- 相關(guān)推薦
工程結構設計原理實(shí)驗教學(xué)現狀及創(chuàng )新
工程結構設計原理是土木工程專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎課，是一門(mén)理論性、經(jīng)驗性和實(shí)踐性很強的課程，下面是小編搜集整理的一篇工程結構設計原理實(shí)驗教學(xué)探究的論文范文，供大家閱讀查看。
工程結構設計原理的概念原理及理論發(fā)展很多都是建立在實(shí)驗基礎之上，因此，工程結構設計原理實(shí)驗是工程結構設計原理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分。實(shí)驗教學(xué)在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )新意識，拓展學(xué)生的創(chuàng )新思維，增長(cháng)學(xué)生的創(chuàng )新技能，培養學(xué)生的創(chuàng )新品格等方面的作用是其他任何教學(xué)形式所不能替代的[1-5].通過(guò)做實(shí)驗，不僅能夠加深學(xué)生對工程結構設計基本原理的理解，讓學(xué)生對建筑工程結構的受力過(guò)程及破壞形態(tài)有更加直觀(guān)的認識，而且還能提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，培養學(xué)生對土木工程專(zhuān)業(yè)的興趣及研究熱情[6-7].
筆者結合學(xué)校工程結構設計原理實(shí)驗教學(xué)的現狀及存在的問(wèn)題，對工程結構設計原理的實(shí)驗教學(xué)方法、實(shí)驗考核方式進(jìn)行改革探討，使學(xué)生更好地了解、掌握和運用工程結構設計原理知識解決實(shí)際工程問(wèn)題，培養學(xué)生的工程意識和科研素養，為今后從事土木工程領(lǐng)域的技術(shù)工作或科學(xué)研究打下堅實(shí)基礎。
一、工程結構設計原理實(shí)驗教學(xué)現狀
學(xué)校工程結構設計原理實(shí)驗經(jīng)過(guò)2008年的教學(xué)改革，已獨立于工程結構設計原理課程成為土木工程基礎實(shí)驗課程的一個(gè)重要組成部分。該實(shí)驗課總共10學(xué)時(shí)，包括鋼筋混凝土超筋梁和少筋梁的正截面受彎性能試驗、鋼筋混凝土梁斜截面斜壓和斜拉破壞試驗等4個(gè)演示試驗及鋼筋混凝土適筋梁正截面受彎性能試驗、鋼筋混凝土梁斜截面抗剪性能試驗、鋼筋混凝土柱偏心受壓性能試驗、鋼柱軸心受壓失穩試驗及磚砌體受壓性能試驗等5個(gè)實(shí)際操作試驗。以往的實(shí)驗教學(xué)步驟大致為：(1)實(shí)驗指導教師在每學(xué)期初與理論課授課教師根據授課進(jìn)度及時(shí)間，確定每項實(shí)驗的具體安排;(2)實(shí)驗指導教師將實(shí)驗指導書(shū)及實(shí)驗報告分發(fā)給學(xué)生，學(xué)生根據要求在每項實(shí)驗前先進(jìn)行預習;(3)實(shí)驗指導教師準備實(shí)驗試件;(4)學(xué)生分組完成實(shí)驗，教師巡回指導;(5)學(xué)生撰寫(xiě)并提交各自的實(shí)驗報告;(6)實(shí)驗指導教師根據學(xué)生的實(shí)驗操作情況及實(shí)驗報告完成情況給出成績(jì)。以上模式經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，雖然培養了學(xué)生的基本實(shí)驗技能，但仍然存在以下問(wèn)題。
(一)實(shí)驗前預習準備不夠充分
雖然每學(xué)期初，實(shí)驗指導教師將實(shí)驗指導書(shū)及實(shí)驗報告發(fā)給學(xué)生，并多次提醒要課前預習，但由于缺乏有效的考核機制，很多學(xué)生未預習就參加實(shí)驗。由于學(xué)生缺乏有效的預習，導致實(shí)驗效果大打折扣，學(xué)生未得到應有的實(shí)驗鍛煉。
(二)學(xué)生創(chuàng )造性調動(dòng)不夠充分
以往每學(xué)期開(kāi)始，實(shí)驗指導教師會(huì )將標準統一的實(shí)驗報告交給學(xué)生。每位學(xué)生在實(shí)驗完成后，根據實(shí)驗報告的格式將空白處補充完整，缺乏對學(xué)生主觀(guān)能動(dòng)性的調動(dòng)。實(shí)驗課變成了簡(jiǎn)單的機械式的重復體力勞動(dòng)，未能起到理論與實(shí)踐融會(huì )貫通，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣的作用。
(三)實(shí)驗報告存在抄襲現象
由于實(shí)驗分組進(jìn)行，抄襲現象難以避免，實(shí)驗指導教師也無(wú)法分辨。
(四)實(shí)驗報告批改后缺乏交流
以往學(xué)生在提交實(shí)驗報告后，整個(gè)實(shí)驗過(guò)程就意味結束。實(shí)驗指導教師會(huì )根據實(shí)驗報告完成情況登錄實(shí)驗成績(jì)。此時(shí)，雖然很多學(xué)生的實(shí)驗報告在實(shí)驗結果分析中存在很多問(wèn)題，但是由于此時(shí)成績(jì)已定，實(shí)驗報告也已交學(xué)校存檔，學(xué)生無(wú)法知曉實(shí)驗結果分析中的錯誤，即使知道了，由于實(shí)驗成績(jì)已定，也缺乏改正錯誤的動(dòng)力。
二、工程結構設計原理實(shí)驗教學(xué)的改革與創(chuàng )新
(一)實(shí)驗預習環(huán)節
針對學(xué)生實(shí)驗預習不充分的問(wèn)題，主要采取以下措施加以防范。
(1)結合實(shí)驗中心開(kāi)放式學(xué)生選課系統的建設，在系統里增加了學(xué)生的預習考核模塊。針對工程結構設計原理實(shí)驗指導書(shū)中的相關(guān)內容，實(shí)驗中心建立了工程結構設計原理實(shí)驗題庫，每位學(xué)生在選課前均要在網(wǎng)絡(luò )上參加實(shí)驗預習考核，考核隨機從題庫中抽取10道選擇題，學(xué)生只有答對8道題以上才有資格進(jìn)行選課，進(jìn)入實(shí)驗時(shí)間選擇界面。這一舉措有效地提高了學(xué)生的實(shí)驗預習效果。
(2)工程結構設計原理實(shí)驗中的每項實(shí)驗均為實(shí)體構件的破壞實(shí)驗，因此實(shí)驗前要求每組學(xué)生根據實(shí)驗指導教師提前提供的試件材料力學(xué)性能參數(混凝土立方體抗壓強度、鋼筋或鋼材的屈服強度及抗拉強度、砂漿和磚的抗壓強度等),對自己即將要進(jìn)行的試件進(jìn)行理論分析與計算。計算結果要求在實(shí)驗前一周通過(guò)電子郵件提交給實(shí)驗指導教師，只有完成計算且無(wú)誤的小組才能開(kāi)始下一步的實(shí)際操作實(shí)驗。同時(shí)，實(shí)驗過(guò)程中，每組學(xué)生也需要根據自己的計算結果進(jìn)行分級加載。
(二)實(shí)驗報告內容
對實(shí)驗報告內容及提交方式進(jìn)行了改革。改每人提交實(shí)驗報告為以小組為單位提交實(shí)驗報告;改紙質(zhì)實(shí)驗報告為提交電子版實(shí)驗報告;改固定格式的實(shí)驗報告為開(kāi)放式的實(shí)驗研究報告。
以上改革措施改變了以往單一的、統一的實(shí)驗報告對學(xué)生思維的束縛，實(shí)驗指導教師僅僅提供實(shí)驗報告的基本內容，學(xué)生需根據自己實(shí)驗過(guò)程中的發(fā)現，結合自身的思考撰寫(xiě)小組的實(shí)驗報告，從而將普通的實(shí)驗報告變?yōu)閷?shí)驗研究報告。以鋼柱軸心受壓失穩實(shí)驗為例，學(xué)生在實(shí)驗結果分析中發(fā)現自己實(shí)驗做出的試件破壞承載力與理論計算有很大差異。進(jìn)一步分析產(chǎn)生誤差的原因可知，雖然實(shí)驗進(jìn)行的是軸心受壓鋼柱，但由于實(shí)驗準備中的對中問(wèn)題，完全的軸心受壓只是理想狀態(tài)，任何一根軸心受壓鋼柱實(shí)際上都存在一定的偏心，從而改變了鋼柱的實(shí)際受力狀態(tài)。學(xué)生通過(guò)分析鋼柱中部截面四周應變片在整個(gè)受力過(guò)程中的數值變化，從理論上計算出實(shí)驗中鋼柱實(shí)際偏心距的大小，然后用計算得到的偏心距對破壞承載力理論分析結果進(jìn)行修正，進(jìn)而解決了實(shí)驗值與理論計算值相差較大的問(wèn)題。通過(guò)類(lèi)似問(wèn)題的分析，學(xué)生提高了分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，加深了對理論知識的理解，得到了進(jìn)行簡(jiǎn)單科學(xué)研究的鍛煉。
由于將實(shí)驗報告改為電子報告形式，學(xué)生在撰寫(xiě)報告時(shí)計算機應用水平也得到了進(jìn)一步提升。學(xué)習應用ORIGIN或EXCEL軟件進(jìn)行實(shí)驗數據處理分析及關(guān)系曲線(xiàn)制作;應用AUTOCAD軟件繪制實(shí)驗加載裝置圖及測點(diǎn)布置圖等;應用WORD及POW-ERPOINT軟件進(jìn)行實(shí)驗報告及匯報文件的處理。
(三)實(shí)驗考核方法
考核方法是引導學(xué)生相關(guān)學(xué)習的指揮棒，考核的目的是讓學(xué)生掌握基本的實(shí)驗技能及實(shí)驗數據分析處理方法，而不是簡(jiǎn)單地給出成績(jì)，因此，此次改革對原有的實(shí)驗考核方法進(jìn)行了較大改動(dòng)。
1.實(shí)驗操作技能與實(shí)驗報告考核并重
在新的考核方式中，總成績(jì)包括實(shí)驗預習、實(shí)驗技能操作和實(shí)驗報告三個(gè)部分。實(shí)驗預習占10%,主要根據學(xué)生網(wǎng)上預習的成績(jì)及提交的理論計算成果評定;實(shí)驗技能操作占20%,主要根據學(xué)生在實(shí)驗過(guò)程中的實(shí)際表現;實(shí)驗報告占70%.
2.以小組答辯的方式完成實(shí)驗報告考核
參照學(xué)校組織學(xué)生進(jìn)行SRTP(本科生科研訓練計劃)答辯的形式，組織完成實(shí)驗報告的學(xué)生進(jìn)行小組答辯。每組學(xué)生在小組答辯前，需提交1份小組實(shí)驗報告電子版，同時(shí)小組內每位學(xué)生需提交一份個(gè)人小結，小結主要包括個(gè)人在整個(gè)實(shí)驗中所完成的工作，在實(shí)驗操作及實(shí)驗結果分析過(guò)程中有何收獲及對實(shí)驗課程教學(xué)的建議等。小組答辯時(shí)，每組準備一份匯報材料(POWERPOINT文件),先進(jìn)行實(shí)驗情況的介紹。介紹完畢后，實(shí)驗教師指導組(三人)針對小組匯報、實(shí)驗報告中的相關(guān)內容對學(xué)生提問(wèn)，同時(shí)學(xué)生將在實(shí)驗操作及實(shí)驗結果整理過(guò)程中遇到的問(wèn)題與教師進(jìn)行交流。實(shí)驗指導教師所提問(wèn)題包括三個(gè)層次：一是，實(shí)驗基本操作問(wèn)題;二是，實(shí)驗數據整理及結果分析問(wèn)題;三是，拓展研討問(wèn)題。
在小組答辯過(guò)程中，學(xué)生如能準確回答出第一、二層次的問(wèn)題即可獲得良好成績(jì)。如在此基礎上能對拓展研討問(wèn)題進(jìn)行準確分析，并提出自己的見(jiàn)解則可獲得優(yōu)秀。
3.個(gè)體考核與分組捆綁考核相結合
實(shí)驗指導教師針對每組提交的實(shí)驗報告先根據完成情況給出小組成績(jì)，然后小組個(gè)人根據答辯情況乘以相應的修正系數，其中答辯成績(jì)?yōu)閮?yōu)的修正系數為1.0,答辯成績(jì)?yōu)榱嫉男拚禂禐?.85,答辯成績(jì)?yōu)橹械男拚禂禐?.7,答辯成績(jì)?yōu)榧案竦男拚禂禐?.6,答辯成績(jì)?yōu)椴患案竦男拚禂禐?.5.
通過(guò)小組答辯與個(gè)人交流相結合，個(gè)體考核與分組捆綁考核相結合，評判出學(xué)生的考核成績(jì)。這樣一方面提高學(xué)生團隊協(xié)作的能力，另一方面可以根據每個(gè)學(xué)生的學(xué)習態(tài)度和分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，給出與其實(shí)驗操作與實(shí)驗分析能力相適合的個(gè)體成績(jì)。
4.實(shí)驗報告二次提交
學(xué)生分組答辯后，需根據答辯過(guò)程中與實(shí)驗指導教師的交流情況，對實(shí)驗報告中的錯誤進(jìn)行修改，對老師提出的拓展研討問(wèn)題提供書(shū)面研究分析，再提交實(shí)驗報告。實(shí)驗指導教師根據二次提交報告的修改與補充情況，給出最終的實(shí)驗報告成績(jì)。
通過(guò)實(shí)驗報告的二次提交，一方面可以讓學(xué)生對自己在實(shí)驗數據處理和結果分析中所存在的問(wèn)題有充分認識，從而避免在今后的實(shí)際工程中或科學(xué)研究中犯類(lèi)似錯誤;另一方面，通過(guò)開(kāi)展分析討論，提高學(xué)生獨立思考問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。
三、結語(yǔ)
通過(guò)以上方法和措施在工程結構設計原理實(shí)驗課程教學(xué)改革中的應用，課后根據理論課教師和學(xué)生的信息反饋，學(xué)生們對各項知識點(diǎn)的理解和掌握以及應用有了很大的提高。通過(guò)教改切實(shí)提高了學(xué)生做實(shí)驗的興趣，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習工程結構設計原理課程的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng )造性，不僅使學(xué)生深入理解和掌握了工程結構設計原理的基本理論知識，而且著(zhù)力培養了學(xué)生通過(guò)實(shí)驗研究解決實(shí)際工程問(wèn)題及開(kāi)展科學(xué)研究的能力。
參考文獻：
[1]鄭家茂，熊宏齊，等。開(kāi)放創(chuàng )新-實(shí)驗教學(xué)新模式[M].北京：高等教育出版社，2009.
[2]陸慶，邢建川，侯孟書(shū)，等。分層次實(shí)驗教學(xué)模式的探索[J].實(shí)驗技術(shù)與管理，2009,26(3):186-188.
[3]蔡曉君，竇艷濤，劉湘晨，等。以工程能力培養為核心構建多元化實(shí)踐教學(xué)體系[J].實(shí)驗室研究與探索，2010,29(11):87-89.
[4]趙希文，吳菊花，燕杰。大學(xué)生創(chuàng )新能力訓練體系與方法[J].實(shí)驗室研究與探索，2010,29(10):67-69.
[5]沈秀，張黎，戎紅仁，等。普通本科學(xué)校實(shí)驗教學(xué)中心的建設與思考[J].實(shí)驗技術(shù)與管理，2011,28(2):120-122.
[6]宗周紅，肖士者，邱洪興，吳京。土木工程本科實(shí)驗教學(xué)創(chuàng )新平臺建設[J].高等建筑教育，2013(2):114-116.
[7]宗周紅。中美土木工程本科創(chuàng )新實(shí)驗教學(xué)體系對比分析[J].實(shí)驗室研究與探索，2011(11):73-76.
【工程結構設計原理實(shí)驗教學(xué)現狀及創(chuàng )新】相關(guān)文章：
淺談創(chuàng )新實(shí)驗教學(xué)與傳統實(shí)驗教學(xué)的比較03-20
初中化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的現狀及策略研究論文01-01
在實(shí)驗教學(xué)中培養學(xué)生的創(chuàng )新精神02-28
虛實(shí)結合的通信原理實(shí)驗教學(xué)方法研究論文11-07
分析化學(xué)實(shí)驗教學(xué)現狀及改革策略論文11-14
淺談我國高校教育管理的現狀及創(chuàng )新策略06-02