文档介绍：土木工程材料与结构实验创新型教学体系的构建
袁健 摘要:根据《高等学校土木工程本科指导性专业规范》的要求,文章分析了中南林业科技大学土木工程材料与结构实验课程教学中存在的问题,提出构建土木工程材料与结构实验创新型教学体系的思路,学生为主体、教师为主导”的原则,构建土木工程材料与结构实验创新型教学体系,如图1所示。
该体系涉及专业基础实验、专业实验和研究性实验三个方面,克服以往单一的实验教学模式。在专业基础实验阶段,要求学生掌握基本的实验方法及测试技术;在专业实验阶段,学生可自主设计制作并完成实验。此外,鼓励学生积极参与结构模型竞赛、创新性实验及虚拟仿真等实验项目,并开展研究性实验。结合我校土木工程实验中心实际情况,本文提出如下改革措施。
(一)实验室管理模式改革及实验专技教师管理
实验中心主任根据学院的教学科研工作总目标,配合各专业、学科负责人制订实验室的长期和近期建设规划,从宏观层面把握实验室建设、仪器设备采购与实验教学的发展方向,努力将实验室建设与学科、专业和课程建设有机融合起来。同时,结合课程教学、科学研究和学科建设等情况优化实验室布局,做好各实验室内部的统筹和协调工作,努力实现对各实验室的规范、科学和高效监管。
根据学科或专业需求设置实验室并隶属相应的教学系,鼓励各教学系中具有高水平实验技术的专任教师参与实验室管理、实验教学和仪器设备研制工作,积极探索实验室开放运作和管理新模式。面向本科生开放相关实验室,鼓励参与研究性实验的学生利用课余时间进入实验室开展实验。建立理论课程与相应的实验课程教学队伍互通机制,通过组织安排实验教师和理论课教师交叉听课,促进教学、科研和实验技术兼容,逐步过渡至由高学历的专任教师主讲实验课,实验专技教师做好实验室日常管理、仪器设备维护及实验准备等工作,确保理论课与实验课同步开课。此外,有必要引进精通机械设备维修的工人充实实验专技队伍。 (二)改革实验教学方式,提高学生的参与度
通过土木工程材料实验和土木工程测试技术的学****学生基本上掌握了拌制混凝土、混凝土及钢筋力学性能测试、应变片粘贴及应变测试等技术,为专业实验的顺利开展打下坚实基础。结合钢筋混凝土结构设计原理、钢结构设计原理的相关知识,学生可自行完成钢筋混凝土梁、钢桁架的设计。其中,用于正截面受弯承载力破坏实验的钢筋混凝土简支梁可考虑适筋和超筋两种类型;用于斜截面受剪承载力破坏实验的钢筋混凝土简支梁应包括无腹筋和有腹筋两类。考虑到计算钢桁架承载力及变形的理论值时,本科生通常将桁架结构的节点简化成铰接,因此有必要将钢桁架模型的节点设计成螺栓连接,这便于学生在实验室进行拼装与拆分。在实验专技教师或工人的指导和配合下,学生可利用课余时间全过程参与梁模板和钢筋笼的加工、混凝土浇筑、钢桁架的制作等,并在合適的位置粘贴钢筋和混凝土应变片,让学生自主设计并制作实验构件,完成实验加载、实验现象观察及结果处理,很好地提高实验教学效率及学生的动手能力。需要指出的是,实验课应安排在相应的理论内容讲授后立即实施,同时在构件制作过程中预留同条件的试件用于测试材料力学性能。
下面以四点弯曲的钢筋混凝土适筋梁正截面承载力破坏实验为例,对实验结果处理环节的讲授方法进行说明。
一方面,学生在实验过程中已测试出梁跨中截面的混凝