实验教学改革下工程材料论文
第一篇
一、实验教学改革的设想与实践
为了提高实验教学效果，从《土木工程材料》课程实验教学的内容、方法与手段、考核机制及长效措施等方面进行探讨，提出新的实验教学模式，在课时少、教学内容多的情况下加入设计、综合性实验内容，提高学生实验技能、动手能力，锻炼创新能力和解决实际问题的能力。
（一）实验教学内容优化
《土木工程材料》课程实验改革应遵循以学生为主导的原则，实现通过实验教学培养和提高学生解决实际问题能力和创新能力的教学目标，注重“知识、能力、素质”的协调发展。然而，当前《土木工程材料》课程课时普遍减少，大幅度提高实验教学课时难以实现。在此情况下，我们对实验教学内容重新梳理，把原有的一些验证型实验项目整合到设计、综合型实验中；同时将实验教学按实验项目分为基本实验、开放创新实验两个层面。基本实验内容对应为教学大纲范围，以验证型实验、设计型为主，设有少量综合型实验是课程学习的基本要求，为每位学生必选项目；开放创新实验主要体现为课程重点或难点的综合运用，或相关领域热点，也可以是与工程背景密切相关的内容，以综合、创新为特点，此层次实验内容为选修项目，适合学有余力，且有兴趣的学生，基本实验及开放创新实验
（二）实验教学方法与手段改革
为了提高《土木工程材料》课程实验教学效果，针对不同实验内容及层面，采用多种教学方法，即：演示教学方法、讨论式互动教学方法、任务驱动式教学方法、集中教学与个别指导相结合，以及开放式教学方法。第一层面基本实验中验证型项目主要采用课堂与视频录像的演示教学方法，设计、综合型项目采用讨论式互动教学方法与任务驱动式教学方法；第二层面开放创新实验采用开放式教学方法、集中教学与个别指导相结合的教学方法。此外，第一层面基本实验安排在课堂上完成，对于第二层面开放创新实验可以结合大学生课外科技创新活动计划、挑战杯竞赛项目、大学生暑期社会实践、或教师科研项目在优秀生培养平台（大学生创新实验室）利用课余时间完成。讨论互动形式除安排在课堂上也可以安排在网络平台上。为了适应卓越计划培养目标及实验教学内容，在实验教学手段上进行革新。推进课堂教学与网络教学相结合的手段。为此，我们及时编写出的各类实验指导书、实验案例、视频录像及模拟仿真实验等上传到课程网站，这样既可以使实验在有限时间内完成，实现教学目的，又可调动学生学习积极性，提高了课堂教学效率。考虑到适合卓越计划的实验指导书应体现学生为实验主体，教师为实验的参与者与指导者，因此摈弃以往事无巨细，详细罗列每一实验步骤的做法，转变为多层面渐进探究式做法。对于验证性实验项目，指导书给出实验题目与目的、仪器设备、注意事项、提示与引导；设计、综合性实验项目，则给出案例、需要满足的工程指标，并列举工程上常用的技术途径供参考、可选用的仪器设备，如：针对当前集料的多元化问题，开展集料设计的命题，以机制砂、细砂，设计出符合要求的中砂；并给出常用的技术途径：
（1）最紧密堆积原理；
（2）累计筛余百分率。
（三）实验考核机制的改革
“卓越培养计划”下土木工程材料实验课程需增加设计、综合型的比例，并开设开放创新实验，然而此类实验不能简单的以实验报告是否撰写、实验结果是否正确为考核标准，而应该综合考虑实验全过程中学生的动手能力、知识综合及创新能力，传统的.考核方法难以满足要求，需建立全方位、多层面的考核机制，以确保评价结果可全面、准确地衡量学生的综合素质。
1.师生考核、企业评价相结合的模式为了体现考核的客观、公平性，将传统的教师考核方式转变为师生考核、企业评价相结合的模式。对于第一层面基本实验采用师生考核的方式，第二层面开放创新性实验采用企业评价的方式，其中，师生考核方式为，学生以小组为单位对实验态度、实验过程进行自评和互评，实验结果则由教师考评。这样可达到学生的自我反馈、自我监控和自我调整的目的，促进了学生的自律性管理和创新能力提升；同时，教师通过对考核结果进行经验总结，修订改进实验教学内容、方法与考核机制。企业评价是对其实验成果的实用性、创新性进行评价，能够促进实验与科研、与企业需求相结合。
2.从实验后单一的实验报告评价转变到过程性、成果多样性考核评价过程性考核评价重视学生课前、课间、课后的学习过程，重视学生的实验态度和方法，强调学生在亲身参与实验活动中发现问题、表达问题和解决问题的能力培养和探索创新。成果多样性考核是重视学生的个性发展，其成果从单一的实验报告转变为多样式，如：结题报告、调研报告及论文。这样的考核方式使得学生实验前要积极地检索资料，设计实验方案，实验课上实施操作，实验后对实验数据与结果进行科学分析，完成和提交实验成果。整个实验过程中学生的综合能力培养体现在是否主动思考、积极探索、主动面对问题、寻求问题的解决等自主学习方面；遇见持有不同意见时能否主动与他人进行交流，能否与他人相互协作完成实验。新的考核机制侧重于反映学生自学能力、工作态度、动手能力、科学研究能力和创新能力。为了让学生能撰写出属于自己的实验成果，强调实验记录的清晰、完整、真实和原始性，数据分析过程的清楚、合理。凡发现有抄袭现象，抄袭与被抄袭者发回重写，并对期末总成绩做相应折扣；缺做实验或无成果提交的学生不能参加该课程考试。
（四）实验教学长效措施
1.经费来源与相关配套政策第二层面开放创新性实验项目所用材料、仪器运转及维修等经费开支，都应进行相应配套与完善，以形成长效机制。可通过申请国家、省及校级大学生课外科技创新项目、暑期社会实践项目、各类竞赛项目、教师科研项目等多渠道获取经费支持。据统计，2010~2012年，优秀生培养平台（大学生创新实验室）共承担了国家级大学生创新创业训练项目1项、浙江省大学生课外科技创新项目6项、校大学生科研项目2项、校重点暑期社会实践团队2项、浙江省挑战杯竞赛项目3项，以及教师科研项目多项（省部级课题2项、厅市局课题2项，横向课题3项）。
2.健全实验室各项保障机制健全实验室各项保障机制，包括条件保障、激励约束机制和监督机制等。条件保障方面，于2010年成立了优秀生培养平台（大学生创新实验室），完善实验室仪器设备等硬件设施，2010~2012年，实验室投入了近100万对仪器设备进行更新和补充，基本建成可进行建筑材料的成型、养护、宏观性能测试等实验条件，完全满足表1、表2所列项目。激励约束制度方面，制定和完善了相关管理制度，如：对于参与创新性实验的学生在综合测评、奖学金及预备党员评选时适当加分，指导教师职称评比优先推荐，课外指导学生按一定课时奖励等。不仅吸引学生参与第二层面开放创新实验、还鼓励教师参与该层面的实验教学。
3.加强实验教学队伍建设《土木工程材料》课程实验教学采用团队教学模式，即：通过相关政策与制度，吸引广大教师积极参与到实验室建设和实验教学中来，同时吸收高年级的学生加入团队，以引导低年级学生，并对一些危险性小的试验项目进行指导。最终建立一支结构合理、爱岗敬业、团结协作、教学效果良好的稳定团队。
二、实验教学改革的效果
经过3年来的实验教学改革，取得的效果主要体现在以下几点：
（1）提高了学生的实验技能，加深知识理解，扩展知识体系。学生根据第二层面开放创新实验项目和要求，通过查阅相关资料，设计与开展实验，在教师的启发和引导下独立解释实验现象、分析数据与撰写试验报告或结题报告，进而加深了材料组成、结构、性能与制备（选择）的理解与掌握。
（2）通过采取各种激励和条件保障措施，形成了学生积极主动学习的氛围，激发了学生创新热情，开放创新实验的参与率达52%，取得较好效果。如：2010~2013年，获得全国大学生结构设计竞赛二等奖1项，浙江省大学生结构设计竞赛一等奖2项、最佳创意奖各1项，浙江省挑战杯二等奖2项、全国挑战杯三等奖1项；获国家级大学生创新创业训练项目1项，浙江省大学生课外科技创新项目近10项；学生发表论文10篇。
作者：温小栋 车金如 殷顺湖 冯蕾 蔡伟 单位：宁波工程学院
第二篇
1实验教学改革内容
（1）实验教学改革教学模式；突出强调以学生为主体，独立完成实验，发挥学生的主体能动性
①因学生学习能力参差不齐，在改革初期，可尝试让学生自由选择是做综合性、设计性实验还是常规实验，给有能力的学生一定的发挥空间，效果好可推广到全部学生；
②实验材料的选择。学生可用老师指定的材料，也可选择自己感兴趣或实际学习生活中接触的材料进行实验。这样提高了学生对实验内容的兴趣，且让学生感觉到实验的实用性，而不是对一个毫不相干的零件或材料进行测量；
③时间自由。实验室开放后，学生在做足充分的准备工作后，在人数允许的情况下，预约实验时间，而不是按规定批次进行实验。第一次实验不成功或者对结果不满意可以重复进行，没有时间限制。
（2）教学内容和教学方法的实验教学改革———强化实验的综合性和设计性
实验内容更新，满足就业需求，增加综合性、设计性实验。具体为首先学生从多个不同的任务书中任选一份，然后运用理论课所学的知识结合自行查阅资料选择合适的材料，设计加工流程，制定合理的热处理工艺规范，并要求学生亲自独立完成热处理操作、硬度检测、金相试样制备、组织观察与分析等过程。这种综合性实验教学模式可提高学生应用知识的能力，激发学生的求知欲、创新意识和创新能力。
（3）实验室建设
实验室是实验教学改革的具体场所，实验改革的实施应该与实验室建设同步进行。具体为：
①师资方面：开设综合性设计性实验必须要有高层次综合性人才的师资队伍，应具备教学、实验、科研的综合经验。解决这一问题一是可通过引进高层次人才到实验室工作；二是对现有的师资队伍进行培养以提高综合素质；三是提高实验室工作人员的待遇保证师资队伍的稳定性及高水平性。通过多种方式满足综合性设计性实验对师资队伍高标准的要求。
②设备条件：改革是为学生创造更好的实验教学条件，给学生创造更多动手操作的机会，因此必须加强实验室设备条件的建设。一是必须增加设备台套数，保证每个学生有亲自动手操作的机会；二是学生自己动手实验的机会增加，因此设备的可靠性、性能、规格必须更高；三是紧跟社会发展，及时更新设备，让学生了解到本学科的前沿。
（4）网络化教学
①综合性设计性实验首先是学生选择题目，预约时间等，这些可以都可以通过网络实现；
②实验室是综合性设计性实验的实施场所，因此要求实验室必须实行开放。因为整个实验过程时间长，且以学生为主体，老师为辅助的方式进行。因此可在实验室增设现代化教学设备，比如增加投影仪。学生可自行查阅与实验相关的资料，比如开放性实验的管理规定，实验任务书，铁碳合金金相电子图，硬度测量的换算表，各类仪器的结构及操作要求和注意事项，老师的演示操作录像等。
③学生在实验室可通过网络显微互动实验设备仪器进行实验数据或照片采集、存储和粘帖至电子文档实验报告中，同时可把自己的结果与标准结果进行对比等。最终形成电子文稿实验报告提交给指导老师。中间也可与在线的其他同学或实验老师交流，对比实验结果，探讨实验过程所涉及到的问题等。
2总结
通过改革，培养和锻炼了学生的自学能力，发现问题、分析问题和解决问题的能力以及学生综合应用知识的能力。进一步实现理论基础教学和应用能力培养相结合；课程内容与技术发展相结合；实验项目设置与工程问题相结合；实验内容与工程实践所需的综合性知识应用相适应，最终实现理论指导下的综合创新。
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