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0引言

應用型本科是以培養高層次應用型和技能型人才為目標的高等教育形式[1]。而地方高校培養人才的根本任務是以社會需求為導向，注重發展學生的實踐能力及創新能力，培養行業和市場需要的應用型人才，以服務區域經濟發展[2]。因此，應用型地方高校的土木工程專業應主動對接區域經濟和建筑市場、土建企業對設計、施工和管理等人才的數量需求和技術要求，培養理論專業知識扎實全面、實踐能力完備的高質量技能人才。作為土木工程專業人才培養方案的重要組成部分以及實現應用型土建人才培養目標的重要工具，實驗教學是激發本專業學生創新精神、提高學生動手能力、培養學生協作意識、加強學生工程應用能力的關鍵手段和環節。本文結合濱州學院建筑工程學院的實際，探討傳統實驗教學現狀，以加強學生創新協作意識和動手操作技能為目的，對實驗教學內容進行整合和優化，形成了適合應用型地方高校土木工程專業人才培養目標的實驗教學方法。

1傳統實驗教學現狀

目前國內高校通常將相關實驗分為“基本”“設計”和“綜合”三個層次，以構筑土木工程實驗教學體系。絕大多數高校可以開出材料力學、結構力學、土木工程材料、鋼筋混凝土等常規實驗項目，滿足土建專業學生基本的實驗實踐需求。但是對于應用型地方高校的土木工程專業，實驗教學仍然存在以下無法輕視的問題。

1.1實驗類專職教員短缺，實操業務水平有待提高

工程類實驗實踐具有專業性強、危險性高的特點，因而對指導教師提出了較高的技術和責任要求。為了保證師生安全和教學質量，需要將學生拆分成小班和小組分次授課，使得實際開出學時翻倍。如萬能試驗機的相關實驗操作危險系數較高，為保障安全的實驗室操作空間，常常采用同時指導8～10人/次的授課方式，即一個30人的班級需要開課3～4次，對教師指導和實驗管理的工作量要求較大。目前絕大部分應用型地方高校的師資還在建設完善中，專職實驗教員尤為緊缺，實驗教師通常由理論教師兼任。工作量繁重使得專業教師難以兩顧，有些教師本身的實際操作并不規范，培訓學習機會較少，實驗教學水平進階緩慢，無法保障實驗項目的高質量開出。

1.2以演示型實驗項目為主，學生難以獲得實操和鞏固機會

由于實驗設備和實驗學時的限制，以及對耗材成本和實驗空間的考慮，目前結構力學和混凝土結構設計等課程的實驗常以基本演示性實驗為主。尤其是當設備臺套數或者實驗耗材不能滿足所有學生親自動手實驗的條件時，常常采用教師演示、學生記錄實驗數據或者組長操作、組員共享數據的方式完成實驗項目。實驗項目通常安排在相關理論章節完成后分散開展，或者理論課全部結束后集中進行。雖然意圖“趁熱打鐵”，但這樣無法保障學生進行足夠時間的操作實踐和鞏固強化。此外，學生對實驗項目的認識僅僅停留在照本宣科、比照實驗教材簡單操作的層面，容易造成“走馬觀花”和“過目即忘”的不良實踐學習效果。

1.3考核方式單一，學生重視理論成績、輕視實驗動手能力

由于師資與生源的比例不足，實驗課程的考核常常僅由出勤率、課堂操作表現和實驗報告按比例組成。即使能夠安排考試，往往也只是片面反映學生對實驗內容、理論機理和操作步驟的記憶程度，無法促進學生對實驗原理的深入理解、對實驗儀器的熟練操作和對特殊情況的靈活應對。由于分組操作以及考核方式的限制，大多數學生更加重視各專業課程理論知識的學習而輕視實驗課程，認為只要背過實驗機理、記得操作步驟、會處理實驗數據就可以了，甚至把實驗課當成“休息”和“開小差”的“水課”。學生對實驗課程的積極性和參與度低，很難提高實際動手操作能力，這與應用型人才的培養目標差距較大。

1.4教學資源和手段有限，創新不足，脫離行業

現狀和工程實際地方高校對實踐教學資源的建設仍處于探索階段，教學內容較為保守陳舊，通常為傳統的基礎實驗儀器，更新緩慢。設計性實驗占比較少，學生只要根據教師指定的實驗方法和實驗指導書的操作步驟進行操作、讀數、記錄和簡單處理，不需要提前閱讀大量資料進行實驗方案設計，不利于培養學生發現問題的觀察能力、分析問題的邏輯思維和解決問題的工程意識。實踐和經驗是土木工程專業的兩大法寶，用人單位對于學生的實踐和經驗都有著較高的要求。但目前的實驗教學幾乎沒有根據區域經濟要求和行業發展現狀開發新的綜合性實驗內容，往往脫離區域生產和建設實際，不利于學生專業綜合能力的養成。總之，目前國內應用型地方高校的實驗教學存在重理論、輕實踐，教學體系傳統而保守的通病。綜合設計性和創新開放性實驗項目不足；僅針對理論教學內容而開出的實驗項目單一且過時；實驗教學手段呆板，以書本為中心、課堂為重心、教師為核心[3]；學科領域的最新知識及成果無法體現，不利于開拓學生的專業視野，難以滿足應用型專門人才的培養要求。

2實驗課程改革建設思路

針對上述問題，濱州學院土木工程專業開設一門獨立的“土木工程綜合試驗”課程（以下簡稱“綜合試驗”），將該專業本科階段涉及的建筑材料、材料力學、結構力學、混凝土、鋼結構原理等課程中的相關試驗串聯起來，加入結構競賽、力學競賽和創新創業計劃的訓練題目，并融入現實工程問題和學科前沿成果，設計一系列以設計性和綜合性為主且保證學生操作學時的實驗項目，并建設包括教學大綱、教材、教學視頻、虛擬仿真平臺、講義等一整套實驗教學資源。

2.1實驗項目選取

“綜合試驗”課程的項目選取，在保證鞏固常規專業實驗的基礎上，增加設計性和綜合性實驗項目，且三大類實驗都有必做項目和選做項目，以滿足不同層次學生的專業鞏固、能力提高和創新培養的要求。如充分依托“結構設計競賽”“力學競賽”等學科競賽和“創新創業訓練計劃”“實驗創新訓練大賽”等創新研究項目開發新的綜合性實驗項目，通過結合新材料、新技術、新方法等行業前沿或依據附近區域實際工程情況的開發設計性實驗項目，拓展土木工程實踐教學的廣度和深度。基本力學、材料性能等驗證性實驗，混凝土結構設計、結構力學等綜合性、分析性實驗，結構設計競賽、創新訓練項目、實際工程鑒定與檢測等設計性、科研性實驗項目等，將依照從簡單到復雜的原則依次開展。

2.2邏輯順序梳理

緊跟在各自理論課程后面的實驗內容分散獨立，實驗原理常常缺乏相互聯系，無法形成系統性的實驗教學體系。“綜合試驗”的內容設置，注重實驗內容的豐富性、系統性和科學性，盡量保證各實驗項目新穎實用[4]。安排項目順序時，遵循各課程知識體系的邏輯順序和互相依存關系，以保證知識體系的連貫和完整。項目設置要符合學生的認知規律，逐步深入，最終達到高屋建瓴地掌握專業系統知識的目的。如果能將各實驗項目由點串成線或者面，學生也比較容易掌握各實驗的精髓，有利于學生系統性思維的養成，當學生在未來工作中遇到相關的實踐問題時，可以在實驗體系中快速定位、類比分析并找到解決方案。

2.3考核方式完善

改革傳統考核方式，將學生在動手實操和實驗技能等方面的表現作為重點考察目標。考核指標覆蓋實驗前的準備和實驗后的分析研討，從而全面評價學生綜合掌握和運用知識的能力，有利于管理和監督學生完整參與實驗全過程，培養學生發現、分析和獨立解決問題的能力。如實驗前可通過移動終端教學方式，推送提前預習資料后，安排線上自測，測試題目以實驗原理考核和操作細節規范等為主；實驗過程中，教師觀察和記錄學生的實操技能，并給出評定等級或分值；實驗后，應對學生提交的實驗數據分析過程進行分組評定，重視分析和計算的過程分值，適當降低結果分值；實驗完成后，可要求學生通過移動終端完成相關習題和實驗心得，總結自己在實驗中的經驗和教訓；由于日常實驗前后已實現對實驗理論部分的常態考核，期末考試時則以考察動手實操為主，學生抽選實驗項目，在規定的準備時間后，開卷或閉卷完成實驗操作。

3實驗課程改革探索與實踐

3.1基本性實驗

基本性實驗包括材料力學的金屬材料拉伸、壓縮、彎曲和沖擊試驗，混凝土結構原理中的回彈、無損檢測等理論簡單、操作方便的試驗項目。試驗前學生自學操作視頻進行預習；課上在指導教師簡單講解原理和儀器操作演示后，學生分組動手試驗；教師旁觀指導，并根據每位或每組學生的操作表現賦分記錄。此外，還可以將翻轉課堂引入基本性實驗的教學中，如每次實驗安排一個主講小組擔任“助教”的角色。在實驗課準備階段，教師首先考查該小組成員的預習和自習成果，要求該組學生動手操作實驗并指出注意事項，不足之處由教師指正和完善；正式實驗開始階段，該組成員代替教師進行原理和步驟講解，并且邊操作邊講授注意事項；實驗過程中，該組成員以“督導”身份進入各組，指導各組學生進行實驗并給出操作評價。這種“翻轉課堂”模式，不但可以調動全體學生在適當壓力任務下的積極性和潛力，還可以解決教師在指導過程中“分身乏術”和無法“眼觀六路”的窘境。基本性實驗著重于培養和鞏固應用型人才的基礎知識和基本操作能力。

3.2綜合性實驗

例如，將分散于各理論—實驗型專業課程中的試驗項目整合，形成綜合試驗項目“混凝土梁的制作與加載”。學生需要先根據“土木工程材料”課程中傳統的混凝土配合比試驗的要求，進行骨料材料性能測試，計算和設計混凝土配合比，并據此進行反復驗證和調整；然后根據“材料力學”中金屬材料性能試驗測定鋼筋的屈服強度和拉伸強度等參數；接著根據所得各項參數，利用“混凝土結構原理”知識設計給定尺寸梁的配筋，并動手支模板、澆混凝土、養護梁；最后，養護完成的各梁用于梁的加載試驗。該綜合性實驗先后串聯三門課程的六個項目，使學生在梳理各門課知識網絡的同時，體驗工程實際的應用形式，鍛煉實操技能和團隊合作的能力。考核除關注各組的實際操作之外，試驗過程中的分工配合、知識討論、思考創新等都應納入賦分點。此類實驗突出體現了對應用型人才知識綜合運用能力及解決實際問題能力的重視和培養。

3.3設計性實驗

設計性實驗的目標是充分激發學生的創新潛能，引導學生獨立思考、分析和解決問題，如圖1所示。比如可以借鑒結構設計競賽的模式，要求學生利用給定材料（如白卡紙、竹皮、白膠、絲線等）制作滿足規定要求的模型并加載成功。按照模型的荷載質量比和變形情況進行評分，同時，適當考慮計算書和分析過程。此類項目趣味性和觀賞性較強，可以極大調動學生的熱情，激發奇思妙想，并將所學的專業知識學以致用，融會貫通。此外，讓學生將行業熱點和學術前沿、教師的科研課題等納入設計性實驗的選題庫中，要求以小組為單位，選擇一個感興趣的題目，根據實驗室現有儀器（或教師在選題后給出建議儀器）設計一個可操作的實驗。要求學生將實驗目的具體化，詳細描述實驗原理和操作步驟，然后將整個操作過程邊講授邊操作地展示給教師和其他學生，進行實驗課的“翻轉課堂”，期間教師負責督導和保護。此類設計性實驗可以真正鍛煉學生的分析能力和理論聯系實際的能力，充分鍛煉學生獨立撰寫實驗報告的能力以及知行合一的能力。可以說，設計性實驗集中展現了對應用型人才的創新意識和設計潛能的開發。

4實驗課程改革實施效果

“綜合試驗”涵蓋專業內絕大多數核心課程的試驗項目，打破了課程間的壁壘。對任課教師來說，該實驗課獨立于理論課單獨成課，便于掌握授課節奏，減輕備課壓力，能夠消除與理論課教師的銜接差異和信息不對稱；對學生來說，長時間對實驗課程保持興趣，有利于在整個學期的教學階段不斷進行思考和操作實踐，真正領悟實驗方法和原理，同時梳理鞏固專業知識；對專業培養目標來說，考慮學科競賽和大學生創新訓練計劃、學科前沿科研項目的實驗需求，把競賽與創新的受眾面擴大到所有專業學生，有利于提高學生的創新和科研能力，幫助學校和教師挑選出參與競賽與科研的種子選手。課程改革實施以來，已有20余項國家級、省級競賽獲獎，數百項校級和省級創新訓練項目立項，參與教師縱橫向課題的學生達60余人。為地方建筑業輸送了大批高質量應用型建設人才，畢業生就業率高達95%以上，用人單位對畢業生的反饋良好。

5結束語

以為地方經濟培養應用型人才為目標，立足于實驗項目創新，設置以綜合性和設計性實驗為主的土木工程綜合試驗。該實驗課獨立成課，把多門專業實踐環節整合安排，滿足時間和空間合理性，并將結構競賽、大學生創新訓練項目、現實工程問題和學科前沿成果等融入其中，既是一門綜合性創新實驗實踐課程和提高型專業技術，又是一座連接土木工程理論與實際工程問題的橋梁。

6參考文獻

[1]蔣建清,曹國輝,陳東海,等.應用型地方高校土木工程虛擬仿真實驗教學中心建設探索[J].實驗室研究與探索,2018,37(2):144-149.

[2]岳峰麗,陳克,蔡玲,等.面向應用型人才培養的實踐教學體系改革及平臺建設[J].大學教育,2019(9):137-139.

[3]戴文戰.新世紀高等教育教學改革研究與實踐[M].杭州:浙江大學出版社,2004.

[4]苗淑杰.大學生實驗課舉足輕重[J].科教導刊,2015(16):10-11.

作者:陳璐 郎東瑩 單位:濱州學院