摘要：目前在“土木工程材料”實驗教學中普遍存在內(nèi)容多課時少、學生多實驗儀器少的情況下，在教學中如何保證教學質量、加強學生的智能培養(yǎng)，培養(yǎng)有用的建設人才是土木工程材料實驗的主要問題，為此，必須要對結合本課程實驗內(nèi)容的特點進行科學的組織與實施。

　　“土木工程材料”課程是土建類專業(yè)的一門必修技術基礎課，理論性、實踐性、綜合性很強。

　　“土木工程材料” 實驗教學的目標是：熟悉土木工程材料性能實驗的基本方法，加深對土木工程材料性能的理解，培養(yǎng)學生實驗技能;了解具體材料的狀態(tài)和所使用的儀器設備，掌握所學材料的實驗方法和獨立進行質量驗證的能力;培養(yǎng)綜合設計實驗的能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生嚴謹認真的科學態(tài)度，提高分析問題和解決問題的能力? ，為從事科技工作打好基礎。

　　1、“土木工程材料”實驗的特點

　　1.1 實驗周期長“土木工程材料”實驗內(nèi)容繁多，而且實驗周期長，如水泥膠砂試件和混凝土試塊在成型后需要經(jīng)過一個較長的時段才能將其力學性能發(fā)揮出來。

　　根據(jù)現(xiàn)行的相關國家標準，需要在經(jīng)過3天、7天、28天的養(yǎng)護齡期后測其強度，才能判定水泥和混凝土的力學性能，顯然，土木工程材料教學實驗周期較長。由于學時有限，有效的實驗教學方法是在較為集中的時間里使學生最大程度地接觸實驗、操作實驗和總結實驗。因此，以周期長為特點的實驗教學決定了土木工程材料的教學實驗不同于其他的教學實驗課。

　　1.2 實驗內(nèi)容相對穩(wěn)定而陳舊水泥、混凝土依然是當今建筑界最主要的建筑材料，而且在將來的相當長的時間里仍然是如此。

　　土木工程結構材料實驗教學穩(wěn)定，但內(nèi)容顯得較為陳舊，導致教學實驗與時代脫節(jié)，在一定程度上影響學生的學習興趣。因此，在掌握土木工程材料基礎性能外，可適當添加相關新材料、新理念、新技術的實驗。例如目前人們普遍關心混凝土耐久性問題(關系到節(jié)能、節(jié)約資源等)，以及建筑材料生產(chǎn)應用帶來的生態(tài)問題(涉及到環(huán)保、溫濕效應等) j，可以考慮設計相關的實驗內(nèi)容，加入到已有實驗教學中，使土木工程材料教學的內(nèi)容與時代進步相適應。

　　1.3 實驗偏重于驗證性目前，該實驗教學的實驗內(nèi)容仍以驗證性為主，主要是驗證理論的正確性或達到理論的再現(xiàn)性。由于實驗條件、實驗時間和組織管理上的限制，設計性、綜合性、研究性實驗較少 。學生在最初的實驗中主要是通過操作實驗，掌握一定的實驗技能，了解實驗步驟的規(guī)范性。為了發(fā)揮學生的主觀能動性，為了提高學生進行科學研究的基本能力和動手能力，需要設計一定的綜合性實驗或研究性實驗。

　　2、優(yōu)化實驗課的組織與實施

　　通過實驗可以驗證和鞏固理論知識，增強感性認識，同時鍛煉和培養(yǎng)學生的實踐動手能力和科研能力，為將來的學習和研究工作打下基礎。土木工程材料課是一門實用性很強的土木工程專業(yè)課程，只有通過相當強度的實驗才能使學生對土木工程材料有一定感性認識，對其相關規(guī)范、檢驗方法和評價標準有初步的了解和掌握。為達到此教學目的，必須合理地組織和實施實驗。在教學實驗組織與實施中也有許多具體的細節(jié)問題還需要具體的解決方法。同時在基本方法之外，還有許多靈活的方法可以提高實驗效能。通過發(fā)現(xiàn)和解決這些問題，實驗組織與實施的方法才能更加完善和充實。

　　2.1 編制學生實驗手冊為了使學生對土木工程材料實驗總的內(nèi)容、總體安排以及注意事項有概括的了解，有必要設計土木工程材料學生實驗手冊。手冊的內(nèi)容包括：

　　(1)實驗室規(guī)章制度(學生實驗守則，實驗室衛(wèi)生制度，實驗室安全制度等);

　　(2)實驗室開放制度(開放內(nèi)容，開放時間，開放范圍等);

　　(3)實驗大綱(簡要描述實驗的內(nèi)容、學時、時間安排、評分標準等);

　　(4)實驗注意事項(針對每個實驗的不同特點，提出安全事項以及實驗要求，例如成型試體提前一天的準備工作，以及成型以后第二天的脫模工作;3天、28天破型實驗等);

　　(5)實驗指導書(對所有實驗的內(nèi)容、儀器設備、步驟等進行描述)。

　　2.2 分組實驗，實現(xiàn)學生自我管理在目前的實驗條件下，不可能保證每位參加實驗的學生人手一臺設備、無限制地進行實驗，只能是許多學生在一定的時間段內(nèi)，共享實驗設備和實驗空間。因此實驗課的組織和實施的關鍵在于分工協(xié)作。將學生編為若干實驗小組，以小組為基本單位進行教學實驗。小組內(nèi)成員作具體分工，使指揮、稱料、操作、記錄、監(jiān)督各項工作各有所歸。

　　實驗在此分工框架上進行，既能使實驗順利有序完成，又能保證小組每個成員都能最大限度地接觸實驗。只有在合理的分工協(xié)作的基礎上，實驗設備才能得到充分的利用。

　　在實驗時，預先根據(jù)學生人數(shù)和實驗學時數(shù)將每個班分組，每個小組由一名組長負責召集同學進行實驗的各種活動，并作為與指導教師的聯(lián)系人。

　　實驗小組根據(jù)課程進度情況，自主安排實驗時間，自我管理。組長提前把實驗內(nèi)容、實驗小組名單及預約時間表報到實驗室，并填寫實驗日期、時間、實驗內(nèi)容、提交實驗預習報告;每個實驗之前，要事先檢查實驗所用的儀器設備，準備成型所用的模具，檢查實驗所用的材料;實驗之后，帶領小組同學把所用實驗場所、實驗用具進行清潔整理。如果是需要24小時脫模的實驗(水泥砂漿、混凝土成型、碳化實驗試體成型等)，實驗小組則需要第二天再次回到實驗室進行脫模和重新裝模、刷脫模劑等操作，把試體編號后整齊放入養(yǎng)護室，待放到預定齡期，測定強度。

　　2.3 開放實驗室并與課題相結合由于正常的教學實驗，人員多、場地小，難以保證每個學生有足夠的時間接觸到實驗，但有部分學生對本課程有濃厚的興趣，因此，應積極鼓勵學生進行教學外的科學研究，如“挑戰(zhàn)杯” 等。為了提高實驗室設施的利用率，在時間安排上能夠靈活調整，在教學實驗高峰期之外的時間，鼓勵相關專業(yè)的學生利用實驗室的實驗環(huán)境和實驗設施，由相關教師指導進行實驗。由于設計性實驗要求學生要有足夠的時間進行實驗，應給學生提供一個較寬松的時間、空間和條件，以便完成從實驗時間到實驗空間，從內(nèi)容設計、準備、預試到實際操作和實驗結果評價等工作，這就要求實驗室開放 J。

　　如果有條件，實驗教學中的內(nèi)容可盡量與“產(chǎn)學研結合” 的課題相結合，使教學直接面向工程和生產(chǎn)實際_5 J。教學應與科研工作相結合，在這樣的實驗環(huán)境中讓學生自主選擇，充分發(fā)揮想象力、創(chuàng)造力。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。如此，既充分利用了實驗設施，又促進了專業(yè)的研究工作。

　　2.4 增加學生講演的機會安排時間讓學生講解自己的實驗報告，提高參與意識，培養(yǎng)表達能力。在講演過程中，通過提問題與討論，進一步加深對教學內(nèi)容的理解，提高理論分析和實際相結合的能力。學生一般都比教喜歡有機會在全班同學面前講演自己的報告，因此這種情況下的氣氛也比較活躍，容易產(chǎn)生共鳴，激發(fā)學生學習和研究的興趣。

　　3、實驗項目內(nèi)容的改進

　　3.1 水泥性質綜合實驗與分析實驗要求學生掌握水泥強度、細度、標準稠度需水量、凝結時間、體積安定性等性質指標。實驗中如果僅選擇一種水泥檢驗，就不能兼顧各種因素的影響，難以進行綜合分析 。為此，實驗之前要預先配制若干種水泥，例如摻不同混合材的水泥，或者不同細度的水泥，或者加入不同減水劑的水泥。在實施實驗時，每個實驗小組只對某個品種的水泥的物理力學性能進行全面實驗，測定砂漿試體成型之后3天和28天強度。但是在進行實驗結果分析和整理時，各實驗小組之間的數(shù)據(jù)可以共享。要求每個小組至少分析3個品種水泥(其中包括本小組的實驗水泥品種)的實驗結果，并對3個品種水泥的結果進行橫向對比，分析造成不同結果的原因。學生進行此項實驗分析時，除了根據(jù)齡期不同得出水泥強度等級外，還可從水泥礦物組成、混合材品種、減水劑品種等進行分析，了解各種混合材的火山灰效應及形態(tài)和減水效應，加深對相關重要知識的理解。

　　3.2 混凝土性能綜合實驗與分析混凝土性能實驗是本課程實驗最主要的內(nèi)容，包括新拌混凝土性質和硬化混凝土性能兩大部分。

　　目的是通過對普通混凝土拌合物和易性實驗，檢驗所設計的初步配合比是否符合施工要求和技術要求，通過普通混凝土立方體抗壓強度實驗檢測混凝土強度是否滿足設計強度要求。本部分是一個設計性實驗，要求模擬工程實際的工作程序，從混凝土強度設計、和易性的選擇、材料性質的檢測、混凝土配合比的計算和試配，最終確定施工用混凝土配比。包括實驗的準備和實驗后的處理全部由學生完成。

　　具體做法是：學生按照教師給定的工程部位，確定混凝土的強度等級和混凝土拌合物的和易性，并根據(jù)現(xiàn)有的水泥、砂、石的材性，初步進行混凝土配合設計與試配(要求采用3個不同的水灰比)，經(jīng)實驗小組討論并與指導老師共同討論后，確定每組的試配配比。這樣使學生進一步了解了混凝土的設計過程、考慮要點、組成材料在不同配比中的作用，達到相互啟發(fā)、共同提高。共同討論可以避免有些學生的第一次混凝土配比設計差距太遠、而無法進行試配的困境。各組學生分別試配各自的混凝土，檢驗自己的設計是否達到預想的結果，最終提出可以交付實際工程使用的施工混凝土配比。

　　學生經(jīng)歷了查閱資料、構思實驗方法、分析實驗結果、寫出論文類型的總結報告等不同階段的鍛煉，使學生初步了解和體驗從事科研工作的過程和要求，同時鍛煉學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，賦予了學生更大的自主權，提高了學生的參與意識。

　　3.3 混凝土長期性能實驗為了使實驗內(nèi)容緊跟社會經(jīng)濟與科學技術的發(fā)展，一些新的測試技術、測試方法和測試手段要持續(xù)充實到實驗過程中。結合目前混凝土研究的熱點，可以增加混凝土耐久性方面的實驗內(nèi)容，可根據(jù)各自的實驗條件與學科特點，增加諸如混凝土的堿骨料反應、氯離子滲透或者碳化實驗等方面的內(nèi)容。通過該實驗可以使學生了解混凝土的使用壽命及其設計方面的知識，樹立混凝土全壽命周期管理的意識。以混凝土碳化實驗為例，混凝土的鋼筋銹蝕與表層混凝土的碳化有著很大關系。由于大氣中二氧化碳的濃度以及溫濕度的變化影響，實際工程的碳化是一個相當漫長的過程。本實驗是強化了二氧化碳的濃度，使得實驗在較短時間內(nèi)完成 J。

　　目的是通過了解混凝土碳化的進展速率與環(huán)境條件(溫濕度)的關系，間接理解鋼筋腐蝕的機理，加深對混凝土結構使用壽命的理解。由于要求混凝土試體在養(yǎng)護28天以后再放人碳化箱，本實驗持續(xù)的時間接近2個月，實驗試體必須提前制備。該實驗所用的試體可由老師提前做好并脫模，即由老師和學生共同完成。

　　4、結束語

　　鑒于目前土木工程材料課程實驗課進行中存在的一些問題，有必要研究如何有效地組織和實施實驗教學內(nèi)容，并增加和更新實驗內(nèi)容，提高學生的參與程度，提高實驗儀器設備的利用效率等。這些問題涉及到學校培養(yǎng)方案(教學計劃)、任課教師、實驗技術員以及實驗儀器的合理配置等具體事宜。通過合理地組織實驗，建立起一套完整的制度與方案，形成我們自己的特色，使學生的科學實驗能力及自學能力得以提高。