地方高校土木工程专业开放性实验项目教学探讨

刘子振

（台州学院 建筑工程学院，浙江 台州 318000）

0 引言

高校实验教学示范中心平台建设对地方高校培养创新型人才有了极大的推动作用［1］，高校对实验室仪器设置等购置的力度不断加大，有利提高教师和学生在实验教学中教学效率和学习的质量。在优质的实验室资源条件下，如何合理设置实验教学项目，特别是设置一些有特色的开放性实验，对培养创新型和应用型人才有着重要的作用。开放性实验既可以培养学生的创新思维和动力能力，还能够巩固和升华理论知识，为日后的工作打下基础。

基于“三明治”人才培养模式［2］，台州学院土木工程专业重点培养应用型人才，要求学生掌握一定的理论基础，强化实践能力的培养。整个过程分为三个阶段：理论教学+顶岗见习+毕业设计，即“3+0.5+0.5”培养模式。开始的“3”阶段主要是课内集中理论和实践教学，后两个“0.5”阶段主要是实践能力的提升过程。基于“三明治”的培养思路，后两个“0.5”阶段是目标，而开始的“3”阶段是基础。由于第三阶段的时间较少，因此，必须在基础阶段就应该开始引导和培养学生的实践能力。开放性实验等各类课外实践正好弥补了这点。基于“三明治”模式下，构建了开放性实验教学体系，提出了构建“三阶段，三层次”的立体式开放性实验教学体系［3］。这些都为土木工程专业开放性实验教学作了总体布置。

1 土木工程专业开放性实验现状分析

土木工程专业很多课程理论性都很强，如专业基础模块中的力学类和大部分设计类专业模块课程，学生在课堂上有时候很难理解。因此，需要更形象、更容易理解的方式来学习。实验教学能起到至关重要的作用，通过实验，很多理论性问题能迎刃而解。传统的课内实验教学已经成为一种定式思维模式，实验指导老师几轮下来后，对实验内容和实验设计缺发新的教学理念。学生对课内实验也很盲目，大多按照指定好的实验模式进行，整个实验基本上是走过程。因此，课内实验教学很难提升学生的创新意识和实践能力。对于地方性高校土木工程专业来说，学生对开放性实验的作用和效果没有真正体会到，大多是为了完成培养计划中学分要求。普通高校土木工程专业开放性实验教学存在以下问题［4-7］：

（1）受传统的课内实验教学影响。传统的课内实验教学从属于理论教学，如果把传统的课内实验教学模式带到开放性实验教学中，对学生自主的实验和实践能力培养都是不利的。在定式的实验模式下，学生积极性不高，很难发挥创新潜能。

（2）开放性实验不受重视。学校对开放性实验教学的支持力度不大。由于开放性实验主要在课外时间进行，很多教师和学生积极性不高，都不愿意走进实验室进行开放性实验。

（3）开放性实验教学过程管理不到位。由于开放性实验的自主性很强，因此，有些开放性实验立项后基本处于停滞状态或者没有完整的实验方案，到快要结题时，急忙拼凑材料。

（4）开放性实验教学很难合理安排。学生时间的安排、教师时间的安排、实验室的安排冲突等原因导致开放性实验教学计划安排不一定合理。

（5）开放性实验教学上教师与学生很少真正的互动。开放性实验教学教师由于种种原因很少进行系统指导，形成学生所谓的“完全自我发挥、自我创新”的局面。

（6）开放性实验考核和管理问题。开放性实验成绩考核实际上很难有定量的方式，所以最好评价方式主要看学生本人效益和收获。由于学生的随意性，使得实验仪器设备损坏较大，导致带来很多管理问题。

地方性高校土木工程专业开放性实验问题很多，因此，应该找到合理的开放性实验教学和管理方法，设置合理的开放性实验。

2 开放性实验教学与管理的合理设置

2.1 开放性实验课题设置

开放性实验本身具有的特性：实验时间、实验内容、实验形式［6］等都可以通过教师和学生自主设置，有利激发创新思维。不同年级层次的学生可以同时参加，所有专业基础课和专业课都可以设置相应的开放性实验，按照模块划分如下：

专业基础课模块主要包括以下几大块：

（1）土木工程材料类开放性实验：大一至大三都可以参加（大四处于实践阶段，暂不考虑）。

（2）力学类开放性实验：主要针对大二、大三学生。

（3）工程测量类开放性实验：主要针对大二、大三学生。

专业课模块主要包括以下几大块：

（4）建筑工程类开放性实验：主要针对大二、大三学生。

（5）道桥工程类开放性实验：主要针对大二、大三学生。

（6）工程管理类开放性实验：主要针对大二、大三学生。

2.2 开放性实验项目教学设置

目前，按照学校及学院安排，土木工程专业开放性实验项目设置情况：每个实验项目学生人数共8人，总学时数16学时，时间安排以学生为主。因此，需要合理安排开放性实验项目教学，避免与课内实验教学形成相同模式。开放性实验项目教学的重点应放在基本知识的应用能力培养上，并结合工程实际，提高学生解决实际问题的能力，并在实验中激发创新思维。整个开放性实验项目教学流程如图1所示。

图1 开放性实验项目教学流程图

为使开放性实验项目达到预期的效果，在实验教学中应达到以下相关要求：

（1）学生要求：以自愿自主为主，对学生知识水平不设限制，有利充分发挥各有所长。具有主观能动性，勤于查资料。

（2）教师要求：加强实验教学交流。开放性实验教学最终目的还是为学生服务，因此，教师和学生要定期交流，解决实验中碰到的问题。

（3）实验教学方法：改“以教师为中心”为“以学生为中心”，但两者都不可缺。

（4）实验过程安排：学生内部分工，自主检查、记录，实行小组长负责制。

（5）过程和成果双重考核。

2.3 充分利用省级实验教学示范中心平台

通过建筑工程学院实验教学示范中心平台，鼓励教师和学生极积参与开放性实验，加大对开放性实验的支持力度。通过教师的实验子课题带动学生进行开放性实验，推进实验教学的进度和质量。

实验教学示范中心平台和学校的支持可使绝大部分同学受益。学校开放性实验支助8项，实验教学示范中心支助8项，因此，每学年受益学生人数为（8+8）*8*2=256人。目前，可参加开放性实验的学生数为180+180=360人（主要针对大二和大三学生，大一新生不统计，大四学生因实习及毕业设计不统计）。因此，每学年的开放性实验学生受益率占71.1%。

2.4 强化开放性实验管理和考核体系

由于开放性实验的实验时间、实验内容、实验形式都有一定的自主性，容易出现混乱的情况。因此，需要强化开放性实验管理和考核体系。

（1）制定完善的管理制度。除遵守学校和学院实验管理制度外，每个开放性实验应该拟定本实验的管理方案，包括实验仪器调试、操作和维护等，实行组长负责制。对特殊仪器和危险较大的实验应该由老师带队，提前制定实验应急预案。

（2）建立合理的考核体系。对每项开放性实验设置合理的考核标准，考核成果要以学生为主体，考核的形式多样化，如详细的成果分析报告、模型成果、专利或者成果论文等等。

3 开放性实验教学的效果分析

本人通过多次的开放性实验教学，合理设置开放性实验，通过过程和成果双重控制，取得了一定的实效。开放性实验教学情况如表1所示。

表1 开放性实验教学效果分析

通过表1，可知开放性实验教学对学生能力培养有重要作用，极大提高和鼓舞了学生的积极性。参与的学生在开放性实验过程能够充分发挥自主性、勤于查文献资料、提出独特的实验思路等。通过开放性实验，学生提升了分析数据、撰写研究报告的能力，而且取得了一些成果。根据已毕业学生的反馈信息，参与开放性实验有助于大四学生的学习和找工作，取得的成果直接就可以用于工作单位的职称评定和岗位定级。

4 结语

土木工程专业开放性实验教学关系到人才培养模式和应用型人才培养问题，因此，必须提升开放性实验在培养学生能力中的地位。结合自己的开放性实验教学经验，进行分析和总结，得到如下结论:（1）应该全面、合理地设置开放性实验模块；（2）摆脱传统的课内实验教学的影响，设计适宜的开放性教学内容和方法；（3）通过开放性实验教学，每学年学生受益率达71.1%，增加实验项目，受益率将更大；（4）加强教师和学生的交流，使开放性实验教学更好地服务学生。

［1］李俊华，林云，王天宏.土木工程开放式实验教学的探索［J］.高等建筑教育，2011，20（3）:112-115.

［2］王小岗，乐进发,邱战洪.土木工程专业“三明治”人才培养模式的探索与实践.第九届全国高校土木工程学院（系）院长（主任）工作研讨会论文集［C］.北京：科学出版社，2008.

［3］邱战洪，王小岗，龚冰冰，翟文礼.基于“三明治”模式的开放性实验教学体系构建.第十届全国高校土木工程学院（系）院长（主任）工作研讨会论文集［C］.北京：科学出版社，2010.

［4］肖鹏.土木工程专业开放性实验教学改革探讨［J］.高等建筑教育，2011，20（4）:128-131.

［5］周淼，刘宇，张素华.土木工程专业开放实验教学模式探索［J］.中国教育技术装备，2012，（9）:110-111.

［6］匡翠萍，刘曙光，钟桂辉.水利工程开放式实验教学探索［J］中国电力教育，2010，（22）:129-131.

［7］姜玉松，吕渊.土木工程开放性实验的做法与体会［J］.安徽理工大学学报（ 社会科学版） ，2007，9（1）:76-78.