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土木工程結構實驗教學包括很多方面,譬如結構靜力試驗、結構動力試驗、結構無損檢測等,這些實驗的開展,不僅有效的鞏固了學生的學習知識,還能開拓了學生的視野、加強了學生們的動手能力。現如今,許多學校都順應時代的潮流開展有土木工程專業,但未必每所學校都有充分的準備,仍然存在很多的不足,這樣培養出的學生勢必不如其他好的院校,我們要根據土木工程的專業特點,對可能出現的問題進行探討。每一門專業的最終目的都是為了培養出專業的人才,而土木工程更是如此,傳統的教學注重理論的教學,忽略了實踐教學的意義,把實驗課看成理論課的輔助,只是為了學生更加深刻的掌握相關理論知識,開不開展意義不大,這其實是不對的。實驗是所有理論的來源,它印證并且保證了理論的真確性,所有理論的成立,都離不開大量復雜的實驗,只有實驗才能真切的讓學生看見理論的成立,鞏固所學的知識,也只有實驗能夠證明理論和謬論的真實性、錯誤性,而土木工程結構試驗更能鍛煉學生們的動手和實踐能力,為社會培養出實干型人才做出巨大的貢獻。在學校開展土木工程結構實驗教學有著諸多的問題,在此我們便一一分析討論。
1 土木工程結構實驗教學的問題
1.1 學生的問題
高中是死記硬背的填鴨式教學,千軍萬馬只為了擠上大學的獨木橋,語數外加上其他幾門,從進入高中開始便是一張又一張的卷子,加上高考全是筆試,只要理解和背誦,靠著書上的公式解開一題又一題,如此長時間的學習模式,讓學生造成了思維定勢,讓他們以為學習便是理解書上的知識,而后套用公式去解決問題,這嚴重的限制了學生們的創新思想和動手能力,土木工程的學習不僅僅是書本上的知識,更要動手去進行實驗,去實踐中才能獲得真知。學生們失去了主動能力,只會被動的接受,不能主動積極的接受,更惶論積極主動的進行實驗,這樣的學生只能紙上談兵,一旦到了用時便會手忙腳亂漏洞百出,這不是我們所希望能培養出來的,社會需要的是動手和動腦能力同樣卓越的人才。
1.2 教學資源方面
我國有很多的大學院校都開展了土木工程專業,這是件值得欣慰的事情,但未必所有學校都為了這項專業的開展做了充分的準備,他們以為開展土木工程專業跟其他的許多專業一模一樣,有教師和課本以及教室就可以,按照課本按圖索驥,讓學生去理解大量書中的知識,去死記硬背,忽略了土木工程實驗教學的重要性。與土木工程專業大量開展的同時,優秀的師資力量缺乏這個問題也漸漸凸現出來,肉少狼多,一個優秀的教師需要大量的時間才能培養出來,這也為實驗教學的開展帶來了許多的困難,與此同時,許多開展了土木工程專業的學校資源設備并不能跟上教學實驗的需求,土木工程實驗教學所需的設備相對偏貴,很多學校便只選擇一些在預算之內的,放棄了其他的,這嚴重的限制了土木工程實驗教學的開展。學校的經費預算不夠,土木工程的實驗教學所需要的經費較多,除了傳統意義上的教學器材的購買、維護以及更新,還包括了各種實驗構件的制作,而且土木工程專業實驗教學很多構件一般都職能使用一次,因為土木工程很多實驗屬于破壞性實驗,導致各種配件不能夠重復使用,消耗量大,使得本來緊張的經費更加捉襟見肘。土木工程的教學經費大多是來自學校的投入,但土木工程實驗教學卻是十分消耗資金的一塊,這使得資金問題日益嚴重。老牌的學校專業器材過于成舊,沒有更新換代,新建專業的學校買不起教學器材和配件,這都嚴重的限制了實驗教學的開展。
這種種的限制條件結合在一起,使得土木工程結構實驗教學只能作為輔助手段來鞏固專業理論課所學到的知識,實驗教學的管理制度的不完善,使得實驗教學只能夠局限在一個小的范圍內,變成理論知識的附庸,不能讓學生們主動的動手去發現,去理解,進行創新實驗,嚴重的限制了優秀的土木工程專業人才的培養。
2 土木工程實驗教學問題的探索和改革
2.1 提高學生的積極主動性
學生作為土木工程實驗教學的主體,如果不從根本上改變他們的認知,那么其它的改變也毫無益處,土木工程是一個實踐性很強的專業,而不是大多數學生認為的那樣,實驗教學僅僅只是土木工程的衍生品,只要將理論知識死記硬背便可以,導師要努力讓學生們想要主動的動手去做,去研究。在這一方面,學校可以大力開展試驗,培養起學生對試驗教學的興趣,同時強調實驗教學對于土木工程專業的重要性,學校可以通過開展講座等一系列的活動提高學生們對于試驗教學的重視,讓他們加深對實驗教學的認知,同時,要帶學生進入社會實踐,讓他們參觀一些工程,加強他們對于實驗教學的好奇心和參與性,通過一系列的手段讓學生能夠積極主動的參與進入土木工實驗教學。學校可以開放實驗室給學生自主實驗,通過教師的指引和書本知識,讓學生能夠主動積極的去進行一些實驗,培養學生的動手能力和主動積極性,學校可以增設開放性實驗,通過開放性實驗,學生需要積極主動的去參與,去尋找實驗必須的資料。同時,應該將實踐與實驗相結合,學校可以讓學生參與進教師的科研項目,這從一定的方面增強了學生的主動性,動手能力和主動性,也從一定的方面緩解了實驗室資金的緊張,而且教師的科研項目成功后也可以為實驗室帶來更多的資金,一方面解決了資金問題;另一方面也增加了學生的見識,培養了學生的創新能力和動手能力,增長了學生的見識,一舉多得,何樂而不為。
2.2 學校加強對實驗教學的重視
一個優秀的實驗需要優秀的導師,實驗室導師有必要提高自身的素質。學校在大力加大對實驗資金投入的同時也可以通過實驗室對外開放來吸取維護實驗室運轉的必要資金,通過科研資金維護更新實驗室。完善實驗室管理制度,必要時候可以引進其他成熟實驗室的研究成果,為實驗室的進一步發展打好基礎。
課程的教學定位非常重要,教學定位決定了在教學過程中所應用到的教學方法、教學手段,等等。在“大土木”背景下,《土木工程概論》課程教學目的是:使學生較全面地了解土木工程專業所涉及的領域、包含的內容、所獲得的成就及未來發展情況,從宏觀的視角了解土木工程專業的綜合性、社會性及其在技術、經濟與管理方面的統一性,初步涉及一些基礎專業概念;引導學生了解自己對大土木下眾多學科中感興趣的方面,建立熱愛土木工程專業的感情和對土木工程事業的責任心,為今后積極主動地學好專業課程、培養自主學習的能力打下思想基礎。《土木工程概論》這一課程的定位,就是讓學生通過教師的講授,對“大土木”背景下涉及到的學科,包括建筑工程、交通工程、巖土工程、橋梁隧道工程等方向所涉及到的基礎的工程各類、所需要的專業技能都有一定的了解;在了解清楚每一個學科的內容及相關方向后,逐漸對土木工程專業產生濃厚的興趣,為今后選擇方向的時候做好充分準備。興趣是最好的老師,也是最大的前進動力,是學生在以后工作崗位上能做出貢獻的最重要的前提條件。只有使土木工程學生真正選擇了一個自己喜歡的方向,才能真正喜歡這一份職業,才能發揮最大的潛能。因此,《土木工程概論》這一課程應定位于激發學生對土木工程專業的興趣,并挖掘在“大土木”背景下自己感興趣的學科方向,為將來選擇學科方向及就業方向做好充分的準備。
二、教學方法得當
教學方法是課堂的靈魂,是學生激情的催化劑。不當的教學方法,會使課堂毫無生氣,教學效率低下;得當的教學方法,能使學生學習起來事半功倍,并能培養濃厚的學習興趣。土木工程專業是一門實踐性非常強的學科,眾多的設計理論、施工技術方法等都是在實際的工程中遇到了相應的問題,然后集眾多工程人員的智慧而提出來的。對于剛入學的新生來說,如果在還沒有充分了解土木工程內涵、特點的情況下,對他們講解一些專業術語、專業詞匯、專業理論,他們是難以理解和接受的。作者認為,想要讓土木工程新生快速地了解一個設計理論的來龍去脈、一種施工方法的技術要點,最直接、最有效的辦法便是結合相關的工程實例進行講解。當教師把工程實例展示給學生后,學生能非常直觀、快速地領會這種理論或者方法的背景,理解起來就非常容易。加強工程實例的講解,使土木工程專業新生快速了解土木工程專業入門知識,形象地再現土木工程所涵蓋的學科內容和涉及的多方面知識,達到提高對土木工程的興趣、提高教學效果的目的。因此《土木工程概論》課程教學中工程實例的講解顯得十分重要。在授課的過程中列舉工程案例,通過分析案例的背景、發生的機制、產生后果的原因等可以加深學生對問題的理解,進而引發對此類問題處理方法的思考;其次,要求教師所列舉的工程事故一定要帶有較為強的時效性,接近學生的實際生活,讓他們的切身感受更為強烈。例如當講到關于地基不均勻沉降的專題時,除了講授一些書本上已有的經典例子外,還可以列舉近期上海一商住樓的突然倒塌的工程實例進行講解分析。這樣,一方面可以提高學生的學習興趣,另一方面也可以起到培養學生現代工程意識和思維方式的作用,使這些未來的工程師們能夠樹立現代工程人才的價值觀,養成嚴謹的工程觀并把它貫穿于以后的學習和工作當中去。
三、教學手段靈活
教學手段是課堂的推進器,合適的教學手段能使學生更快速地掌握大量的信息。隨著現代信息技術的發展和互聯網應用的日益普及,多媒體技術越來越多的應用在高校教學中。多媒體技術可以是一種利用多媒體儀器,將授課內容集合文字、圖像、聲音以及動畫等形式,多角度、多視角、全方位的呈現教學內容的教學手段。多媒體技術的使用,可以讓課堂教學形式新穎、活潑。特別是對于《土木工程概論》這一信息量大、與實際工程緊密相關的專業課程的講授,充分利用多媒體技術進行輔助教學,能夠將抽象的理論通過計算機技術惟妙惟肖地演示出來,為學生提供豐富多彩的視覺、聽覺和立體圖像等刺激性環境,進而極大地誘發和調動學生的學習動機和愿望。在利用多媒體輔助教學的過程中,多媒體技術擔當著信息載體與傳達手段的角色,其教學目標、教學組織和進程控制仍需由教師掌控。因此,對于課件的制作,教師應先仔細研究教學內容,并依據教學大綱制定詳細的教學計劃,從而建立一個完整的教學框架結構,該結構可借鑒傳統教學方式中循序漸進的結構,以體現教學方式的連貫性。對于多媒體技術的使用,不應僅僅局限于對課件的制作,還應充分利用已有的豐富的網絡的資源,如一些視頻資源。對于《土木工程概論》來說,英國國家地理頻道推出的系列紀錄片“偉大工程巡禮”就是一部非常優秀且合適的視頻資源,該系列紀錄片紀錄全球最具野心和愿景的工程建筑案是如何展開的。藉由各式各樣的檔案以及高解析度、專業拍攝的影片,節目里將敘述每項工程落成背后的精彩、戲劇性、充滿英雄膽識的故事。由主要設計師、工程師、專案經理及工地人員,來說明他們如何克服挑戰,打造現代最高、最長、最快和最復雜的工程建筑案。在《偉大工程巡禮》系列節目中,可以見識建構我們日常生活的建筑工程奇觀。因此,通過該系列片的播放,不但可以激發起學生對土木工程專業的強烈興趣,而且看到各種偉大的建筑在自己同行手中從無到有地落成,有利于培養他們的專業自豪感與成就感,從而找到對土木工程專業的高度認同感,與此同時,也學習了相關的專業知識,了解了當今世界最全的建筑技術。因此,充分利用網絡上優質的資源進行教學,是一種一舉多得的教學手段。
四、小結
關鍵詞:工程案例教學;土木工程專業;應用
前言
土木工程專業在建筑領域中屬于重點的基礎性學科,是為國家輸送優秀的高級工程技術型人才的基地[1]。在土木工程專業的教學中,要注重理論和實踐的相結合,培養應用型和創新型的人才,因此老師在教學中采取有效的教學方式極為重要。工程案例教學是土木工程專業中非常有效的教學方式,但是在實際的教學中仍需要老師結合實際合理地應用才能取得預期的效果。以下是對工程案例教學的概念和優點以及應用在土木工程專業中的一些分析。
1.工程案例教學的概念和優點
工程案例教學方式指的是授課老師以教學目標和內容為依據,在設計教學方案時準備好有關的案例,在課堂教學過程中讓學生對案例進行獨立或小組合作等形式展開討論分析,從中獲取相關的理論和實踐知識,同時加深學生對所學知識的理解和記憶。工程案例教學是將實際工作中的例子結合到課程的理論教學中,對于培養學生的綜合能力有很大的幫助[2]。通過工程案例教學與純理論教學相結合,可以改變枯燥乏味的課堂形式,對提高學生的學習興趣有很大的促進作用,增加學生學習的主動性。而案例的選取來自實際的生活中,切近學生的生活,在便于就地取材的同時還可以方便學生的理解。在土木工程專業的教學中應用案例教學還可以讓學生感受工程的實際施工情況,更加的了解本專業的相關技能要求,從而提高本專業學生的行業競爭能力。
2.工程案例教學在土木專業中的應用分析
2.1工程案例的選擇要以小見大,由易到難
在本專業應用工程案例教學時應合理地選擇案例,比如對于大一的新生而言,對本專業了解的程度不高,甚至非常的陌生,剛開始接觸本專業需要一個緩沖適應的過程。因此授課老師在教學時要注意選取較為簡單的案例,結合教材進行教學。比如在《土木工程和土木工程專業》這一課的教學主要是讓學生了解土木工程的概念,了解本專業的具體內容、現狀以及發展等各方面的概論知識。這時老師可以就學生身邊熟悉的建筑工程作為案例,比如地鐵的修建、城市已建成或者在建的一棟棟高樓、隧道建設、橋梁建造等均是土木工程所要學習的,學生對這些建筑也都比較熟悉,通過回憶和聯想就會對本專業有了更深的認識。而隨著課程進入到技術知識的教學時,老師可以取身邊的例子或者國內外的經典案例與學生一起進行更加深刻的分析,比如城市高樓建設的結構、反震系統設計等等技術層面的知識。總之在土木工程中應用工程案例教學要合理、循序漸進,以小見大,由易入難。
2.2工程案例分析要結合教學大綱和進度
在土木工程專業的教學中應用工程案例教學還應該以教學大綱作為參照依據,結合課程的進度選取和分析案例[3]。這和前面案例的選擇應注意的由易入難有些類似,但又有所不同,結合課程內容和課程進度需要老師把握好案例教學的度,不需要每個知識點都選取一個案例,這樣會造成學生對案例認識的偏差,過分的關注案例本身而忽略了理論知識的學習。畢竟采取工程案例教學是為了使更好的的理解理論知識,并獲得相關的實踐知識,而不是用來替代專業理論的教學。同時進行工程案例分析時避免盲目的擴寬知識范圍,比如在《材料的力學性質》的教學中,在分析工程案例時應著重從本節的知識點去分析探討,而對于相關的建筑的構造要素、施工等方面的知識可以稍微提到但是不作為重點分析項目,等到學習該知識點的具體課程再進行深入的分析,這樣就不會使學生抓不住重點、造成思維上的混亂等現象。總之老師在應用工程案例分析時要明確課程內容和教學的目的,把握好工程案例教學的度,通過案例學習而不是為了學習案例而進行教學。
2.3工程案例教學中注意培養學生對本專業的興趣
選擇本專業的學生不一定是因為興趣才報的志愿,可能是調劑或者其它原因,也有的學生原來帶著濃烈的興趣報考本專業,但是接觸后覺得與想象中的有出入而失望,漸漸地失去興趣等等。當學生對本專業興趣不高甚至毫無興趣時,學生學習的主動性會很差,學習的效率不高,最終就達不到本專業的培養目標。興趣才是最好的老師,因此授課老師在工程案例教學中應該注意培養學生對本專業的興趣[4]。可以通過選取典型的案例吸引學生的注意,如在講到橋梁的內容時,可以選取武漢長江大橋經歷過70多次甚至有一次是大橋的7號橋墩受到一艘載重萬噸的游輪撞擊,只留下擦痕并無其他的問題,其中的關鍵是該大橋采用了“裁牙齒”的世界領先工藝。學生在聽到案例時會被大橋的堅固所震撼,被整個案例吸引,漸漸地就會對相關得知識產生好奇心和興趣。另外還可以在案例分析的過程中采取小組合作、主題辯論等樣化的形式進行,不僅活躍課堂的氛圍,還可以多提高學生的參與積極性,培養學生的興趣。
3.結語
土木工程專業涵蓋工程結構、土工、工程測量、土木工程材料等實驗室,強調培養理論知識扎實、動手實踐能力與創新能力均具備的復合型技術性人才。本著為國家輸送優秀的工程技術人才的理念和目標,在土木工程專業的教學中應采取有效的教學方式。工程案例教學具有十分明顯的優點,有利于人才培養的目標,而土木工程專業應用工程案例教學時應注意案例的選取要以小見大、由易入難,工程案例的分析要結合教學大綱和進度,并在案例教學的過程中培養學生對本專業的興趣。
參考文獻:
[1]蓋曉連,邰連河.工程案例教學在土木工程專業的應用研究[J].神州,2013(03):79.
[2]李亞芝.工程案例教學在土木工程專業的應用研究[J].才智,2015(08):
[3]秦立朝,楊素娟.淺析工程案例教學在土木工程專業的應用[J].江西建材,2015(17):253.