谈述开放式开放式混凝土结构实验教学

摘要：创新能力、动手能力和解决实际问题能力的培养，是土木工程专业学生的教学实践中的重要环节。由于开放式实验具有设计性、创造性和综合性的特点，开展开放式混凝土结构实验教学，能调动学生的主观能动性，促使学生勤于思考、勇于创新，提高学生的创新能力及发现问题、分析问题和解决问题的工程实践能力。实施过程中需要做好开放式实验的项目申报、立项、审核、实验开展及总结验收等各项工作，实现开放时间及实验资源的统筹安排和优化配置，确保开放式实验教学的顺利实施。
关键词：创新能力；人才培养；开放式实验教学；混凝土结构
1005-2909（2013）01-0135-03
自20世纪90年代以来，土木建筑行业一直是中国国民经济中的重要支柱产业，据不完全统计，当前中国设置有土木建筑类专业的高等院校已达400多所。土木工程是一门实践性很强的学科，要求在校期间重视对学生的创新能力、动手能力和解决实际问题能力的培养。因此，当前以能力为导向培养土木工程专业创新型人才是中国由经济科技大国走向经济科技强国，实现跨越式发展的迫切需要。

一、混凝土结构实验教学的背景和现状

自1998年7月《普通高等学校本科专业目录》颁布以来，将原来的建筑工程、公路与城市道路工程、桥梁工程、铁道工程、隧道工程、港口工程等8个专业合并为土木工程专业，即“大土木”。调整后的土木工程专业具有学科方向多、专业口径宽和综合性强等特点。混凝土结构是目前国内外应用最多、应用范围最广的结构型式。混凝土结构系列课程，包括混凝土结构基本原理、混凝土结构及砌体结构设计、高层建筑结构设计及特种结构等课程，都是各大高校土木工程专业的主干课程。然而，目前对“大土木”宽口径、厚基础要求的混凝土结构摘自：本科毕业论文范文www.618jyw.com
课程，涉及到建筑工程、公路工程、铁路工程等行业的《混凝土结构设计规范》《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》等3本规范。3本规范的内容和要求差别较大，甚至设计理念和方法也有较大的差异。如何在有限的学时内引导学生深刻理解混凝土结构的基本原理，抓住混凝土结构的精髓，又不使学生对各个行业规范的计算方法产生混淆，是教师面临的一道难题。
混凝土结构是建立在试验基础上的理论性、工程性、综合性很强的课程。课程中的许多理论、模型及公式均来源于实验。实验教学是混凝土结构教学的重要组成部分，是抽象思维与形象思维、传授知识与培养能力、训练技能相结合的过程。因而，在混凝土结构课程的教学过程中，根据教学进度开展必要的实
验教学环节，不仅能提高学生的学习兴趣、加深学生混凝土结构基本理论知识的理解，而且能促进学生的创新能力、动手能力和解决实际问题能力的培养和锻炼。
据笔者的调查，目前国内各大高校的混凝土结构课程实验教学的开展情况如下：由于受到学时和实验资源的限制，大多数高校的混凝土结构课程没有设置实验教学环节，而采用多媒体或实验录像展示代替；少数高校混凝土结构课程开展了教学实验，但大多采用验证型参观实验的方式，即由实验教师或实验员预先设计制作好混凝土试件（如配筋率不同的钢筋混凝土梁、钢筋混凝土偏心受压柱等），在实验课中进行现场加载试验，带领学生观看构件加载的破坏过程和破坏现象；同济大学、浙江大学等高校自主研发了多功能的混凝土结构教学实验平台[2-3]，清华大学等高校也先后开展了开放式混凝土结构课程自主研究实验教学[4]的探索。境外的各大高校均非常重视创新能力、动手能力和解决实际问题能力的培养，实验教学是混凝土结构课程中一个非常重要的环节。以香港理工大学及香港城市大学为例，混凝土结构课程要求学生自主设计完成混凝土构件的实验，最终提交书面的实验报告作为课程最终成绩评定的重要依据，自主实验的权重达到30%。

二、混凝土结构开放式实验教学探索

(一)开放式实验教学的目的和意义

由于传统的验证型实验只是混凝土结构教学的辅助手段，并没有使学生的思维方式、实践能力和研究能力得到转变和提高，很难建立“实际操作—实验现象—分析理论—设计计算”这一过程的完整认识，不利于学生创新能力和工程实践能力的培养。
开放式实验教学，就是在满足基本实验教学的前提下，将实验室定期或不定期地对学生开放。依托开放式实验室提供的实验设备、耗材等试验条件，学生在教师的指导下，根据所学知识选择一个题目，独立设计实验方案，并完成实验过程。开放式实验具有设计性、创造性和综合性的特点，这是其区别于传统的验证型实验最显著的特性。开放式实验形式单次实验持续时间短，规模适度，经统筹安排，可使其不与正常教学时间冲突，可操作性好。
开放式实验中学生始终处于主体地位，自主把握实验方法和进程，教师在实验过程中只需给予必要的指导和启发。它不仅能调动学生的学习主动性，加深学生对课本理论知识的理解，而且能充分调动学生的主观能动性，促使学生勤于思考、勇于创新，不断思索实验方法，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的工程实践能力及实验操作技能。开放式实验教学鼓励学生之间探讨实验方案等相关内容，促使学生在学习上相互交流，培养他们沟通交流的能力和团队协作精神。此外，开放式实验能提高实验设备和场地的利用率，也能促使实验室统筹规划能力和管理水平的提高，推动了实验室自身的建设。

(二)混凝土结构开放式实验教学的实施

1.开放式实验的选题

混凝土结构开放式实验的选题可来源于以下3个方面：教师结合教学需求申报的教学型开放式实验项目；教师结合科研项目申报的科研型开放式实验项目；学生结合科技创新活动申报的创新型开放式实验项目。

2.开放式实验的实施步骤与措施

混凝土结构开放式实验的具体实施步骤如下。
（1）开放式实验项目的申报。组织教师结合混凝土结构课程教学及开展科研工作的需要，申报教学型、科研型开放式实验项目；学生也可结合开展科技活动的需要积极申报创新型开放式实验项目。源于：免费论文查重站www.618jyw.com