開放性試驗在土木工程專業(yè)中的運用思索

1、開放性實驗在土木工程專業(yè)中的運用思索為了能給學生提供了自主學習、獨立思考和個性開展的空間,有效地避開傳統(tǒng)實驗教學的缺乏,就必須改變傳統(tǒng)的實踐教學方式,開展開放性實驗教學.所謂開放性實驗,就是將實驗室開放,學生按教學要求、自身的興趣、愛好,根據(jù)自己的實際情況選擇時間去進行自己設計的實驗4,4,5 5.學生根據(jù)所學知識,選擇一個題目,獨立設計實驗方案,并完成實驗過程,該題目實驗內(nèi)容應具有綜合性、設計性和創(chuàng)造性,實驗形式具有可開放性.在整個實驗過程中,教師只負責對實驗方案進行審查,在實驗過程中給予必要的指導、啟發(fā),并引導學生最終完成一篇綜合性的實驗研究報告或科研論文.其實質(zhì)就是放開手腳讓學生獨立按自

2、己的設計方案去完成實驗.使他們能更好地在實驗設計、實驗過程、實驗數(shù)據(jù)分析中培養(yǎng)克復困難的毅力,培養(yǎng)獨立思考、學習、分析的水平和總結(jié)成功與失敗的經(jīng)驗和教訓.從開放性實驗含義可以看出,開放性實驗教學改變了以前的那種傳統(tǒng)式的教師對學生的灌輸式教育,把教學改為啟發(fā)式的導,循循善誘,啟迪思維6 6.開放性實驗在?土木工程材料試驗?中具體實施步驟我校很早在教學中提出建設創(chuàng)新型大學理念,圍繞創(chuàng)新性辦學理念,學校要求在教學上要進一步突出創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標要求,并落實到教學過程中,主要表達到各實踐教學環(huán)節(jié).為此,筆者在土木工程材料實驗教學中做了一些有益的嘗試,對局部班級開展了開放性實驗,收到了良好效果.其具體步

3、驟可概括如下.一開展問題式學習,制定實驗方案由于在開放性實驗中,問題的選擇和設計至關重要.對于問題的來源,一般有兩種：一是來自于已解決的問題；二是有待解決的問題.對于前者來說,問題的解決往往是驗證課程中講授的理論或者是前人處理這一事件的經(jīng)驗或教訓,而對于未解決的問題來說,那么要求學生結(jié)合所學內(nèi)容以及日常生活中出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象,借助圖書館、互聯(lián)網(wǎng)查找相關的資料,引導學生自己發(fā)現(xiàn)問題、提出問題從而擬定實驗題目,制定實驗方案.二引導學生思考,比擬和確定實驗方案根據(jù)學生對實驗方案的闡述,筆者分情況對其進行引導.從其設計的實驗目的及其研究內(nèi)容上進行引導,鼓勵學生深入思考方案的可行性及創(chuàng)新性,通過思考,讓學

4、生修正和完善實驗方案,并最終確定實驗方案.三結(jié)合方案特點,實施開放性實驗實驗方案確定后,各小組根據(jù)實驗方案開展研究,通過實驗的開展,讓學生自身深刻體會方案的設置對實驗的重要性,在小組實驗中,學生們明顯感覺到一個好的方案會讓實驗事半功倍.四 根據(jù)實驗結(jié)果,提交實驗報告及分析結(jié)合學生實驗的問題,根據(jù)實驗具體結(jié)果,引導學生分析實驗數(shù)據(jù),判別實驗結(jié)果,進而提升學生解決問題的水平,同時在結(jié)果分析中,充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力,啟發(fā)學生思考新的問題,進而充分發(fā)揮學生的主觀能動性.開放性實驗教學對學生水平培養(yǎng)的影響在這次開放性實驗教學的嘗試中,學生自行組建了 6 6 個開放性實驗小組,通過開放性實驗的研究,每一

5、組分別完成了所設計的實驗.開放性實驗使學生在校內(nèi)找到了理論與實際相聯(lián)系的一個很好的結(jié)合點,不僅提升了學生的發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的水平；同時提升了學生在解決問題時學習水平以及團結(jié)協(xié)作的精神；并且在完成實驗的過程中,加深了學生對書本知識的理解和運用.具體影響可分述如下.一提升了學生發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的水平開放性實驗方案的選擇和設計過程中,學生需要首先發(fā)現(xiàn)問題,進而分析問題,并在比擬各選項方案可行性的基礎上做出決策,這就模擬了實際工程中解決實際問題的全過程,大大提升了學生分析問題解決問題的水平.同時,由于學生自己從實際問題中選擇出來的設計題目,對學生來說,要么就是學生理解的難點和疑問點處,要么就是學生

6、感興趣的方面.這些都能夠激起學生探究問題的興趣,使學生能夠通過自主學習、相互討論、實驗驗證、結(jié)果分析等過程,在其已有知識的根底上架構起新舊知識的同化過程中,變被動接受為主動求知.如在某一組學生的開放性實驗設計中,他們就以石膏建材的呼吸性能為題,針對石膏在空氣中的失水性能開展實驗研究,研究石膏能夠一定程度的調(diào)節(jié)濕度的性能,并最終取得了成功.為此,把問題提交給學生,讓學生在開放性實驗課程中給予完成.即使是答案的問題,也可將不同材料性能的比擬和溫濕度的測定隱含其中,使學生通過分析問題、解決問題來到達獲取知識、掌握技能的目的.又比方,土木工程材料課程根本教學實驗中混凝土配合比設計實驗,讓學生對混凝土的

7、工作性、強度及配合比設計有了感性的熟悉.但是鋼筋混凝土中,混凝土的受力性能,又是如何呢？針對這個問題,有三組學生,分別就水灰比、混凝土型號以及混凝土中鋼筋的等級三個不同方面研究鋼筋混凝土中混凝土受力,研究這些因素對混凝土受力情況的影響.除此之外,在開放性實驗中,對于實際工程多方案進行比擬的實驗題目,學生相互之間的討論、比擬、決策,探究等過程,對于培養(yǎng)學生分析和解決的水平大有幫助.二提升學生的學習水平和團隊協(xié)作水平開放性實驗問題提出后,就需要學生針對問題開展學習研究.由于各小組所接收的問題不一致,小組成員必須通過自己的努力解決問題.并且開放性實驗要求學生在有限的時間完成研究工作,活動中的學生都是

8、主角,實驗的進行迫使學生自主學習,查閱文獻,大大提升了學生的自主學習水平.由于問題具有真實性和復雜性的特點,就需要各小組成員分工明確、責任明確.對于任何一個實驗的研究,小組成員都必須進行合理的分工.首先需要初步擬定實驗方案提出實驗方案后和同組成員進行討論,分析實驗可行性；實驗開展過程中,實驗耗材的購置以及實驗中出現(xiàn)問題的解決,都需要學生具備良好協(xié)調(diào)水平.這種讓學生自我組織劃分工作責任的方式有利于培養(yǎng)學生的團隊合作精神.同時,學生在分組討論學習過程中,也將逐漸體會到分工協(xié)作、相互傾聽、相互尊重的重要性,這種團隊協(xié)作水平往往是傳統(tǒng)教學方法所不能觸及的,但對于工科類專業(yè)的學生,這種根本職業(yè)技能練習是

9、不可或缺的.三提升學生對理論和實驗知識的理解和運用首先：開放性實驗的設計就需要學生在充分掌握相關理論根底知識的根底上進行,通過方案分析比擬,讓學生更深刻的理解了理論與實驗的結(jié)合,從而穩(wěn)固和提升了學生對理論知識的掌握.在這次開放性實驗嘗試中,筆者組織土木2022-12022-1、2 2 兩個班級進行土木工程材料實驗授課,共 8989 人,分為 1818 組.其中 6 6 組為學生自行組織的開放性實驗小組,其余 1 12 2 組進行了傳統(tǒng)的土木工程材料實驗教學.為了了解開放性實驗的效果,筆者精心設計了一份土木工程材料實驗考核試卷,按教學要求全面考核學生知識面、分析、計算和綜合水平.試卷中所涉及的知

10、識點,均在實驗課程開始授課前進行的相應的講解,然后分別進行相應的實驗教學.從考核的結(jié)果來看,開放性實驗小組成員考核成績明顯高于傳統(tǒng)性實驗小組的同學,如表 1 1 所示.從實驗成績考核可以看出,實施開放性實驗教學效果明顯.從參與開放性實驗的學生與三個班學生的成績分析來看,卷面總成績平均分提升約 8 8 分.由此可見,實施開放性實驗教學效果明顯,激發(fā)了學生的求知欲望,提升了學生分析問題,解決問題的水平,從而提升了學生的學習成績.結(jié)語高等教育教學改革已經(jīng)邁出了很大的步伐,并取了得積極的成果,學生的動手能力及創(chuàng)造性思維水平培養(yǎng),在工科類高等教育尤其是土木工程這類實踐性較強的專業(yè)中,已經(jīng)成為重中之重.而實驗教學是高等教育中培養(yǎng)學生動手水平和創(chuàng)新水平的重要手段,是完成高等教育人才培養(yǎng)目標的重要教學環(huán)節(jié).在土木工程材料實驗中設置開放性實驗,在時間與空間上給學生創(chuàng)造了實驗條件,吸引學生多走進實驗室進