室进行开放式实验教学

传统的建筑材料大纲设置的实验课时为16节, 每次只有两节课, 有些实验等待的时间较长, 如水泥净浆凝结时间测定, 水泥安定性实验等。还有普通混凝土配合比设计实验, 搅拌完配料后还要调整坍落度, 最后还要观察和易性是否满足要求。以及建筑砂浆实验, 沉入量以及分层度的调整需要不少的时间, 两节课下来, 实验经常做不完, 不但影响实验的效果, 还影响下面的课程。因此, 考虑开放式教学是比较合理的。学生可以利用课余时间做实验, 首先和实验老师预约。实验时间可以考虑上班时间都开放, 每个实验小组自由组合, 小组人数为2-3人。进实验室前每个人都应做好实验预习报告, 由实验老师检查合格后方可进行实验, 实验过程中要注意记录数据, 实验后应认真写好实验报告。开放式实验教学可以培养学生的动手能力和创新能力, 调动学习的积极性和主动性。

2.3 加大资金投入, 扩建实验用房

为实验提供必须的物质保障, 且要加大实验室开放力度, 实现资源共享。去年某大学拔了一定的经费让新专业购买了不少的仪器设备, 但是实验室面积太小, 有些实验设备没有实验场地, 只能每种设备先摆放几台, 因此做实验时只能每个班多分成几个组, 占用了不少课余的时间。混凝土养护室及一些必须的实验设备也急需添置。此外, 实验室所拥有的实验设备虽然可以显示出一个学校的实力, 但我们不能作为一种摆设, 只有提高仪器设备的利用率, 科学地管理和使用这些设备, 才能真正发挥实验室的教学效用。因此要改革和调整实验项目。加大实验室开放力度, 实现资源共享。加强演示型、开放型实验的探索。以适应不同层次学生的学习需要, 给学生提供内容丰富的各类仪器设备以及组合实验工具, 为学生的个性发展和创造精神培养创造必要的物质条件。演示型实验可以针对各课程中的重点、难点和新思想, 通过生动、直观、引人人胜的演示, 帮助学生深化对课程中出现的基本概念、基本原理的理解。拓宽学生视野, 活跃学生思想。本科教学水平评估是对一个学校整体办学实力的一次大检阅, 是整改各项教育教学工作。尤其是整改实验室建设与管理工作的极佳机遇。为了更好地做好实验室的整改工作, 首先要对照条目进行逐项分析, 找出差距, 切实做好各项整改措施的落实工作。然后要加大实验室开放力度, 实现资源共享, 认真贯彻执行学校实验室开放管理办法和实验室开放基金管理办法, 做好实验室开放项目和开放基金的管理, 尽量以最少的基金资助达到最大的开放效益, 实现实验室时空上的全面开放, 充分发挥实验室的现有资源, 提高仪器设备利用率, 促进实验教学改革。

2.4 加强实验师资队伍建设[3]

首先是外引, 将校外有丰富实践经验的工作人员引进为实验工作人员, 其次是内部挖掘, 将内部刚毕业的年轻教师引进实验室工作, 增加实验师资力量。对于现有的实验人员, 要提高地位和待遇, 对实验师资应体现优质优酬和多劳多得。提供实验人员进修的机会, 还要定期进行考核, 使干得好与不好, 多与少, 干与不干, 区别开来, 引入公正公平的竞争机制, 形成积极向上的良好氛围。