土木工程材料實驗課程創新性研究

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摘要:土木工程材料實驗課程是土建類專業學生了解土木工程材料的重要途徑之一，其改革與創新對于土木工程學科建設具有重要意義。文章針對之前實驗課程中存在的一些不足，結合“新工科”建設的發展目標，從實驗內容調整、學生創新能力培養和考核方法優化這三個方面，對土木工程材料實驗課程的教學方法進行了探討，為今后實驗課程的改革與創新提出了一些建設性的思路。

關鍵詞:新工科；土木工程材料；實驗；創新性

1實驗內容的調整

長江師范學院是地方應用型本科高校，土木工程材料實驗課程應以創新能力、實踐能力的培養為主。基于此，對原有的實驗內容做出了適當調整，減掉了應用面較窄、專業屬性過強的燒結多孔磚和石油瀝青試驗，增加了水泥基本性質和混凝土配合比設計所占的篇幅，著重加入了混凝土性能測試的內容。由于土木工程材料在不斷更新和發展，其試驗標準、規范和操作方法亦有較大變化，需及時對實驗內容進行更新，如金屬拉伸試驗中，鋼筋抗拉強度在200～1000MPa之間時，從原來的應修約到5MPa改為現在的1MPa[3]；2018年起，GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》中取消了32.5強度的水泥，相應實驗中使用的水泥需采用42.5強度及以上[4]。對于驗證性試驗，如水泥膠砂強度試驗，可將1年前預留的試樣和新制備的試樣進行強度對比，讓學生更加直觀地感受齡期對水泥水化強度的影響。通過試驗內容的優化和調整，可使土木工程材料實驗課程的知識體系更加完整，重點更加突出，符合當今土木工程學科發展對專業實踐能力的要求。

2學生創新能力的培養

對學生創新能力的培養，不僅可以通過提高創新性實驗的比重來實現，也可以體現在驗證性實驗中。如混凝土配合比設計中，通常都會直接給出集料的表觀密度、含水率、粒徑等指標，學生通過相關要求和參數計算即可。而現在作為“協助者”，教師可以只提供原料，而不告訴學生指標，讓學生自己進行檢測。通過烘干前后的質量差計算含水率，通過篩分試驗得到集料的粒徑，通過李氏瓶和電子天平測出集料的表觀密度。相比直接給出參數，這樣更能啟發學生的思維。土木工程材料試驗課程一般安排在大二的第一學期，大二是學生進行科技創新的黃金時間，因為大一需要適應學習環境并學習基礎課，而大三開始專業課難度增加，又要抽出時間準備考研。由于“挑戰杯”、“創新創業”和“互聯網+”等科技創新實踐項目通常給學生提供的項目經費較少，土木工程實踐創新相對較難實現，而土木工程材料創新性研究則是一個比較好的切入點。可供選擇的研究內容包括高性能混凝土的制備、與建筑材料相關的工程病害防治措施、提高建筑材料耐久性的研究、建筑廢棄物的資源化利用等方面。以建筑廢棄物資源化利用為例，可以在周邊廢棄建筑或者建筑垃圾填埋點收集實心磚、空心磚、混凝土塊、砌筑砂漿、瓦片、瓷磚等建筑廢棄物，通過破碎和篩分得到再生骨料，然后用這些再生骨料對混凝土或水泥砂漿的骨料進行部分替代[5]。而且，以往做完試驗后的廢料通常都是堆積，然后做為垃圾進行集中處理。但是結合建筑廢棄物的資源化利用的方向，還可以將檢測抗折強度和耐壓強度后的混凝土試樣進行收集、破碎，作為混凝土再生骨料進行利用。學生通過創新項目的鍛煉，動手能力和科研能力都會有一個顯著的提高。

3考核方式的優化

以往在開始試驗之前，均由試驗老師講述試驗指導書中的詳細內容，并示范具體的操作過程。在試驗過程中，如果學生只是單純地重復試驗指導書中的操作步驟，容易導致實驗結果千篇一律，也無法避免試驗報告數據的雷同現象。現在，是讓學生提前預習實驗指導書，對學生進行隨機提問，并對平時成績進行考核，從而促進學生試驗前的預習，并通過自己對指導書的理解來進行試驗，幫助學生獨立思考。試驗結果一定要實事求是，如果結果不符合要求，需要重點分析原因，并對試驗過程中出現的問題進行總結，不能隨意篡改試驗結果。除此之外，還要對試驗過程進行考核，包括操作是否規范和認真程度、學生之間的配合、數據記錄詳實與否、試驗原料浪費與否、是否注意試驗安全、是否愛護試驗設備、試驗后實驗室衛生保持情況等。

4結語

隨著土木工程學科的發展，如何培養“新工科”背景下土木工程專業的高素質復合型人才，提高學生的實踐和創新能力，是各工科院校需要考慮的重點。土木工程材料實驗課程的改革與創新研究同樣要結合土木工程學科的發展，在實驗內容上不斷補充最新的研究進展，在教學方法上以實驗理論為基礎，注重學生實踐能力的培養，提高學生解決實際工程問題的能力，最終為社會輸送更多專業實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的優秀技術人才。

參考文獻:

[1]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究,2017(03):7-12.

[2]黃謙,蔡姣.土木工程材料實驗教學改革探討[J].河南建材,2018(01):222+225..

[3]劉鵬鵬,葉又,魏一凡.金屬材料高應變速率拉伸試驗的應用及現狀[J].理化檢驗(物理分冊),2018,54(09):25-30.

[4]趙新軍.全面取消32.5水泥完全可行[J].中國水泥,2018,194(07):59-60.

作者：趙亮 李永強 姚爽 單位：長江師范學院土木建筑工程學院