CQU CIVIL

学院概况

- 实验教学方法与手段

2008年12月17日 00:00 土木工程实验教学中心 点击:[]

实验教学方法与手段

1 实验技术

根据实验教学与土木工程学科创新人才培养的关系,顺应现代土木工程新技术发展的需要,既保持土木传统的经典内容,又反映当今土木领域科技发展的进步,通过实验技术研究,设置相应的实验项目,使学生从实验技术到实验方法,从基础知识、实践动手能力到创新思维等各方面得到全方位的培养和提高。

1)在实验技术上体现先进性,积极跟踪土木工程科学技术的发展,不断采用先进的实验技术。

注重实验技术的研究,与时俱进,适时更新,引入现代土木工程实验新技术提高实验教学质量。而在许多实验项目中,中心采用了教师的科研项目中先进实用的实验技术,使学生受到科研、工程能力的培养。如在“BFRP条带加固混凝土受扭构件试验研究中率先在国内开展用新型加固纤维材料BFRP加固混凝土受扭构件的试验研究,为本科生开阔了视野。

2)在实验项目选择中体现综合性和创新性,结合科研和工程项目,将科研成果及时地转化为实验项目。

以是否能使学生真正达到对所学理论知识、实践技能的自主、综合运用效果,综合实验能力得到提高为标准,选择设计综合性实验项目。为此,中心减少了演示性实验,增加了综合性、设计性实验项目,在每一门实验课程中均设置了这类项目。进行了土力学、材料力学、道路与桥梁工程试验检测技术、混凝土结构、工程测量、土工测试、基于电子全站仪的测量等七项实验内容改革。中心还依托国家重点学科和国家重点实验室等科研基地,将具有创新意义的科研成果及时的转化为实验项目,以启迪学生科学思维,激发学生创新精神。例如:创新实验项目大跨度斜拉桥静动力性能与稳定性研究根据斜拉桥桥的结构特点和力学特征,利用全桥结构仿真分析对其进行力学建模研究,给出斜拉桥空间有限元计算模型,引入单元生死技术来模拟斜拉桥拉索的施工顺序,研究其成桥运营阶段其静力学性能。推导出带动坐标系迭代法的几何非线性平衡方程。推导吊杆张拉力的计算和优化方法,并依据本方法对一典型拱桥内力的影响规律进行分析。

3)在实验方案的设计中体现探索性,坚持以学生为主体的观念,加强学生在实验过程中的参与性和自主选择性。

学生科学思维和创新能力的培养,很大程度上依赖于他们在实验过程中的参与性和主动性。因此,中心在设计实验方案时,强调提高每个学生的参与机会和动手机会,使学生有充分的自主选择权,提高学生的学习兴趣。如在钢筋混凝土单筋梁正截面强度实验等实验项目的改革中,首先让学生自己设计试件、实验装置,参与构件的整个浇注过程和电阻应变片的粘贴操作,培养学生的动手能力,同时也让他们了解构件的生产工艺过程,对构件的结构及性能有一定的感性认识,这既是一个理论联系实际的方法,又是一个在实践中丰富理论知识的有效途径。另外,在实验过程中,指导教师让学生参与实验前期准备,试验仪器调试、试验过程操作、试验现象观察、试验结果分析,独立完成操作、测试、记录和数据处理。这样可以让学生根据实验得出自己的结论,按照自己的思路写出有说服力的试验报告,来达到通过实验验证理论的教学目的。同时提高学生对实验课的积极性及主动性,改进和提高实验教学的质量,提高实验教师的实际教学水平,启发学生的思维,培养学生独立分析问题解决问题的能力。

4)中心建设与学科建设相融合、与科研和工程实际相结合,构建了技术先进、设备一流的实验教学环境,提高了实验教学的水平。

中心依托土木工程学科基础,将实验室建设与学科建设紧密结合,将“985”“211”工程建设项目购买的科研设备用于实验教学,使学生及时掌握现代土木工程实验技术,如电子全站仪,MTS系统等先进设备均已用于本科生实验教学。

中心教师利用科研和工程实际的课题经费自制或改造实验设备或装置,为实验教学服务,提高实验技术水平。如利用科研项目经费改造了柱式构件建研式加载装置的L型加载梁等。

2 实验教学方法

中心不断改进实验教学方法,注重科学性与趣味性相结合,建立以育人为本,以学生为主体,以知识掌握为基础,以创新能力培养为核心,以综合素质提高为目标的实验教学模式,提高在实践中发现问题、分析问题、解决问题的能力,形成了自主式、合作式、研究式相结合的学习方式和理论与实验相结合的直观式教学方法。

1)自主式

根据以学生为本,以能力培养为核心的教学理念,中心采取开放式管理,发挥学生的主观能动性,给学生三个自主权:一是可以自主选择实验课题或自主拟定实验课题,如创新实验和毕业设计项目,学生全部自主选择毕业设计项目。二是可以自主选择实验方案和实验仪器,对一些综合设计性实验项目,学生可以自主选择实验方案和所需的实验仪器。三是可以自主选择实验时间,对一些综合设计性实验项目和研究创新型实验项目,可以在一定的时间范围内根据实验内容和自己的学习计划在中心管理系统上自由选择做实验的时间。

实行项目课题驱动和导师制,老师和学生双向选择,学生选择老师、选择适合自己的工作;老师选择适合完成某项任务的学生。

2)合作式

针对有一定难度且工作量较大的部分综合设计性和研究创新型实验,要求学生24人一组,共同拟定实验方案,集体完成实验项目并写出总结报告。培养学生查阅资料的能力,根据具体要求设计实验的能力,以及总结、归纳、撰写、宣读论文的能力。例如土力学实验即采取合作式实验方式,分小组进行。学生3人一组,内部分工协作,查阅资料、设计实验、选择仪器和实验方法,各施其责又密切配合,在规定时间内完成实验工作,通过每个成员的努力,合作完成实验任务。

3)研究式

研究式学习方式则主要针对研究创新型实验。这种方式强调对学生综合素质、创新精神和创新能力的培养,要求学生参与到科学研究的全过程,要参与研究方案的制定、实验设备的操作、实验数据的处理和研究论文的撰写等。这类实验项目大都来自于国家级科研课题,具有新意和挑战性,可以是指导教师设计实验项目,由学生选择完成;也可以是一组学生自主拟定实验项目,在教师的指导下共同完成。

4)直观式教学

打破实验教学与理论教学之间的界限,探索理论教学与实验教学相结合的新方法。改变过去那种教师先讲,学生再做,抱着学生走的教学方法。将有些实践性较强的理论教学内容,在实验课中结合实验内容讲授,充分运用现代计算机多媒体技术,开展直观教学。这样可以改变过去在黑板上作实验那种理论脱离实际、枯燥无味、空洞无物的教学模式。

如在道路与桥梁工程试验检测技术的实验教学中,主讲教师在实际道路工程中采集到的损伤样本搬到实验室现场教学;工程地质实习教师直接将学生带到现场教学,极大地强化了学生的感性认识过程。

3 实验教学手段

中心重视现代教育手段和技术的开发与应用,充分利用现代化教学手段,积极推行电化教学、计算机辅助教学、计算机模拟仿真等教学方式,并应用到教学中,配备多媒体设备和实践教学软件,使教师逐渐脱离了粉笔+黑板的传统教学模式,提高实践教学质量。

(1) 利用科研和工程实际中的样品开展实验教学

利用科研项目和工程实践中得到的样品,进行实际操作,结合科研和工程实际开展实验教学,改变了利用标准教学试样进行模拟操作的传统实验教学模式,一些科研成果也逐渐转化为实验教学的素材。学生在实验过程中,更具有参与真实科研工作的实感,有利于激发学生的实验兴趣,增强学生的实际动手能力。

2)多媒体实验教学

将多媒体技术应用于实验教学环节。在《工程测量》《土力学》实验课程中,采用了结合实验录像进行教学的方法。制作了较完整的多媒体实验教学软件,多媒体实验教学方法具有极其重要的辐射作用和推广价值。

3计算机辅助教学

推广计算机在材料实验中的应用,融入教师自己的科研成果,体现了土木工程实验课程的特色。如在《理论力学》课程的配套实验中,引入了计算模拟仿真实验教学软件,通过计算机材料设计与模拟,提高了实验教学的效果

4网络化辅助教学

中心注重利用网络技术提高管理水平和效率,最大限度地为学生提供良好的实验学习环境,拓宽学生的知识领域和实验教学空间,为教学活动开辟新的技术手段。根据实验教学和实验室建设发展新的需要,中心构建了具有鲜明特色的实验教学、实验室专用信息与管理网络平台和网络课程教学平台,该平台提供来大量的实验项目网络课件,供学生平时训练,实现了网络化实验教学、实验教学网络化管理和网上多媒体辅助教学与创新实验管理等的全面信息技术化。

4 实验考核方法

在实验考核方法上,采用多元考核办法进行综合评定,对不同课程和不同形式的实验采用不同的考核方法。在考核中,结合课程特点与教学要求,建立以基本理论、基本知识、基本技能为基础,以综合运用能力为重点,以学习态度为参照的综合考评体系,注重考评方式的多样化和考评指标的规范化,以保持对学生学习成绩和教师教学效果检验的客观公正性。

主要考核内容包括:实验出勤率、实验操作、试验方案正确性(综合设计性实验)。全方位、多元考核体系有助于激发学生实验参与积极性和加强实验教学的规范化管理。

1)对于与理论课程相结合的配套实验课程,实验成绩必须计入课程考核成绩,实验成绩占课程总成绩的15%。实验成绩统筹考核实验过程和实验结果,对学生的出勤及实验结果进行记录,从考勤、实验过程检查和实验报告三个方面综合考评并确定成绩,实验考核成绩登录在单独的学生实验成绩单,按15%计入课程总成绩中。实验考核方法:出勤率10%,课堂纪律 10%,实验过程 35%,实验报告质量 45%

2研究创新型实验课题,由学生自拟(或教师提出)实验项目,学生设计实验方案,自主完成实验过程,最后以科研论文或技术总结形式提交实验报告。考核采用中期检查和结题答辩的方式进行,依据的是学生在学习过程中的表现、是否发表科技论文、申请专利、各类获奖情况等,由中心主任、副主任及相关指导教师共同考核。

上一条:- 实验教材 下一条:- 体系与内容

关闭